基于51單片機(jī)電子溫度計(jì)臺(tái)歷設(shè)計(jì)說明

1、 PAGE53 / NUMPAGES53國 家 示 性 高 等 職 業(yè) 院 校電子溫度計(jì)臺(tái)歷： 吳保林 年級(jí)： 2010 專業(yè)： 電子信息工程技術(shù)：E-mail: wlr5678126. 志當(dāng)高 學(xué)當(dāng)勤 能必強(qiáng) 技必精XXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書 電子信息工程 系（部）電子信息工程技術(shù)專業(yè)2010電子信息工程技術(shù)班學(xué)生XXX學(xué)號(hào)xxxxxxxxxx一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：電子溫度計(jì)臺(tái)歷二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)定進(jìn)行的日期：2012年11月1日起至2013年5月20 日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)：四、任務(wù)書的容：設(shè)計(jì)目的：電子臺(tái)歷是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與

2、機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，節(jié)省了電能。因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。通過設(shè)計(jì)加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)。我們此次設(shè)計(jì)電子臺(tái)歷是為了了解時(shí)鐘芯片DS1302和12864液晶的原理，加深對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的了解和認(rèn)識(shí)、以與知識(shí)遷移的能力。而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用與實(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序電路，通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法，以與各種電路之間是怎樣聯(lián)系起來的。設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)指標(biāo)1.時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周

3、期；2.顯示時(shí)、分、秒；3.具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)與分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；4.計(jì)時(shí)過程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)；5.為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定與準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。設(shè)計(jì)要求(1)顯示室溫度，精度 0.5 度； (2) 顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可以對(duì)年、月、日、周、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，可調(diào)整時(shí)間、日期； (3) 設(shè)置鬧鐘三個(gè)以上；(4)具有溫度報(bào)警功能；說明： 1.顯示屏采用126*64規(guī)格 2.時(shí)間和日期的顯示格式可自定義工作日程安排：2012.11.15-2012.12.20查找相關(guān)書籍、參考文獻(xiàn)，了解設(shè)計(jì)原理。2012.12.21

4、-2012.12.30 進(jìn)行模擬仿真2013.01.01-2013.01.15編寫程序，實(shí)現(xiàn)功能.2013.01.26-2013.05.10 寫論文，上交設(shè)計(jì)作品設(shè)計(jì)（論文）要求：要求提供以下設(shè)計(jì)資料，匯報(bào)設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有設(shè)計(jì)心得體會(huì)并裝訂成冊：1.摘要(所做的設(shè)計(jì)如有特別之處，一定要挑明)；2. 原理框圖3. 元器件明細(xì)表與參數(shù)選擇4. 各功能塊電路圖5. PCB文件生成與打印輸出6. 操作原理簡要說明7.調(diào)試的結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求學(xué)生開始執(zhí)行任務(wù)書日期 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日學(xué)生送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）日期： 200年 月 日 教研室主任簽名：

5、年月日學(xué)生簽名：年月日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3560445651 緒論 PAGEREF _Toc356044565 h 7HYPERLINK l _Toc3560445661.1 電子臺(tái)歷的背景 PAGEREF _Toc356044566 h 7HYPERLINK l _Toc3560445671.2電子臺(tái)歷的意義 PAGEREF _Toc356044567 h 8HYPERLINK l _Toc3560445681.3電子臺(tái)歷的應(yīng)用 PAGEREF _Toc356044568 h 8HYPERLINK l _Toc3560445692 整體設(shè)計(jì)

6、方案選擇 PAGEREF _Toc356044569 h 8HYPERLINK l _Toc3560445702.1 555定時(shí)器方案 PAGEREF _Toc356044570 h 8HYPERLINK l _Toc3560445712.2 單片機(jī)方案 PAGEREF _Toc356044571 h 8HYPERLINK l _Toc3560445723 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356044572 h 8HYPERLINK l _Toc3560445733.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356044573 h 8HYPERLINK l _Toc356044574

7、3.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) PAGEREF _Toc356044574 h 8HYPERLINK l _Toc3560445753.1.3 程序存儲(chǔ)器(ROM)： PAGEREF _Toc356044575 h 8HYPERLINK l _Toc3560445763.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)： PAGEREF _Toc356044576 h 8HYPERLINK l _Toc3560445773.1.5 并行輸入輸出(I/O)口： PAGEREF _Toc356044577 h 8HYPERLINK l _Toc3560445783.1.6 全雙工串行口： PAGEREF _Toc

