基于單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了基于STC89C52單片機(jī)的多功能電子萬年歷的硬件結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì)方法。本設(shè)計(jì)由數(shù)據(jù)顯示模塊、溫度采集模塊、時(shí)間處理模塊和調(diào)整設(shè)置模塊四個(gè)模塊組成。系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制器，以串行時(shí)鐘日歷芯片DS1302記錄日歷和時(shí)間，它可以對年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。溫度采集選用DS18B20芯片，萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，數(shù)據(jù)顯示采用1602A液晶顯示模塊，可以在LCD上同時(shí)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場前景。關(guān)鍵字

2、：萬年歷 溫度計(jì) 液晶顯示0 前言隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝,從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。它可以對年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小。對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、時(shí)、分、秒和溫度等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。該電路采用STC89C52單片機(jī)作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用35V電壓供電。此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。1 總體方案設(shè)計(jì)單片機(jī)電子萬年歷的制作有多種方法，

3、可供選擇的器件和運(yùn)用的技術(shù)也有很多種。所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要簡單使用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗以及低廉的成本。系統(tǒng)的功能往往決定了系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過成本，性能，功耗等多方面的考慮決定用三個(gè)8位74LS164串行接口外接LCD顯示器，RESPACK-8對單片機(jī)STC89C52進(jìn)行供電，時(shí)間芯片DS1302連接單片機(jī)STC89C52。從而實(shí)現(xiàn)電子萬年歷的功能。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，初步確定系統(tǒng)由電源模塊、時(shí)鐘模塊、顯示模塊、鍵盤接口模塊、溫度測量模塊和鬧鐘模塊共六個(gè)模塊組成，電路系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1所

4、示。鬧鐘模塊獨(dú)立按鍵顯示模塊始終模塊STC89C52溫度模塊電源模塊 圖1 硬件電路框圖2 硬件電路設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)的選擇2.1.1 51單片機(jī)及12單片機(jī)結(jié)構(gòu)及功能單片機(jī)又稱單片微控制器，可以完成復(fù)雜的運(yùn)算、邏輯控制、通信等功能。80C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號用來提供單片機(jī)內(nèi)各種位操作時(shí)間基準(zhǔn)，80C52單片機(jī)的時(shí)鐘信號。通常有兩種電路形式：內(nèi)部震蕩方式和外部震蕩方式。由于80C52的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時(shí)間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來源廣，應(yīng)用也很成熟，故采用來作為控制核心。單片機(jī)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)環(huán)境電壓多路采集功能的核心模塊。每次選通一路通道信號進(jìn)行模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字量和輸出允許。STC12

5、C5A60AD/S2系列帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口，上電復(fù)位后P1口為弱上拉型IO口，用戶可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不須作為A/D使用的口可繼續(xù)作為IO口使用。STC12C5A60AD/S2系列單片機(jī)與89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)相同，而功能上較51單片機(jī)相比更為強(qiáng)大。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖2所示。圖2 單片機(jī)最小系統(tǒng)2.1.2時(shí)鐘電路 89C51系列單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常有內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。本最小系統(tǒng)采用外部晶振電路，利用11.0592MHZ的晶體振蕩器和兩個(gè)30pF的電容組成。其中晶體振蕩器起振蕩作用，兩電容起到去耦合的作用，具體設(shè)計(jì)圖如圖3所示：

6、圖3 時(shí)鐘電路2.1.3復(fù)位電路本系統(tǒng)的復(fù)位電路是采用按鍵復(fù)位的電路，復(fù)位輸入引腳RET為其提供了初始化的手段。當(dāng)其ALE及PSEN兩引腳輸出高電平，RET引腳高電平到時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。按下按鈕，則直接把+5V加到了RET端從而復(fù)位稱為手動復(fù)位。復(fù)位后，P0到P3并行I/O口全為高電平，其它寄存器全部清零，只有SBUF寄存器狀態(tài)不確定。系統(tǒng)復(fù)位電路如圖4所示。圖4 復(fù)位電路2.2時(shí)鐘芯片DS1302接口設(shè)計(jì)與性能分析2.2.1DS1302性能簡介DS1302是Dallas公司生產(chǎn)的一種實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。它通過串行方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，能夠向單片機(jī)提供包括秒、分、時(shí)、日、月、年等在內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間信息

