畢業(yè)設(shè)計(jì)論文t

1、題 目： 數(shù)字日歷鐘電路設(shè)計(jì) 摘 要以DS1302芯片來(lái)設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘，采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，可以實(shí)現(xiàn)以下一些功能：年、月、日、小時(shí)、分、秒的顯示功能。本次設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘系統(tǒng)由時(shí)鐘電路，LCD顯示電路，按鍵調(diào)整電路三部分組成。51單片機(jī)通過(guò)軟件編程，在LCD1602液晶屏上實(shí)現(xiàn)年、月、日、小時(shí)、分、秒的顯示；通過(guò)三個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)，一個(gè)用于時(shí)鐘的調(diào)節(jié)，一個(gè)用于數(shù)值增一，一個(gè)用來(lái)數(shù)值減一，來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和調(diào)節(jié)功能；到達(dá)設(shè)置的鬧鐘時(shí)間時(shí)，由蜂鳴器發(fā)聲，起報(bào)警作用第一章 緒 論1.1課題的背景單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性價(jià)比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用廣泛，發(fā)展快速。單片機(jī)具有集成度高、功能

2、強(qiáng)大、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)所不在，無(wú)所不為”。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從而面向工業(yè)控制、通訊、交通智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)的發(fā)展歷史經(jīng)歷了四個(gè)階段：第一階

3、段（1974年1976年）：?jiǎn)纹瑱C(jī)初級(jí)階段。因工藝先知，單片機(jī)采用雙片的形式而且功能比較簡(jiǎn)單。第二階段（1976年1978年）：低性能單片機(jī)階段。以Intel公司智腦的MCS48單片機(jī)為代表。第三階段（1978年現(xiàn)在）：高性能單片機(jī)階段。典型代表是Intel公司的MCS51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等。第四階段（1982年現(xiàn)在）：8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)、32位單片機(jī)推出階段。單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢(shì)下，表現(xiàn)出幾大趨勢(shì)： ·可靠性及應(yīng)用越來(lái)越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 ·所集成的部件越來(lái)越多；NS（美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體）公司的單片

4、機(jī)已把語(yǔ)音、圖象部件也集成到單片機(jī)中，也就是說(shuō)，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬(wàn)用機(jī)。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路。 ·功耗越來(lái)越低和模擬電路結(jié)合越來(lái)越多。 隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來(lái)越小，甚至難以辨認(rèn)20世紀(jì)80年代中期以后，Intel公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)

5、是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而，常用80C51系列來(lái)稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì)8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為MCS-51系列單片機(jī)，因?yàn)镸CS只是Intel公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)。MCS-51系列及80C51單片機(jī)有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型。本文討論的單片機(jī)電子時(shí)鐘的核心是

6、目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，不僅能滿足所需要的要求而且還有很多功能可供開(kāi)發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。第二章 總體設(shè)計(jì)方案與論證本系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的基本要求。其主要設(shè)計(jì)思想是：整個(gè)系統(tǒng)用單片機(jī)為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集時(shí)鐘芯片的時(shí)間信號(hào)并通過(guò)顯示模塊來(lái)輸出信號(hào)及相關(guān)的控制功能。時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，利用單片機(jī)的I/O口傳給單片機(jī)；并通過(guò)I/O口實(shí)現(xiàn)LCD的顯示。系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)間星期年月日進(jìn)行調(diào)整，還可以設(shè)置鬧鐘。整體框架如圖2-1所示。顯示電路電源模塊STC89C51單片機(jī)

7、按鍵掃描電路DS1302時(shí)鐘電路18B20圖2-1 數(shù)字日歷鐘結(jié)構(gòu)框圖2.1 電源模塊方案的選擇與論證采用電池供電?？梢圆捎萌?jié)節(jié)1.5V電池給單片機(jī)供電。電池便捷使用方便，輸出電壓穩(wěn)定。2.2 時(shí)鐘電路方案的選擇與論證 方案一：采用51單片機(jī)STC89C51芯片軟件定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。利用89C51自身的中斷和定時(shí)器，通過(guò)軟件產(chǎn)生時(shí)鐘，雖然不需要外置硬件電路直接用51芯片，但是占I/O口比較多，而且斷電后時(shí)鐘不能自加即再次通電（或者復(fù)位）程序又從初始化處計(jì)時(shí)，不能友好的實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘要求。 方案二：采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。利用DS1302芯片可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302采用3線串行接口，占用