8、356044578 h 8HYPERLINK l _Toc3560445793.1.7 中斷系統(tǒng)： PAGEREF _Toc356044579 h 8HYPERLINK l _Toc3560445803.1.8 時(shí)鐘電路： PAGEREF _Toc356044580 h 8HYPERLINK l _Toc3560445813.2 顯示器 PAGEREF _Toc356044581 h 8HYPERLINK l _Toc3560445823.2.1 液晶顯示模塊概述 PAGEREF _Toc356044582 h 8HYPERLINK l _Toc3560445833.2.2 外形尺寸 PAGE

9、REF _Toc356044583 h 8HYPERLINK l _Toc3560445843.2.3 模塊引腳說明 PAGEREF _Toc356044584 h 8HYPERLINK l _Toc3560445853.3 時(shí)鐘芯片1302 PAGEREF _Toc356044585 h 8HYPERLINK l _Toc3560445863.3.1 DS1302時(shí)鐘芯片簡介 PAGEREF _Toc356044586 h 8HYPERLINK l _Toc3560445873.3.3 DS1302的工作原理 PAGEREF _Toc356044587 h 8HYPERLINK l _Toc

10、3560445883.3.4 DS1302的寄存器和控制命令 PAGEREF _Toc356044588 h 8HYPERLINK l _Toc3560445893.3.5 DS1302部寄存器列表 PAGEREF _Toc356044589 h 8HYPERLINK l _Toc3560445903.4 DS18B20測溫系統(tǒng) PAGEREF _Toc356044590 h 8HYPERLINK l _Toc3560445913.4.1 DS18B20簡介 PAGEREF _Toc356044591 h 8HYPERLINK l _Toc3560445923.4.2 DS18B20的部結(jié)構(gòu)與

11、工作原理 PAGEREF _Toc356044592 h 8HYPERLINK l _Toc3560445933.5 鍵盤控制電路 PAGEREF _Toc356044593 h 8HYPERLINK l _Toc3560445943.6供電系統(tǒng) PAGEREF _Toc356044594 h 8HYPERLINK l _Toc3560445953.7語音報(bào)時(shí)系統(tǒng) PAGEREF _Toc356044595 h 8HYPERLINK l _Toc3560445963.8紅外遙控設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356044596 h 8HYPERLINK l _Toc3560445974數(shù)字鐘的軟

12、件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc356044597 h 8HYPERLINK l _Toc3560445984.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 PAGEREF _Toc356044598 h 8HYPERLINK l _Toc3560445994.1.1主函數(shù)程序流程圖和效果圖 PAGEREF _Toc356044599 h 8HYPERLINK l _Toc3560446004.1.2主函數(shù)程序編寫： PAGEREF _Toc356044600 h 8HYPERLINK l _Toc3560446014.2 12864LED顯示函數(shù) PAGEREF _Toc356044601 h 8HYPERLIN

13、K l _Toc3560446024.2.1顯示函數(shù)程序流程圖 PAGEREF _Toc356044602 h 8HYPERLINK l _Toc3560446034.2.2顯示函數(shù)程序編寫： PAGEREF _Toc356044603 h 8HYPERLINK l _Toc3560446044.3 DS1302函數(shù) PAGEREF _Toc356044604 h 8HYPERLINK l _Toc3560446054.3.1 DS1302程序流程圖 PAGEREF _Toc356044605 h 8HYPERLINK l _Toc3560446064.4 DS18B20溫度采集 PAGERE

14、F _Toc356044606 h 8HYPERLINK l _Toc3560446074.4.1 DS18B20溫度采集流程圖 PAGEREF _Toc356044607 h 8HYPERLINK l _Toc3560446084.4.3 DS18B20函數(shù)編寫 PAGEREF _Toc356044608 h 8HYPERLINK l _Toc3560446094.5.2.1 時(shí)間設(shè)置菜單顯示 PAGEREF _Toc356044609 h 8HYPERLINK l _Toc3560446104.5.2.2 時(shí)間設(shè)置菜單顯示函數(shù)編寫： PAGEREF _Toc356044610 h 8HYP

15、ERLINK l _Toc3560446114.5.3.1時(shí)間設(shè)置菜單顯示 PAGEREF _Toc356044611 h 8HYPERLINK l _Toc3560446124.5.3.2 鬧鐘設(shè)置菜單顯示函數(shù)編寫： PAGEREF _Toc356044612 h 8HYPERLINK l _Toc3560446134.5.3.1 紅外遙控 PAGEREF _Toc356044613 h 8HYPERLINK l _Toc3560446144.5.3.2 紅外遙控函數(shù)編寫： PAGEREF _Toc356044614 h 8HYPERLINK l _Toc356044615致 PAGEREF