7、，并可對月末日期、閏年天數(shù)自動進(jìn)行調(diào)整；它還擁有用于主電源和備份電源的雙電源引腳，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。另外，它還能提供31字節(jié)的用于高速數(shù)據(jù)暫存的RAM。DS1302時(shí)鐘芯片內(nèi)主要包括移位寄存器、控制邏輯電路、振蕩器。DS1302與單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送依靠RST，I/O，SCLK三根端線即可完成。其工作過程可概括為：首先系統(tǒng)RST引腳驅(qū)動至高電平，然后在SCLK時(shí)鐘脈沖的作用下，通過I/O引腳向DS1302輸入地址/命令字節(jié)，隨后再在SCLK時(shí)鐘脈沖的配合下，從I/O引腳寫入或讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)。因此,其與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實(shí)現(xiàn)的，DS1302的引腳排列及

8、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4：DS1302引腳說明： X1，X2 32.768kHz晶振引腳GND 地線RST 復(fù)位端I/O 數(shù)據(jù)輸入/輸出端口SCLK 串行時(shí)鐘端口VCC1 慢速充電引腳VCC2 電源引腳 圖4 DS1302的引腳2.2.2DS1302接口電路設(shè)計(jì)1時(shí)鐘芯片DS1302的接口電路及工作原理：圖5 DS1302與MCU接口電路圖5為DS1302的接口電路，其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。VCC1在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源并提供低功率的電池備份。VCC2在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中VCC1連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。DS1

9、302由VCC1或VCC2 兩者中較大者供電。當(dāng)VCC2大于VCC1+0.2V時(shí)，VCC2給DS1302供電。當(dāng)VCC2小于VCC1時(shí)，DS1302由VCC1供電。DS1302在每次進(jìn)行讀、寫程序前都必須初始化，先把SCLK端置 “0”，接著把RST端置“1”，最后才給予SCLK脈沖；讀/寫時(shí)序如下圖6所示。表-1為DS1302的控制字，此控制字的位7必須置1，若為0則不能對DS1302進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。對于位6，若對時(shí)間進(jìn)行讀/寫時(shí)，CK=0，對程序進(jìn)行讀/寫時(shí)RAM=1。位1至位5指操作單元的地址。位0是讀/寫操作位，進(jìn)行讀操作時(shí)，該位為1；進(jìn)行寫操作時(shí)，該位為0。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入

10、/輸出的。表-2為DS1302的日歷、時(shí)間寄存器內(nèi)容：“CH”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行?！癢P”是寫保護(hù)位，在任何的對時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，“WP”必須為0。當(dāng)“WP”為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。2、DS1302的控制字DS1302的控制字如表2所示。控制字節(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1表示進(jìn)行讀操作，為0表示進(jìn)行寫操作?？刂谱止?jié)總是從最低

11、位開始輸出。表2 DS1302的控制字格式 1 RAM/CKA4A3A2A1A0RD/WR3、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。如下圖6所示。圖6 DS1302讀/寫時(shí)序圖4、DS1302的寄存器AMDS1302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表3。 表3 DS1302的日歷、時(shí)間寄存器寫寄存器讀寄存器Bit7Bit6Bi

12、t5Bit7Bit3Bit2Bit1Bit080H81HCH10秒秒82H83H10分分84H85H12/010時(shí)時(shí)/PM86H87H0010 日日88H89H00010月月8AH8BH00000星期8CH8DH 10年年8EH8FHWP0000000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

13、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)。2.3溫度芯片DS18B20接口設(shè)計(jì)與性能分析2.3.1 DS18B20性能簡介1.DS18B20的主要特性DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9-12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。現(xiàn)場溫度直接以"一線總線"的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新