8、引腳少。DS1302內(nèi)部集成了可編程日歷時(shí)鐘，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置。內(nèi)部集成了31個(gè)字節(jié)的靜態(tài)RAM。DS1302的日歷時(shí)鐘可自動(dòng)進(jìn)行閏年補(bǔ)償。DS1302支持雙電源供電，可以使用外部主電源和備份電源。DS1302芯片具有對(duì)備份電池進(jìn)行涓流充電功能，可有效長(zhǎng)備份電池的使用壽命。 綜上所述，選擇方案二。2.3 顯示電路方案的選擇與論證 方案一：采用LED數(shù)碼管顯示時(shí)鐘的年月日星期時(shí)分秒。在本系統(tǒng)中至少需要用到22只LED數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示才可以達(dá)到要求，電路復(fù)雜，數(shù)碼管多。采用LED的優(yōu)點(diǎn)是亮度高，醒目，價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是只能顯示09的數(shù)字和一些簡(jiǎn)單的字符，電路復(fù)雜，占用資源較多且信息量小

9、。方案二：用LCD（YJD1602A）液晶顯示，時(shí)裝用的液晶掃描控制芯片。有接收電路，緩存電路，控制邏輯，掃描等組成。其優(yōu)點(diǎn)是能顯示更多的字符，工作電流比LED小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，故其功耗低，且有著良好的人機(jī)界面，體積小，功耗極低。 綜上所述，采用方案二。2.4 鍵掃描電路方案的選擇與論證 方案一：采用矩陣鍵盤。該方案優(yōu)點(diǎn)在于減少I/O的使用，但硬件電路連接麻煩而且軟件編程麻煩。 方案二：采用獨(dú)立鍵盤。采用獨(dú)立鍵盤操作簡(jiǎn)單便于硬件和軟件的設(shè)置。 綜上所述，采用方案二。1.2課題意義隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越追求人性化的事物，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求?，F(xiàn)代的數(shù)字鐘不僅需要數(shù)字電路技術(shù)而且需要

10、模擬電路技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，增加了數(shù)字鐘的功能。其電路可以由實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、人機(jī)接口模塊、報(bào)警模塊等部分組成。利用軟件編程盡量做到硬件電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定，減小電磁干擾和其他環(huán)境干擾，充分發(fā)揮軟件編程的優(yōu)點(diǎn)，減小因元器件精度不夠引起的誤差，但是數(shù)字鐘還是可以改進(jìn)和提高如選用更精密的元器件。但與機(jī)械式時(shí)鐘相比已經(jīng)具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)分秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛用于個(gè)人家庭，車站,，碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度

11、,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表,，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。第二章 總體設(shè)計(jì)方案與論證本系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的基本要求。其主要設(shè)計(jì)思想是：整個(gè)系統(tǒng)用單片機(jī)為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集時(shí)鐘芯片的時(shí)間信號(hào)并通過(guò)顯示模塊來(lái)輸出信號(hào)及相關(guān)的控制功能。時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，利用單片機(jī)的I/O口傳給單片機(jī)；并通過(guò)I/O口實(shí)現(xiàn)LC