16、 _Toc356044615 h 8HYPERLINK l _Toc356044616附錄 PAGEREF _Toc356044616 h 8電子溫度計(jì)臺(tái)歷吳保林（職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系）摘要 隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝，至從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302。它可以對(duì)年、月、日、周日、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(duì)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、周日、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

17、AT89S52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。 綜上所述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。關(guān)鍵詞：時(shí)鐘電鐘 DS1302 DS18B20 動(dòng)態(tài)掃描 1 緒論1.1 電子臺(tái)歷的背景作為中國一種傳統(tǒng)的東西，掛歷在人們心中一直有著特殊的含義。因?yàn)閽鞖v除了有查閱日期、方便記事等功能外，還是一種頗有文化品位的裝飾物。而對(duì)于一些公司、企業(yè)，在掛歷上印刷一些自己的產(chǎn)品、服務(wù)容、聯(lián)系等，無疑也是一種宣傳，也正是因?yàn)槿绱耍瑨鞖v長期以來一直受到人們的青睞。什么銅版紙、塑膜掛歷、典雅的宣紙、絹

18、絲、油畫布掛歷和富麗堂皇的金箔畫、鐳射畫掛歷等層出不窮。而今，隨著時(shí)代發(fā)展，掛歷大有美人遲暮之感。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)90%的家庭表示今年將不會(huì)去買掛歷；其中50%的市民家庭的掛歷是單位發(fā)或他人送；但這50%的市民表示，如果單位不發(fā)、他人不送，自己不會(huì)主動(dòng)去買。那么是什么讓本設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)如此疲軟呢？眾所周知，傳統(tǒng)掛歷最大的功能是查看日期，裝飾其次，作為禮品則是最后。近些年隨著生活水平的提高，人們獲知日期的途徑已越來越多。據(jù)中國社會(huì)調(diào)查事務(wù)所(SSIC)在、等地對(duì)265位居民進(jìn)行的計(jì)算機(jī)輔助調(diào)查顯示（此項(xiàng)調(diào)查為多選題）：有68%的被訪者看日歷，有62%的被訪者看臺(tái)歷(其中有21%的被訪者使用的是電子臺(tái)歷)；

19、有58%的被訪者看呼機(jī)；有27%的被訪者看手機(jī)；有20%的被訪者看手表；有14%的被訪者看街上的顯示牌；有33%的被訪者看電視；有60%的被訪者看報(bào)紙；有16%的被訪者聽廣播；有42%的被訪者上網(wǎng)；有12%的被訪者向別人打聽。由此表明，掛歷實(shí)用功能的弱化直接導(dǎo)致了掛歷市場的”疲軟”。 那么，曾經(jīng)被認(rèn)同的裝飾功能呢？回答也是否定的。很多人已經(jīng)明確表示，明年不掛掛歷。因?yàn)橄M(fèi)者認(rèn)為花很大力氣裝修的房子，有誰愿意在墻上打個(gè)眼兒掛掛歷呢？影響美觀不說，還很俗氣。至于禮品功能，大多數(shù)消費(fèi)者都認(rèn)為現(xiàn)在用掛歷當(dāng)禮品有點(diǎn)不夠檔次1.2電子臺(tái)歷的意義隨著電子科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的掛歷已被一些高檔的電子臺(tái)歷所取代

20、，與傳統(tǒng)的掛歷相比，電子臺(tái)歷融合了掛歷和時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，能晝夜清晰顯示，集年、月、日、時(shí)、分、秒、日期、農(nóng)歷、氣溫于一體，外觀新穎，造型別具一格。除此之外由于掛歷制作成本相對(duì)較高，掛歷的銷售價(jià)格也大多在1530元之間，而一個(gè)電子臺(tái)歷的價(jià)格也在這之間，但是掛歷只能用一年，而電子臺(tái)歷則不一樣，由于它可以自動(dòng)識(shí)別閏年、公歷、農(nóng)歷、大小月份、農(nóng)歷，星期能自動(dòng)對(duì)應(yīng)公歷無須調(diào)整。對(duì)若干年前后的日期都可以查詢，但考慮到其壽命原因，至少也可用58年。在價(jià)格相差不大的情況下，電子臺(tái)歷的性價(jià)比顯然要高的多，就其閱讀功能而言，電子臺(tái)歷閱讀起來更加方便，同時(shí)他還有鬧鈴和顯示溫度的功能，這比傳統(tǒng)的掛歷要強(qiáng)大的多。其實(shí)現(xiàn)的方