14、的產(chǎn)品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。其性能特點(diǎn)可歸納如下：1獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；2測溫范圍在-55到125，分辨率最大可達(dá)0.0625；3采用了3線制與單片機(jī)相連，減少了外部硬件電路；4零待機(jī)功耗；5可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍在3.0V-5.5V；6用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置；7報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 8負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會因發(fā)熱燒毀，只是不能正常工作。2.DS18B20工作原理    DS18B20的讀寫時(shí)序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的

15、位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖5所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖7

16、中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。LSB位置/清除增加計(jì)數(shù)器1斜率累加器計(jì)數(shù)比較器溫度寄存器減到0預(yù)置計(jì)數(shù)器2減到0停止預(yù)置低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振圖7 DS18B20測溫原理2.3.2 DS18B20接口電路設(shè)計(jì) 如8圖所示，該系統(tǒng)中采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，具有測量精度高，電路連接簡單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，用P3.7與DS18B20的DQ口連接，Vcc接電源，GND接地。 圖8溫度傳感器DS18B20接口電路2.3.3 DS18B20的工作時(shí)序 1、復(fù)位時(shí)序圖圖9復(fù)位時(shí)序圖2、讀時(shí)序圖圖10讀時(shí)序圖3、寫時(shí)

17、序圖圖11 寫時(shí)序圖 4、工作時(shí)序 1）總線時(shí)序圖12 總線時(shí)序2）寫周期時(shí)序圖13寫周期時(shí)序3）起始/停止時(shí)序圖14 起始/停止時(shí)序4）應(yīng)答時(shí)序圖15 應(yīng)答時(shí)序5）立即地址讀時(shí)序圖16 立即地址讀時(shí)序2.4 LCD顯示模塊2.4.1LCM1602的特性及使用說明1.LCM1602的接口信號說明如表4:表4 LCM1602的接口信號編號引腳符號功能說明編號引腳符號功能說明1VSS電源地9D2DATA I/O2VDD電源正極10D3DATA I/O3VL液晶顯示偏壓信號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

18、I/O6E使能信號14D7DATA I/O7D0DATA I/O15BLA背光正極8D1DATA I/O16BLK背光負(fù)極2、基本操作時(shí)序如下：1）讀狀態(tài)：RS=L，RW=H，E=H2）寫指令：RS=L，RW=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖3）讀數(shù)據(jù)：RS=H，RW=H，E=H4）寫數(shù)據(jù)：RS=H，RW=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖3、初始化設(shè)置 1）顯示模式設(shè)置如表5：表5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2） 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置如表6： 表6 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼功能00001DCBD=1開顯示；D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)；C=0不

19、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)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一N=0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）2.4.2LCM1602與MCU的接口電路 LCD的D0D7分別接單片機(jī)的的P2口，作為數(shù)據(jù)線，因?yàn)镻0口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以外部另外加上10K的上拉電阻；P1.0P1.2分別接LCD的RS、RW、E三個(gè)控制管腳；RV1用來調(diào)節(jié)LCD的顯示灰度；BLK、BLA為背光的陰極和陽極，接上相應(yīng)電平即點(diǎn)亮背光燈。2.5按鍵模塊設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)用到了5個(gè)按鍵，其中一個(gè)用作系統(tǒng)手動復(fù)位，另外4個(gè)采用獨(dú)立按鍵，該種接法

20、查詢簡單，程序處理簡單,可節(jié)省CPU資源，按鍵電路如圖17所示，4個(gè)獨(dú)立按鍵分別與STC89C52的P3.4、P3.5、P3.6、P3.7接口相連。圖17 按鍵電路 對以上4個(gè)按鍵作簡要說明：S4SET 鍵，S3UP鍵，S2DOWN鍵，S5OUT/STOP鍵。SET 鍵：按下SET鍵進(jìn)入時(shí)間校準(zhǔn)狀態(tài)，按一下進(jìn)入秒調(diào)整，兩下分調(diào)整，依此類推可進(jìn)行各年月日，時(shí)分秒以及星期的校準(zhǔn)；UP鍵：當(dāng)SET鍵按下時(shí)，UP進(jìn)行SET選定項(xiàng)（如：小時(shí)）的加操作;DOWN鍵：當(dāng)SET鍵按下時(shí)，DOWN進(jìn)行SET選定項(xiàng)（如：小時(shí)）的減操作；OUT鍵：當(dāng)OUT鍵按下時(shí)，此鍵功能為退出校準(zhǔn)功能，進(jìn)入下一模式，顯示溫度值和

