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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 1引言3</b></p><p> 2課程設(shè)計(jì)的目的與要求3</p><p> 2.1設(shè)計(jì)的目的3</p><p><b> 2.2要求3</b></p><p>
2、3方案論證及選擇3</p><p> 3.1多功能數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)思路3</p><p> 3.2多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)方案論證3</p><p> 3.2.1多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)方案選擇3</p><p> 3.2.2 單片機(jī)的選擇4</p><p> 3.2.3 顯示系統(tǒng)的方案比較4</p>
3、;<p> 3.2.4 溫度系統(tǒng)方案選擇4</p><p> 3.3 多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)4</p><p><b> 4.1基本原理5</b></p><p> 4.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)5</p><p> 4.2.1 單片機(jī)芯片選擇5</p><p&
4、gt; 4.2.2復(fù)位電路9</p><p> 4.2.3晶振電路9</p><p> 4.2.4電源電路9</p><p> 4.3時(shí)鐘系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)9</p><p> 4.3.1 時(shí)鐘芯片選擇9</p><p> 4.3.2 DS1302 管腳及寄存器說明10</p><
5、p> 4.4溫度系統(tǒng)電路11</p><p> 4.4.1 溫度芯片的選擇11</p><p> 4.4.2 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)描述11</p><p> 4.4.3 DS18b20 溫度系統(tǒng)電路12</p><p> 4.5 LED12864液晶顯示電路12</p><p> 4.5
6、.1 LED12864簡(jiǎn)介12</p><p> 4.5.2液晶 12864 引腳說明13</p><p> 4.6 蜂鳴器電路14</p><p> 4.6.1蜂鳴器簡(jiǎn)介14</p><p> 4.7按鍵電路15</p><p> 4.8 ISP在線編程電路15</p><
7、;p> 4.9 總體硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì):16</p><p> 4.10元件列表16</p><p><b> 5軟件設(shè)計(jì)17</b></p><p> 5.1軟件流程圖17</p><p><b> 6 實(shí)踐作品26</b></p><p><b
8、> 7總結(jié)28</b></p><p><b> 1引言</b></p><p> 微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給人類生活帶來了根本性的變化,單片機(jī)技的出現(xiàn)也給現(xiàn)代生活 帶來了一次新的技術(shù)革命,因其極高的性能價(jià)格比,應(yīng)用很廣,發(fā)展很快。電子時(shí)鐘是現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用廣泛的計(jì)時(shí)工具,在我們?nèi)粘I钪邪l(fā)揮重要作用。故本次課程設(shè)計(jì)通過對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用,
9、以AT89C52 芯片為核心,輔以必要的電路,設(shè)計(jì)了一個(gè)具有 LCD準(zhǔn)確顯示的數(shù)字實(shí)時(shí)時(shí)鐘,采用獨(dú)立式按鍵進(jìn)行時(shí)間調(diào)整和功能轉(zhuǎn)換,并引入一個(gè)內(nèi)部充電電源在停止外部供電時(shí)仍具有內(nèi)部計(jì)時(shí)的功能。該系統(tǒng)同時(shí)具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、應(yīng)用性強(qiáng)、工作穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p> 2課程設(shè)計(jì)的目的與要求</p><p><b> 2.1設(shè)計(jì)的目的</b><
10、/p><p> 1 、 AT80S52單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)。</p><p> 2 、 DS18B20 溫度傳感器的使用方法。</p><p> 3 、 DS1302 時(shí)鐘芯片的用法。</p><p> 4、 12864LCD 液晶屏的編程使用方法。</p><p><b> 2.2要求</b>&
11、lt;/p><p> 1 、能夠以數(shù)字的形式在 LCD12864 上顯示當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)和分鐘和秒。</p><p> 2 、能夠以數(shù)字加漢字的形式在 LCD12864 上顯示當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)和分鐘和秒。</p><p> 3 、能夠以數(shù)字加漢字的形式在 LCD12864 上顯示當(dāng)前年月日。</p><p> 4 、能夠以數(shù)字加漢字的形式在
12、LCD12864 上顯示當(dāng)前星期。</p><p> 5 、時(shí)間采用時(shí)鐘芯片 DS1302 控制。</p><p> 6 、溫度采用 DS18B20 溫度傳感器檢測(cè)當(dāng)前溫度。</p><p> 7 、所有功能在 LCD12864 當(dāng)中同步顯示。</p><p> 8 、采用 AT89S52單片機(jī)控制</p><p&
13、gt;<b> 3方案論證及選擇</b></p><p> 3.1多功能數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)思路</p><p> 按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求,本多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須采用單片機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),用單片機(jī)的自動(dòng)控制能力配合 ds1302 和 ds18b20 來控制時(shí)鐘和溫度的調(diào)整顯示。獲得多功能數(shù)字鐘的數(shù)據(jù)信息,單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行一系列的處理,最后通過液晶顯示出來。<
14、/p><p> 3.2多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)方案論證</p><p> 3.2.1多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)方案選擇</p><p> 方案 1 : 通過單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器,用軟件實(shí)現(xiàn),直接用單片機(jī)的定時(shí)器編程以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘;</p><p> 方案 2 : 用專門的時(shí)鐘芯片 ( DS1302 ) 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的記時(shí) , 再把時(shí)間數(shù)據(jù)送入單片機(jī),