12、D的顯示。系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)間星期年月日進(jìn)行調(diào)整，還可以設(shè)置鬧鐘。整體框架如圖2-1所示。顯示電路電源模塊STC89C51單片機(jī)按鍵掃描電路DS1302時(shí)鐘電路18B20圖2-1 數(shù)字日歷鐘結(jié)構(gòu)框圖2.1 電源模塊方案的選擇與論證采用電池供電?？梢圆捎萌?jié)節(jié)1.5V電池給單片機(jī)供電。電池便捷使用方便，輸出電壓穩(wěn)定。2.2 時(shí)鐘電路方案的選擇與論證 方案一：采用51單片機(jī)STC89C51芯片軟件定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。利用89C51自身的中斷和定時(shí)器，通過(guò)軟件產(chǎn)生時(shí)鐘，雖然不需要外置硬件電路直接用51芯片，但是占I/O口比較多，而且斷電后時(shí)鐘不能自加即再次通電（或者復(fù)位）程序又從初始化處計(jì)時(shí)，不

13、能友好的實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘要求。 方案二：采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。利用DS1302芯片可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302采用3線串行接口，占用引腳少。DS1302內(nèi)部集成了可編程日歷時(shí)鐘，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置。內(nèi)部集成了31個(gè)字節(jié)的靜態(tài)RAM。DS1302的日歷時(shí)鐘可自動(dòng)進(jìn)行閏年補(bǔ)償。DS1302支持雙電源供電，可以使用外部主電源和備份電源。DS1302芯片具有對(duì)備份電池進(jìn)行涓流充電功能，可有效長(zhǎng)備份電池的使用壽命。 綜上所述，選擇方案二。2.3 顯示電路方案的選擇與論證 方案一：采用LED數(shù)碼管顯示時(shí)鐘的年月日星期時(shí)分秒。在本系統(tǒng)中至少需要用到22只LED數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示才可以達(dá)到要求，電路復(fù)雜，

14、數(shù)碼管多。采用LED的優(yōu)點(diǎn)是亮度高，醒目，價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是只能顯示09的數(shù)字和一些簡(jiǎn)單的字符，電路復(fù)雜，占用資源較多且信息量小。方案二：用LCD（YJD1602A）液晶顯示，時(shí)裝用的液晶掃描控制芯片。有接收電路，緩存電路，控制邏輯，掃描等組成。其優(yōu)點(diǎn)是能顯示更多的字符，工作電流比LED小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，故其功耗低，且有著良好的人機(jī)界面，體積小，功耗極低。 綜上所述，采用方案二。2.4 鍵掃描電路方案的選擇與論證 方案一：采用矩陣鍵盤。該方案優(yōu)點(diǎn)在于減少I/O的使用，但硬件電路連接麻煩而且軟件編程麻煩。 方案二：采用獨(dú)立鍵盤。采用獨(dú)立鍵盤操作簡(jiǎn)單便于硬件和軟件的設(shè)置。 綜上所述，采用方案二。

15、第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 主控芯片STC89C51的介紹STC89C51是美國(guó)STC公司生產(chǎn)的低電壓、高性能的CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256 bytes的隨即存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。如圖3-1所示為STC89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)。圖3-1 STC89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)接線圖 STC89C51的主要性能參數(shù)1與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容2具有8k字節(jié)可

16、重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器31000次擦寫周期4全靜態(tài)操作：0Hz24MHz5三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器6256×8字節(jié)內(nèi)部RAM732個(gè)可編程I/O口線82個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器98個(gè)中斷源10低功耗空閑和掉電方式11可編程串行UART通道 STC89C51單片機(jī)的功能特性概述：STC89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路。STC89C52單片機(jī)與MCS-51兼容,它與MCS-51的功能基本相同。.1 MCS51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)（1）中斷源

17、MCS51單片機(jī)是一個(gè)多中斷源的單片機(jī)，有五個(gè)中斷源：外部中斷0、定時(shí)器0中斷、外部中斷1、定時(shí)器1中斷和串行接收或發(fā)送中斷。各中斷源的中斷處理程序入口地址如下表31所示：表31 中斷向量表中斷源入口地址外部中斷00003H定時(shí)器0000BH外部中斷10013H定時(shí)器1001BH串行口0023H（2）中斷控制1中斷的開(kāi)放或禁止是由中斷允許寄存器IE控制的。IE的格式如下：EAESET1EX1ET0EX0EA中斷總允許位。EA1，開(kāi)放總中斷，而各個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是允許還是禁止，分別由各自的中斷允許位確定；EA=0，禁止一切中斷。ES串行口中斷允許位。ET1和ET0分別是定時(shí)器T1和T0的中斷允