21、上下限的溫度值。2.6復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 當(dāng)STC89C52單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（全稱RESET）出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。而本系統(tǒng)選用的是12MHz的晶振，因此一個(gè)機(jī)器周期為1s，那么復(fù)位脈沖寬度最小應(yīng)為2s。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，考慮到電源的穩(wěn)定時(shí)間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時(shí)間以及復(fù)位的可靠性等因素，必須有足夠的余量。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位、手動復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。STC89C52單片機(jī)的上電復(fù)位POR（Pow

22、er On Reset）實(shí)質(zhì)上就是上電延時(shí)復(fù)位，也就是在上電延時(shí)期間把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上。在單片機(jī)每次初始加電時(shí)，首先投入工作的功能部件是復(fù)位電路。復(fù)位電路把單片機(jī)鎖定在復(fù)位狀態(tài)上并且維持一個(gè)延時(shí)（記作TRST），以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個(gè)等待時(shí)間；在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個(gè)延時(shí)，給予時(shí)鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的一個(gè)等待時(shí)間；在單片機(jī)開始進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)之前，還要至少推遲2個(gè)機(jī)器周期的延時(shí)。 本設(shè)計(jì)采用上電且開關(guān)復(fù)位電路，如圖18所示上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。通常選

23、擇C=1030F，本設(shè)計(jì)采用的電容值為10F的電容和電阻為4.7K的電阻。圖18 復(fù)位電路3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)電子萬年歷的功能是在程序控制下實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對應(yīng)，按整體功能分成多個(gè)不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強(qiáng)了程序的可移植性。本系統(tǒng)的軟件部分主要要進(jìn)行公歷計(jì)算程序設(shè)計(jì)，溫度測量程序設(shè)計(jì)，按鍵的掃描輸入等。程序開始運(yùn)行后首先要進(jìn)行初始化，把單片機(jī)的各引腳的狀態(tài)按程序里面的初始化命令進(jìn)行初始化，初始化完成后運(yùn)行溫度測量程序，讀取出溫度傳感器測量出來的溫度，然后運(yùn)行公歷計(jì)算程序，得到公歷的時(shí)間、日期

24、信息，再運(yùn)行按鍵掃描程序，檢測有無按鍵按下，如果沒有按鍵按下則直接調(diào)用節(jié)日計(jì)算程序，根據(jù)得到的公歷日期信息計(jì)算出節(jié)日，如果有按鍵按下則更新按鍵修改后的變量后送給節(jié)日計(jì)算程序，由節(jié)日計(jì)算程序根據(jù)修改后的變量計(jì)算出對應(yīng)的節(jié)假日，計(jì)算完成后運(yùn)行顯示程序，顯示程序?qū)⒌玫降臏囟葦?shù)據(jù)、公歷信息、節(jié)假日信息送給對應(yīng)的數(shù)碼管讓其顯示。3.1主程序流程圖的設(shè)計(jì)主程序流程圖：開始DS1302初始化設(shè)置DS1302讀年月日星期時(shí)分秒將讀取的數(shù)據(jù)處理后送液晶屏顯示返回圖19 主程序流程圖3.2 程序設(shè)計(jì)3.2.1 DS1302讀寫程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的時(shí)間讀取主要來源于單片機(jī)對DS1302的操作，在硬件上時(shí)鐘芯片DS130