15、由單片機(jī)控制顯示。雖然用軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘硬件線路簡(jiǎn)單,但是程序運(yùn)行的每一步都需要時(shí)間,多一步或少一步程序都會(huì)影響記時(shí)的準(zhǔn)確度,對(duì)定時(shí)器定時(shí)也不是十分準(zhǔn)確,時(shí)鐘精度很低,對(duì)于我們實(shí)現(xiàn)所需要的功能造成軟件編程非常復(fù)雜。用專用時(shí)鐘芯片硬件成本相對(duì)較高,但它的精度很高,軟件編程很簡(jiǎn)單。綜上所述,選擇方案 2 。</p><p> 3.2.2 單片機(jī)的選擇</p><p> 方案 1 : 8031
16、 系列,由于它沒有內(nèi)部 RAM ,系統(tǒng)又需要大量?jī)?nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù),因而不可用 ; 51 系列單片機(jī)的 ROM 為 4K ,對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)可能有點(diǎn)小 。 </p><p> 方案 2 : 52 系列單片機(jī)與 51 系列的結(jié)構(gòu)一樣 ,而 ROM 擴(kuò)大為 8K ,對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)提供充足的空間進(jìn)行功能的擴(kuò)展 。再有 51 系列單片機(jī)與 52 系列的單片機(jī)價(jià)格差不多 。 因此 , 我們選擇 5 2系列的單片機(jī)。<
17、/p><p> 3.2.3 顯示系統(tǒng)的方案比較</p><p> 方案 1 : 用數(shù)碼管或點(diǎn)陣 LED 顯示。</p><p> 方案 2 : 用液晶 1602 顯示。</p><p> 方案 3 : 用液晶 12864 顯示。時(shí)鐘和溫度的顯示可以用數(shù)碼管或 LED ,而且價(jià)格便宜。但是數(shù)碼管的只能顯示簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)的系統(tǒng),與我們?cè)O(shè)計(jì)
18、要求也不相符。有很多東西需要顯示,還是用顯示功能更好的液晶顯示器比較好,它能顯示更多的數(shù)據(jù),用 1602 液晶顯示數(shù)據(jù)有限, 1602 不能夠顯示指針時(shí)鐘,只能夠顯示一些基本的西文字符,顯示數(shù)據(jù)的可讀性不好,用可以顯示漢字的 12864 液晶顯示器還可以增加顯示信息的可讀性,用 12864 的繪圖功能即可繪制出大字體數(shù)字,讓人看起來會(huì)很方便 。雖然它們?cè)趦r(jià)格上差距很大 ,但是 160 2不能夠?qū)崿F(xiàn)我們的要求,12864.是我們唯一的選擇
19、。</p><p> 3.2.4 溫度系統(tǒng)方案選擇</p><p> 方案 1 :用熱敏電阻等測(cè)溫元件測(cè)出電壓,再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度。需要比較多的外部元件 ( A/D 轉(zhuǎn)換 ) 支持 , 且硬件電路復(fù)雜 , 制作成本相對(duì)較高 。</p><p> 方案 2 :用 DS18B20 直接測(cè)溫。 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一
20、種改進(jìn)型智能溫度傳感器 , 它能直接讀出被測(cè)溫度,并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。經(jīng)比較,我們選擇方案 2 。溫度實(shí)現(xiàn)只能通過外部的溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)上網(wǎng)查閱及市場(chǎng)考察, DS18b20 體積小,只有 3 只腳,電路接法簡(jiǎn)單。內(nèi)部含有寄存器為我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上下限報(bào)警功能提供保障。精度為 0.5 °C ,也符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求。 DS18B20 也是我們通常使用的型號(hào),因此溫度傳感器 用DS18
21、B20 。</p><p> 3.3 多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)</p><p> 初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)AT89S52主控模塊、時(shí)鐘模塊 ds1302 、測(cè)溫模塊ds18b20 、顯示模塊 12864 、按鍵掃描模塊、ISP在線編程模塊、復(fù)位模塊、晶振模塊共 8個(gè)模塊組成,電路系統(tǒng)框圖如下</p><p><b> 4.1基本原理</b&
22、gt;</p><p> 本設(shè)計(jì)采用一塊單片機(jī)(AT89S52)作為多功能數(shù)字鐘的控制核心,加以溫度傳感(DS18B20)、時(shí)鐘芯片(DS1302)、液晶顯示屏(12864)、復(fù)位電路、晶振電路、按鍵電路等構(gòu)成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架最主要的部分是中間的主控模塊部分,時(shí)間的計(jì)算由時(shí)鐘芯片(DS1302)完成,通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。溫度測(cè)量由溫度傳感器(DS18B20)完成。傳感器的測(cè)量結(jié)果由于是以數(shù)字信號(hào)
23、形式輸出,可以直接送給單片機(jī)處理。單片機(jī)在接到數(shù)據(jù)后,一方面將時(shí)間日期通過液晶顯示屏(12864)顯示出來,另一方面通過對(duì)鍵盤的掃描來確定哪個(gè)鍵按下,隨即跳轉(zhuǎn)到該鍵對(duì)應(yīng)功能模塊界面。 </p><p> 4.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p><p> 4.2.1 單片機(jī)芯片選擇</p><p> 單片機(jī)采用 52 系列單片機(jī)。由 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT8
24、9S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 。 在單芯片上 , 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在線系統(tǒng)可編程 Flash ,使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能: 8k 字節(jié) Flash , 256 字節(jié) RAM