18、許位。EX1和EX0分別是外部中斷1（INT1）和外部中斷0（INT0）的中斷允許位。以上五個(gè)中斷允許位的意義是：0為禁止中斷,1為允許中斷。2中斷源優(yōu)先級(jí)控制中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP。MCS51單片機(jī)有高、低兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，5個(gè)中斷源可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷，實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。一個(gè)正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷源的中斷服務(wù)程序，能被高優(yōu)先級(jí)中斷源所中斷，但不能被同級(jí)別的另一個(gè)中斷源所中斷。MCS51單片機(jī)的5個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的相應(yīng)位設(shè)定。IP格式如下：PSPT1PX1PT0PX0PS是串行口的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT1和PT0分別是定時(shí)器T1和T0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。

19、PX1和PX0分別是外部中斷INT1和INT0的中斷優(yōu)先級(jí)控制位。中斷優(yōu)先級(jí)控制位的意義是：0為設(shè)定為低優(yōu)先級(jí)中斷源；1為設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷。 如果同優(yōu)先級(jí)的多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，則按MCS51單片機(jī)的CPU查詢次序確定那個(gè)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，其查詢次序?yàn)椋篒E0、TF0、IE1、TF1、RI或TI。.2 MCS51的定時(shí)系統(tǒng)在控制系統(tǒng)中，常常要求有一些實(shí)時(shí)時(shí)鐘以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制，如定時(shí)中斷、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等等，也往往要求有計(jì)數(shù)器能對(duì)外部事件計(jì)數(shù)。MCS51單片機(jī)有2個(gè)定時(shí)器，稱為定時(shí)器0（T0）和定時(shí)器1（T1）。(1)定時(shí)器的結(jié)構(gòu)MCS51單片機(jī)的定時(shí)器由計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1、方式控制寄

20、存器和定時(shí)器控制寄存器組成計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器1分別由8位計(jì)數(shù)器TH0、TL0和TH1和TL1構(gòu)成。TH0、TL0、TH1、TL1是不能位尋址的特殊功能寄存器，通過(guò)對(duì)TH0、TL0、TH1、TL1的初始化編程來(lái)控制T0和T1的計(jì)數(shù)初值。MCS51單片機(jī)的兩個(gè)計(jì)數(shù)器TH0、TL0和TH1、TL1可以構(gòu)成16位的計(jì)數(shù)器、13位的計(jì)數(shù)器和8位的計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器是定時(shí)器T0和T1的核心，它可以對(duì)引線T0和T1來(lái)的外部事件計(jì)數(shù)；也可以對(duì)單片機(jī)的機(jī)器周期計(jì)數(shù)。一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩脈沖周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/12。這樣，不但可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以反過(guò)來(lái)按定時(shí)時(shí)間的要求計(jì)算出計(jì)數(shù)器的預(yù)

21、置值。計(jì)數(shù)器是加法計(jì)數(shù)器，所以預(yù)置的計(jì)數(shù)初值應(yīng)為計(jì)數(shù)值的補(bǔ)碼。(2)定時(shí)器的工作方式MCS51單片機(jī)的T0有方式0、方式1、方式2和方式3四種工作方式。T1有方式0、方式1和方式2三種工作方式。工作方式控制寄存器TMOD:TMOD寄存器是不能位尋址的特殊功能寄存器，用于控制T1和T0的工作方式，各位的定義如下：GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0TMOD的高半字節(jié)和低半字節(jié)的定義相同，高半字節(jié)用于控制T1，低半字節(jié)用于控制T0，其中，GATE是門控位。GATE為1時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)器受外部引線INT0或INT1輸入電平的控制，輸入高電平計(jì)數(shù)，輸入低電平停止計(jì)數(shù)，這時(shí)可以用于測(cè)量在INTx