21、法也很簡單，用一個(gè)單片機(jī)和LCD液晶顯示器就可以實(shí)現(xiàn)，由此可見，電子臺(tái)歷的市場經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值要比掛歷要高的多，電子臺(tái)歷取代傳統(tǒng)的掛歷已成為不可抵擋的趨勢。1.3電子臺(tái)歷的應(yīng)用數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于個(gè)人家庭以與車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)與自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。2 整體設(shè)計(jì)方案選擇2.1 555定時(shí)器方案555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型工藝制作的稱為 555，用

22、 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。采用555定時(shí)器來輸入脈沖，先通過74LS90進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)（時(shí)鐘的秒數(shù)個(gè)位），達(dá)到進(jìn)位時(shí)將進(jìn)位送入74LS92進(jìn)行六進(jìn)制計(jì)數(shù)（時(shí)鐘的秒數(shù)十位），進(jìn)位送入74LS90進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)（時(shí)鐘的分位）；由74LS47譯碼后送給數(shù)碼管進(jìn)行顯示。數(shù)字時(shí)鐘結(jié)構(gòu)框圖如圖圖2-1數(shù)字時(shí)鐘的原理框圖用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，輸出穩(wěn)定的調(diào)頻脈沖，作

23、為時(shí)間基準(zhǔn)。振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，其作用是產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖信號(hào)。振蕩頻率的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。圖采用集成電路555定時(shí)器與RC組成T=1ms的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為f=1kHz。555振蕩器電路圖圖2-2 555振蕩器電路74LS90是異步二五十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。74LS90的功能如表2.3所示。通過不同的連接方式，74LS90 可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且可借助R0(1)、R0(2)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，借助 S9(1)、S9(2)將計(jì)數(shù)器置 9。其功能詳述如下：(1)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)

24、制計(jì)數(shù)器。(2)計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(3)若將CP2和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，則構(gòu)成異步8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(4)若將CP1與QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，QA、QD、QC、QB作為輸出端，則構(gòu)成異步5421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(5)清零、置9 功能。74LS92（6進(jìn)制計(jì)數(shù)器）表1 74LS92的真值表COUNTOUTPUTQ0Q1Q2Q30LLLL1HLLL2LHLL3HHLL4LLHL5HLHL6LLLH7HLLH8LHLH9HHLH10LLHH11HLHH譯碼器74LS4774LS

25、47是BCD-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過它解碼，可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡化了程序，節(jié)約了單片機(jī)的IO開銷。譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過來。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器。與數(shù)碼管配合使用。價(jià)格貴2.2 單片機(jī)方案單片機(jī)（常用英文字母的縮寫MCU表示）是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)使把CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就

26、是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：有優(yōu)異的性能價(jià)格比；集成度高、體積小、有很高的可靠性；控制功能強(qiáng)；低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；外部總線增加了I2C、SPI等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)；單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以與程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自

27、動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。單片機(jī)廣泛應(yīng)于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理與過程控制等領(lǐng)域傳統(tǒng)。利用單片機(jī)的智能性，可方便地實(shí)現(xiàn)具有智能的電子鐘設(shè)計(jì)。單片機(jī)均具有時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時(shí)鐘借助微處理器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)電子鐘功能。然而系統(tǒng)時(shí)鐘誤差較大，電子鐘的積累誤差也可能較大，所以可以通過誤差修正軟件加以修正，或者在設(shè)計(jì)中加入高精度時(shí)鐘日歷芯片，以精確時(shí)間。另外很多功能不同的單片機(jī)是兼容的，這就更便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能性。單片機(jī)方案設(shè)計(jì)框圖：圖2-4單片機(jī)方案設(shè)計(jì)框圖2

28、.2.1 芯片選擇1.DS1302DS1302 是美國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CPU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部有一個(gè)318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。使用時(shí)鐘芯片DS1302。它是一種高性能、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

29、、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能。2.使用液晶（12864）進(jìn)行顯示。MD12864C-1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字與圖形，置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）與64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：VDD 3.3V+5V(置升壓電路，無需負(fù)壓)；顯示容：128列 64行顯示顏色：灰膜顯示角度：6：00鐘直視LCD類型：STN與MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等3.使用18B20測溫DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后