25、2與單片機(jī)的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)，具體連接圖見系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理圖。讀取寫程序設(shè)計(jì)如下：sbit clk = P13; /ds1302時(shí)鐘線定義sbit io = P14; /數(shù)據(jù)線sbit rst = P15; /復(fù)位線/秒 分 時(shí) 日 月 年 星期 uchar code write_add=0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0x8c,0x8a; /寫地址uchar code read_add =0x81,0x83,0x85,0x87,0x89,0x8d,0x8b; /讀地址uchar code init_ds =0x58,0x00,0x

26、00,0x01,0x01,0x13,0x1; uchar miao,fen,shi,ri,yue,week,nian;uchar i;uchar fen1=0x11,shi1=0; /兩個(gè)鬧鐘變量的定義bit open1;/*寫一個(gè)數(shù)據(jù)到對應(yīng)的地址里*/void write_ds1302(uchar add,uchar dat)rst = 1; /把復(fù)位線拿高for(i=0;i<8;i+) /低位在前clk = 0; /時(shí)鐘線拿低開始寫數(shù)據(jù)io = add & 0x01; add >>= 1; /把地址右移一位clk = 1; /時(shí)鐘線拿高for(i=0;i<8

27、;i+)clk = 0; /時(shí)鐘線拿低開始寫數(shù)據(jù)io = dat & 0x01;dat >>= 1; /把數(shù)據(jù)右移一位clk = 1; /時(shí)鐘線拿高rst = 0; /復(fù)位線合低clk = 0;io = 0;/*從對應(yīng)的地址讀一個(gè)數(shù)據(jù)出來*/uchar read_ds1302(uchar add)uchar value,i;rst = 1; /把復(fù)位線拿高for(i=0;i<8;i+) /低位在前clk = 0; /時(shí)鐘線拿低開始寫數(shù)據(jù)io = add & 0x01; add >>= 1; /把地址右移一位clk = 1; /時(shí)鐘線拿高for(i=

28、0;i<8;i+)clk = 0; /時(shí)鐘線拿低開始讀數(shù)據(jù)value >>= 1;if(io = 1)value |= 0x80;clk = 1; /時(shí)鐘線拿高rst = 0; /復(fù)位線合低clk = 0;io = 0;return value; /返回讀出來的數(shù)據(jù)/*把要的時(shí)間 年月日 都讀出來*/void read_time()miao = read_ds1302(read_add0);/讀秒fen = read_ds1302(read_add1);/讀分shi = read_ds1302(read_add2);/讀時(shí)ri = read_ds1302(read_add3)

29、;/讀日yue = read_ds1302(read_add4);/讀月nian = read_ds1302(read_add5);/讀年week = read_ds1302(read_add6);/讀星期Conversion(0,nian,yue,ri);/農(nóng)歷轉(zhuǎn)換 n_nian = year_moon ;n_yue = month_moon ;n_ri = day_moon ;/*把要寫的時(shí)間 年月日 都寫入ds1302里*/void write_time()write_ds1302(0x8e,0x00);/打開寫保護(hù)write_ds1302(write_add0,miao);/寫秒wri

30、te_ds1302(write_add1,fen);/寫分write_ds1302(write_add2,shi);/寫時(shí)write_ds1302(write_add3,ri);/寫日write_ds1302(write_add4,yue);/寫月write_ds1302(write_add5,nian);/寫星期write_ds1302(write_add6,week);/寫年write_ds1302(0x8e,0x80);/關(guān)閉寫保護(hù)/*把數(shù)據(jù)保存到ds1302 RAM中*0-31*/void write_ds1302ram(uchar add,uchar dat)add <<

31、= 1; /地址是從第二位開始的add &= 0xfe; /把最低位清零 是寫的命令add |= 0xc0; /地址最高兩位為 1 write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(add,dat);write_ds1302(0x8e,0x80);/*把數(shù)據(jù)從ds1302 RAM讀出來*0-31*/uchar read_ds1302ram(uchar add)add <<= 1; /地址是從第二位開始的add |= 0x01; /把最高位置1 是讀命令add |= 0xc0; /地址最高兩位為 1 return(read_ds1302(add);/*