22、引線出現(xiàn)的正脈沖寬度；GATE為0時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)不受INT0或INT1引線的控制。C/T是定時(shí)器和計(jì)數(shù)器選擇位。C/T為1，選擇計(jì)數(shù)器方式，計(jì)數(shù)器THi和TLi對(duì)Ti引線輸入的外部事件計(jì)數(shù)；C/T為0，選擇定時(shí)器方式，計(jì)數(shù)器THi和TLi對(duì)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)。M1和M0是定時(shí)器的工作方式選擇位。M1和M0這2位有0011四個(gè)狀態(tài)，分別選擇方式0（13位定時(shí)器）、方式1（16位定時(shí)器）、方式2（8位自動(dòng)重裝載定時(shí)器）和方式3（T0分成兩個(gè)8位的定時(shí)器）。3.2時(shí)鐘部分功能介紹及電路設(shè)計(jì)(2) 時(shí)鐘芯片DS1302的工作原理：2.1 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，

23、Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc10.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此

24、次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí),在VCC>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。SCLK為時(shí)鐘輸入端。 下圖為DS1302的引腳功能圖： DS1302封裝圖22 DS1302的控制字節(jié)DS1302的控制字如表-1所示?？刂谱止?jié)的高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出 RAM RD

25、 1 A4 A3 A2 A1 A0 / CK /WR 表-1 DS1302的控制字格式2.3 數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開(kāi)始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。 2.4 DS1302的寄存器 DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表1。此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存

26、器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個(gè)字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警計(jì)時(shí)等功能，此設(shè)計(jì)采用了DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CP

27、U進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 2.1 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc10.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X

28、2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。SCLK始終是輸入端。3.3顯示模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)顯示模塊采

29、用液晶1602顯示，接口說(shuō)明如下表3所示表3-3 1602液晶接口信號(hào)說(shuō)明字符型LCD的引腳定義編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號(hào)11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號(hào)14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極1. 基本操作時(shí)序：1.1讀狀態(tài)：輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：D0D7=狀態(tài)字1.2寫指令：輸入：RS=L，

30、RW=l，D0D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：無(wú)1.3讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：D0D7=數(shù)據(jù)1.4寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=L，RW=l，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無(wú)2. RAM地址映射圖 控制器內(nèi)部帶有80B的RAM緩沖區(qū)，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：圖3-3 1602內(nèi)部RAM地址映射圖3.指令說(shuō)明 初始化設(shè)置如下為顯示模式設(shè)置：指令碼功能00111000設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口顯示開(kāi)/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：指令碼功能00001DCBD=1開(kāi)顯示，D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)，C=0不顯示光標(biāo)B=1光標(biāo)閃爍，B=0光標(biāo)不顯示000001NSN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址

31、指針加一，且光標(biāo)加一N=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一S=1當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示左移（N=1)數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過(guò)它們來(lái)訪問(wèn)內(nèi)部全部的80字節(jié)RAM。1602液晶和單片機(jī)的接口電路圖如圖6所示圖3-4 1602液晶和單片機(jī)的接口電路圖3.5功能按鍵模塊介紹及電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)功能按鍵模塊采用三個(gè)獨(dú)立按鍵，接口電路圖如圖8所示，S2鍵為功能鍵選擇，S3鍵為功能加鍵，S4鍵為功能減鍵。 圖3-6 功能按鍵模塊3.6 18B20電路DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1日歷程序設(shè)計(jì)因?yàn)槭褂昧藭r(shí)鐘芯片DS1302，陽(yáng)歷程序只需要從DS1302各寄存器中讀出年、周、月、日、小時(shí)、分、秒等數(shù)據(jù)，再作處理既可。在首次對(duì)DS1302進(jìn)行操作之前，必須對(duì)他進(jìn)行初始化，然后從DS1302中讀出數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)處理后，送給顯示緩存單元。日歷程序流程圖見(jiàn)圖4-1所示。