30、最新推出的一種數(shù)字化單總線器件。屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：（1） 采用DALLAS公司獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊； （2）在使用中不需要任何外圍元件；（3）可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓圍：+3.0V+5.5V；（4）測溫圍：-55+125。固有測溫分辨率為0.5。當(dāng)在-10+85圍，可確保測量誤差不超過0.5，在-55+125圍，測量誤差也不超過2；（5）通過編程

31、可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式；（6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；（7）支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫（8）負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接時(shí)，能保護(hù)DS18B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但此時(shí)芯片無常工作；（9）DS18B20的轉(zhuǎn)換速率比較高，進(jìn)行9位的溫度值轉(zhuǎn)換只需93.75ms；（10）適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)；（11）含64位激光修正的只讀存儲(chǔ)ROM，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其ROM中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片DS18B206。4.單片機(jī)

32、目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為8XC5X系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)均采用標(biāo)準(zhǔn)MCS-51核，硬件資源相互兼容，品類齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價(jià)格低廉，貨源充足，調(diào)試和編程方便，所以應(yīng)用極為廣泛。AT89S52單片機(jī)是一款低功耗，低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片含8KB（可經(jīng)受1000次擦寫周期）的FLASH可編程可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（EPROM），器件采用CMOS工藝和ATMEI公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)器（NURAM）技術(shù)制造，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容。片的FLASH存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器來編程。因此，

33、AT89S52是一種功能強(qiáng)，靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用在各個(gè)控制領(lǐng)域。AT89S52具有以下主要性能：8KB可改編程序Flash存儲(chǔ)器；全靜態(tài)工作：024Hz；2568字節(jié)部RAM；32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口；8個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)； 3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器；可編程串行通道；片時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89S52是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片振蕩器停止工

34、作，由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片RAM中的容，直到下一次硬件復(fù)位為止。語音報(bào)時(shí)方案語音芯片是特定的固定標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以通過單片機(jī)最少一個(gè)IO口控制多達(dá)32段聲音任意調(diào)用和組合的語音標(biāo)準(zhǔn)芯片。通常最常用的控制方式是采用了模擬串行的控制方式（3個(gè)IO）。如需要播放第幾個(gè)地址的容就發(fā)送幾個(gè)脈沖，可以快速的控制多達(dá)32段地址的任意組合。3 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì)3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1組成。圖3-1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1 中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮

35、和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。3.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)8052部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 圖3-2 單片機(jī)8052的部結(jié)構(gòu)3.1.3 程序存儲(chǔ)器(ROM)：8052共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。3.1.4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8052有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)

36、向。3.1.5 并行輸入輸出(I/O)口：8052共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。3.1.6 全雙工串行口：8052置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。3.1.7 中斷系統(tǒng)：8052具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。3.1.8 時(shí)鐘電路：8052置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8052單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

37、器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一。8052的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失圖3-3 上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖圖 3-4 部和外部時(shí)鐘方式圖Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器，ALE

38、會(huì)跳過一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。3.2 顯示器3.2.1 液晶顯示模塊概述MD12864C-1漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字與圖形，置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）與64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：VDD 3.3V+5V(置升壓電路，無需負(fù)壓)；顯示容：128列 64行顯示顏色：灰膜顯示角度：6：00鐘直視LCD

39、類型：STN與MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等3.2.2 外形尺寸外觀尺寸：937012.5mm 視域尺寸：7339mm3.2.3 模塊引腳說明表 2模塊引腳說明3.3 時(shí)鐘芯片13023.3.1 DS1302時(shí)鐘芯片簡介DS1302 是美國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CPU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部有一個(gè)318的用于臨時(shí)

40、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。3.3.2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Vcc1+0.2V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，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能

41、：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)傳送的方法。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Vcc2.0V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)，后面有詳細(xì)說明。SCLK為時(shí)鐘輸入端。 3.3.3 DS1302的工作原理DS1302工作時(shí)為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)

42、在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。3.3.4 DS1302的寄存器和控制命令 對(duì)DS1302的操作就是對(duì)其部寄存器的操作，DS1302部共有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。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)寄存器與與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以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器與控制字如表