32、初始化ds1302時(shí)間*/void init_ds1302()uchar i;rst = 0;/第一次讀寫數(shù)據(jù)時(shí)要把IO品拿低clk = 0;io = 0;i = read_ds1302ram(30); if(i != 3)i = 3;write_ds1302ram(30,i); /4050 4100 3080write_ds1302(0x8e,0x00); /打開寫保護(hù)for(i=0;i<7;i+)write_ds1302(write_addi,init_dsi);/把最高位值0 允許ds1302工作write_ds1302(0x8e,0x80);/關(guān)寫保護(hù)DS1302與微處理器進(jìn)行數(shù)

33、據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯 1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護(hù)；D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入)，D0=1，指定讀操作(輸出) 。3.2.2 溫度程序設(shè)計(jì)單總線上最基本的操作有初始化、寫和讀3種，所有其它的操作都由這3種基本操作組合而成，初始化用于對總線上的器件進(jìn)行狀態(tài)復(fù)位，寫用于主節(jié)點(diǎn)向總線上寫入一位數(shù)據(jù)，讀用于主節(jié)點(diǎn)從總線上讀取一位數(shù)據(jù)。在這3種操作中，只有寫操作是單向的，初始化操作和讀操作都是雙向的。具體程序設(shè)計(jì)如下：

34、byte ow_reset(void) byte presence; DQ = 0; /拉低總線 delay(29); / 保持 480us DQ = 1; / 釋放總線 delay(3); / 等待回復(fù) presence = DQ; / 讀取信號 delay(25); / 等待結(jié)束信號 return(presence); / 返回 0：正常 1：不存在 /從 1-wire 總線上讀取一個(gè)字節(jié)byte read_byte(void) byte i; byte value = 0; for (i=8;i>0;i-) value>>=1; DQ = 0; DQ = 1; dela

35、y(1); if(DQ)value|=0x80; delay(6); return(value);/向 1-WIRE 總線上寫一個(gè)字節(jié)void write_byte(char val) byte i; for (i=8; i>0; i-) / 一次寫一位 DQ = 0; / DQ = val&0x01; delay(5); / DQ = 1; val=val/2; delay(5);4 調(diào)試分析在protues上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。首先使用Keil uVsion 2將編寫完成的程序編譯生成HEX文件，將HEX文件燒錄到兩片單片機(jī)中，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖20所示。圖20 仿真圖5 結(jié)論

36、在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，硬件方面主要設(shè)計(jì)了STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)、DS1302接口電路、DS18B20接口電路、鬧鐘及LCD顯示；軟件方面借助各個(gè)渠道的資料，主要設(shè)計(jì)了陽歷數(shù)據(jù)讀取程序、陽歷轉(zhuǎn)陰歷程序、溫度采集程序、鬧鈴程序以及LCD顯示程序；系統(tǒng)的調(diào)試主要是通過一塊STC89C52開發(fā)板，再借助于Keil、STC以及少許自己搭建的外圍電路實(shí)現(xiàn)的；再此過程中，分步調(diào)試時(shí)顯示出了陽歷的日期及時(shí)間，還有實(shí)時(shí)溫度，集中調(diào)試時(shí)沒有達(dá)到預(yù)期效果。此萬年歷具有讀顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識，在電路焊接時(shí)雖然沒什么大問題，但從中也知道了焊接在整個(gè)作品中的重要性，電路工程量大，不能心急，一個(gè)個(gè)慢慢來不能急于求成。反而達(dá)到事半功倍的效果。對電路的設(shè)計(jì)、布局要先有一個(gè)好的構(gòu)思，才顯得電路板美觀、大方。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時(shí)遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考，理清了思路，反而得心應(yīng)手。在此次設(shè)計(jì)中，知道了做事要有一顆平常的心，不要想著走捷徑，一步一腳印。也練就了我的耐心，做什么事都要有耐心。在本次設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多很多東西，這是最重要的?？傊?，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的能力得到了全方位的提高，次設(shè)計(jì)的