43、3所示：表3 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表寄存器名稱6543210RAM/CKA4A3A2A1A0RD/W秒寄存器000000分寄存器000001小時(shí)寄存器000010日寄存器000011月寄存器000100星期寄存器000101年寄存器000110寫保護(hù)寄存器000111慢充電寄存器001000時(shí)鐘突發(fā)寄存器011111（注：最后一位RD/W為“0”時(shí)表示進(jìn)行寫操作，為“1”時(shí)表示讀操作。）3.3.5 DS1302部寄存器列表如表4所示：寄存器名稱命令字取值圍各位容寫讀76543210秒寄存器80H81H00-59CH10SECSEC分寄存器82H83H00-59010MINMIN小時(shí)寄存

44、器84H85H01-12或00-2312/240AHRHR日期寄存器86H87H01-28,29,30,310010DATEDATE月份寄存器88H89H01-1200010MMONTH周寄存器8AH8BH01-0700000DAY年份寄存器8CH8DH00-9910YEARYEARDS1302部的RAM分為兩類，一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為COHFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM，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）。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了控制寄存器和RAM的邏輯地址，接著

45、就需要知道如何通過外部接口來訪問這些資源。單片機(jī)是通過簡單的同步串行通訊與DS1302通訊的，每次通訊都必須由單片機(jī)發(fā)起，無論是讀還是寫操作，單片機(jī)都必須先向DS1302寫入一個(gè)命令幀，這個(gè)幀的格式如表1所示，最高位BIT7固定為1，BIT6決定操作是針對(duì)RAM還是時(shí)鐘寄存器，接著的5個(gè)BIT是RAM或時(shí)鐘寄存器在DS1302的部地址，最后一個(gè)BIT表示這次操作是讀操作抑或是寫操作。物理上，DS1302的通訊接口由3個(gè)口線組成，即RST，SCLK，I/O。其中RST從低電平變成高電平啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸過程，SCLK是時(shí)鐘線，I/O是數(shù)據(jù)線。但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對(duì)時(shí)鐘

46、信號(hào)敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計(jì)成這樣：平時(shí)SCLK保持低電平，在時(shí)鐘變動(dòng)前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘變動(dòng)后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在SCLK保持為低電平的時(shí)候，相鄰的操作之間間隔有一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿。3.4 DS18B20測溫系統(tǒng)3.4.1 DS18B20簡介DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件。屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912

47、位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在93.75ms和750ms完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。同時(shí)其“一線總線”獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入了全新的概念。DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度圍為-55+125?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字方式串行輸出，大大提高了系統(tǒng)

48、的抗干擾性。因此，數(shù)字化單總線器件DS18B20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。它在測溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS18B20都有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便和更令人滿意的效果。可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量與控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。DS18B20的性能特點(diǎn)如下：（1） 采用DALLAS公司獨(dú)特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊； （2）在使用中不需要任何外圍元件；（3）可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓圍：+3.0V+5.5V；（4）測溫圍：-5

49、5+125。固有測溫分辨率為0.5。當(dāng)在-10+85圍，可確保測量誤差不超過0.5，在-55+125圍，測量誤差也不超過2；（5）通過編程可實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式；（6）用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值；（7）支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫（8）負(fù)壓特性，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接時(shí)，能保護(hù)DS18B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但此時(shí)芯片無常工作；（9）DS18B20的轉(zhuǎn)換速率比較高，進(jìn)行9位的溫度值轉(zhuǎn)換只需93.75ms；（10）適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)；（11）含64位激光修正的只讀存儲(chǔ)ROM，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼

50、(CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其ROM中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線總線上掛接多片DS18B206。3.4.2 DS18B20的部結(jié)構(gòu)與工作原理DS18B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝。圖 3-6 DS18B20封裝圖I/O為數(shù)據(jù)輸入/輸出端（即單線總線），它屬于漏極開路輸出，外接上拉電阻后，常態(tài)下呈高電平。UDD是可供選用的外部電源端，不用時(shí)接地，GND為地，NC空腳。DS18B20的部結(jié)構(gòu)主要包括7部分:寄生電源、溫度傳感器、64位激光（loser）ROM與單線接口、高速暫存器（即便筏式RAM，用于存放中間數(shù)據(jù)）、TH觸發(fā)寄存器和TL觸發(fā)寄存器，分別

51、用來存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值、存儲(chǔ)和控制邏輯、位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）發(fā)生器。DS18B20是本設(shè)計(jì)中的核心部件，是用來檢測溫度的傳感器，它自身可以把檢測到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后通過一根信號(hào)線將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)直接傳輸給單片機(jī)，供應(yīng)5V的電源就行了，只要對(duì)其進(jìn)行一系列必要的編程，就可以實(shí)現(xiàn)將溫度全部讀出。圖 3-7 DS18B20的連接電路3.5 鍵盤控制電路根據(jù)功能需要，本時(shí)鐘需要設(shè)置以下功能鍵：設(shè)置鍵，加1操作鍵，確定操作鍵，退出鍵。由于本設(shè)計(jì)中最多需要3個(gè)按鍵，若采用矩陣式鍵盤時(shí)會(huì)有按鍵浪費(fèi)，故采用的是獨(dú)立式鍵盤其中K1設(shè)為確定、進(jìn)入、在主界面時(shí)為時(shí)間設(shè)置進(jìn)入鍵，K2設(shè)為UP鍵、

52、光標(biāo)移動(dòng)、在主界面時(shí)為語音演示鍵，K3為退出、主界面時(shí)進(jìn)入鬧鈴設(shè)置鍵。按鍵功能參見表3.5。表5 按鍵功能表按鍵鍵名功能屬性ASET功能選擇設(shè)置自動(dòng)復(fù)位BUP數(shù)值加一操作自動(dòng)復(fù)位COUT退出自動(dòng)復(fù)位按鍵操作說明如下：A鍵：在正常顯示時(shí)間狀態(tài)下，第一次按下后，開始校對(duì)秒，以后每次按下都會(huì)分別進(jìn)入對(duì)分、時(shí)、鬧鈴分、鬧鈴時(shí)、日、月、年的校對(duì)狀態(tài)。B鍵：在校對(duì)狀態(tài)下，每次按動(dòng)該鍵，都會(huì)使相應(yīng)校對(duì)位進(jìn)行加1操作。例如：校對(duì)小時(shí)狀態(tài)，每按一下，小時(shí)位加1，當(dāng)加至小時(shí)最高值23時(shí)，再按K4鍵，小時(shí)位回0。調(diào)分、秒、年、月、日與皆之一樣，只是各位最高值不同。C鍵：按下該鍵，保存設(shè)置返回時(shí)間顯示狀態(tài)并且。3.6

53、供電系統(tǒng)由于單片機(jī)、DS1302、DS18B20以與12864液晶顯示都需要5v供電。所以決定選用USB電池盒6v作為供電系統(tǒng)。并且搭配一塊1.5v紐扣電池為DS1302進(jìn)行單獨(dú)供電，以保證時(shí)間的穩(wěn)定，以免電池沒電或者切換電池事導(dǎo)致時(shí)間不正確！3.7語音報(bào)時(shí)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的語音報(bào)時(shí)系統(tǒng)，采用的是NY3P035AP8語音芯片,此芯片在淘寶網(wǎng)上購得。規(guī)格：SOP8/DIP8腳封裝電壓：1.8-5.5V靜態(tài)電流：2uA聲音驅(qū)動(dòng)方式：PWM直接驅(qū)動(dòng)8歐0.5W喇叭（所有的都可以，只是聲音大小差別）語音容：使用說明：語音芯片可以通過單片機(jī)等其他控制設(shè)備，任意組合上面的數(shù)字，從而到達(dá)語音播報(bào)時(shí)間、星期、年、月

54、、日、溫度、濕度等。例如：今天是2012年3月17日現(xiàn)在時(shí)間是21點(diǎn)28分30秒。語音芯片是特定的固定標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以通過單片機(jī)最少一個(gè)IO口控制多達(dá)32段聲音任意調(diào)用和組合的語音標(biāo)準(zhǔn)芯片。通常最常用的控制方式是采用了模擬串行的控制方式（3個(gè)IO）。如需要播放第幾個(gè)地址的容就發(fā)送幾個(gè)脈沖，可以快速的控制多達(dá)32段地址的任意組合。表6 語音容語音芯片管腳圖：圖 3-9語音芯片管腳圖單片機(jī)控制語音芯片電路圖：圖 3-10單片機(jī)控制語音芯片電路圖控制原理說明：此控制方式是采用了模擬串行的控制方式。如需要播放第幾個(gè)地址的容就發(fā)送幾個(gè)脈沖（大于0.2ms即可，建議采用1ms左右，下同）的原理，可以快速的控

55、制多達(dá)32段地址的任意組合。模擬串行工作時(shí)各IO的作用：BUSY：芯片工作時(shí)（播放聲音），輸出低電平，停止工作或者待機(jī)是，保持高電平；DATA：接受控制脈沖的腳位。收到幾個(gè)脈沖，就播放第幾個(gè)地址的容；RST：任何時(shí)候，收到高電平，都可以使芯片的播放指針歸零（就是是DATA的腳位恢復(fù)到初始狀態(tài)），同時(shí)即刻使芯片停止，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；工作示例：例如現(xiàn)在需要播放第十段聲音。單片機(jī)控制原理是：先發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到RST腳，接著發(fā)送10個(gè)脈沖到DATA腳。芯片即刻工作，播放第十段的聲音；如果需要播放第五段的聲音，則是：先發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到RST腳，接著發(fā)送5個(gè)脈沖到DATA腳。芯片即刻工作，播放第5段的聲

56、音；例如需要連續(xù)播放第十段和第五段聲音：先發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到RST腳，接著發(fā)送10個(gè)脈沖到DATA腳。芯片即刻工作，播放第十段的聲音，同時(shí)單片機(jī)判斷語音芯片的BUSY是否是高電平，如果不是則一直等待，如果是高電平，則發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖到RST腳，接著發(fā)送5個(gè)脈沖到DATA腳。芯片即刻工作，播放第5段的聲音.依此類推。簡單測試：很多使用者初次使用時(shí)候，沒有完全了解工作原理或者連接不當(dāng)，導(dǎo)致在系統(tǒng)上面調(diào)試很長時(shí)間，以至于懷疑芯片的穩(wěn)定性，現(xiàn)在提供最簡單的測試方式，以便了解其工作原理。同時(shí)也大大提供初次調(diào)試的成功率。3.8紅外遙控設(shè)計(jì)發(fā)射采用的是在網(wǎng)上2塊錢淘的21鍵超薄遙控器。1.尺寸：86*40*

57、6.0mm2.產(chǎn)品含1個(gè)CR2025紐扣電3.遙控距離: 1018米 (直線無障礙距離)4.發(fā)射管紅外波長：940Nm5.晶振: 振蕩頻率455KHz, 紅外載波頻率: 38KHz6.面貼材料:0.125mmPET,按鍵有效壽命2萬次以上.4數(shù)字鐘的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問題：（1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理；（2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程

58、序化。既便于調(diào)試、，又便于移植和修改；（3）建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)；（4）繪制程序流程圖；（5）合理分配系統(tǒng)資源；（6）為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程；（7）注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖每一個(gè)程序都需要一個(gè)獨(dú)一無二的主程序其中包含了很多的子程序。主程序不停的調(diào)用子程序來完成我們所設(shè)定的任務(wù)和運(yùn)行模式。4.1.1主函數(shù)程序 流程圖和效果圖圖 4-1 主函數(shù)流程圖 顯示主界面圖4-2顯示主界面4.1.2主函數(shù)程序 編寫：#include #include ds1302.h#include LCD12864.h#i

59、nclude set_clock.h#include display_main_menu.h#include set_system.h#include set_temp.h#include set_alarm_clock.hvoid main()init_12864();while(1)key();display_main_menu();alarm_clock();alarm_temp();4.2 12864LED顯示函數(shù)12864led作為整體模塊使用需要先用單片機(jī)進(jìn)行底層驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)置，在其中加上我們要顯示的容。而底層驅(qū)動(dòng)比較復(fù)雜需要使用很多的特定函數(shù)根據(jù)時(shí)序圖進(jìn)行編寫。在此過程中為了加大

60、程序的可讀性，故改變成頭文件LCD12864.h來定義變量。4.2.1顯示函數(shù)程序 流程圖圖4-3 顯示函數(shù)程序流程圖4.2.2顯示函數(shù)程序 編寫：見附錄一；4.3 DS1302函數(shù)DS1302是一塊集成時(shí)鐘芯片不僅可以設(shè)置時(shí)間還可以設(shè)置年月日。該程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)DS1302寫保護(hù)、充電，對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒等寄存器的讀寫操作。在讀寫操作子程序中都執(zhí)行了關(guān)中斷指令，因?yàn)樵诖型ㄐ艜r(shí)對(duì)時(shí)序要求比較高，而且在此是用I/O口軟件模擬串行時(shí)鐘脈沖，所以在通信過程中最好保證傳輸?shù)倪B續(xù)性，不要允許中斷。4.3.1 DS1302程序 流程圖圖4-4 萬年歷程序流程圖4.3.2 DS1302函數(shù)編寫見附錄二