25、 ,32 位 I/O 口線,看門狗定時(shí)器, 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針,三個(gè) 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器,一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口,片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路??臻e模式下 , CPU 停止工作 , 允許 RAM 、 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 、 串口 、 中斷繼續(xù)工作 。 掉電保護(hù)方式下 , RAM 內(nèi)容被保存 , 振蕩器被凍結(jié) , 單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。而且,它還具有一個(gè)看門狗 ( WDT ) 定時(shí) / 計(jì)數(shù)器
26、, 如果程序沒有正常工作 , 就會(huì)強(qiáng)制整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位,還可</p><p> 單片機(jī)管腳圖及說明:</p><p> VCC :供電電壓。</p><p><b> GND :接地。</b></p><p> P0 口: P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8TTL 門流 。當(dāng) P1 口的管
27、腳第一次寫 1 時(shí) , 被定義為高阻輸入 。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù) / 地址的第八位 。 在 FIASH 編程時(shí) , P0 口作為原碼輸入口,當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí), P0 輸出原碼,此時(shí) P0 外部必須被拉高。</p><p> P1 口: P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后,被
28、內(nèi)部上拉為高,可用作輸入, P1 口被外部下拉為低電平時(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí), P1 口作為第八位地址接收。</p><p> P2 口: P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P2 口緩沖器可接收,輸出 4 個(gè) TTL 門電流,當(dāng) P2 口被寫 “ 1 ” 時(shí),其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí), P2 口的管腳被外部拉低,將
29、輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí), P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1 ” 時(shí) , 它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì) , 當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí) , P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容 。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p> P3 口 : P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向
30、I/O 口 , 可接收輸出 4 個(gè)TTL 門電流 。 當(dāng) P3 口寫入 “ 1 ” 后 , 它們被內(nèi)部上拉為高電平 , 并用作輸入 。 作為輸入 , 由于外部下拉為低電平 , P3 口將輸出電流 ( ILL ) 這是由于上拉的緣故。</p><p> P3 口也可作為 AT89S52 的一些特殊功能口,如下表所示:</p><p> P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。&
31、lt;/p><p> RST : 復(fù)位輸入 。 當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí) , 要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高</p><p><b> 電平時(shí)間。</b></p><p> ALE/PROG :當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí), ALE 端以不變的頻率周期
32、輸出正脈沖信號(hào),此頻率為振蕩器頻率的1/6 。 因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的 。 然而要注意的是 :每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0 。 此時(shí) , ALE 只有在執(zhí)行 MOVX , MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止,置位無效。/PSEN :外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)
33、器取指期間,每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP :當(dāng) /EA 保持低電平時(shí),則在此期間外部程序存儲(chǔ)器( 0000H-FFFFH ) , 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 。 注意加密方式 1 時(shí) , /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET ;當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí),此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 。 在FLASH 編程期間,此引</p><p> EA
34、:非 /Vpp 腳我們沒有用外部擴(kuò)展 ROM, 因此 EA 非 /Vpp 為高電平,即接 +5V 電源。</p><p><b> 4.2.2復(fù)位電路</b></p><p> 復(fù)位電路有兩種方式 : 上電復(fù)位和按鈕復(fù)位 , 我們主要用按鈕復(fù)位方式。如下圖所示:</p><p><b> 4.2.3晶振電路</b>&
35、lt;/p><p> 電路中,在XTAL1和XTAL2之間連接晶體震蕩器與電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激震蕩器,電容器C3和C4對(duì)振蕩器具有微調(diào)作用。如下圖所示:</p><p> 選取原則:電容選取 22pF ,晶振為 12MHz 。</p><p><b> 4.2.4電源電路</b></p><p> AT89S52 單片
36、機(jī)的供電電源是 5V 的直流電。如下圖所示:</p><p> 4.3時(shí)鐘系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</p><p> 4.3.1 時(shí)鐘芯片選擇</p><p> 我們采用具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(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),可以達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的基本的要求,且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。它采用主電源和備用電源雙電源供電。它的工作電
37、壓范圍2.0~5.5V , 在 2.2V 時(shí) , 小于 300nA 。 它內(nèi)部含有 31 個(gè)字節(jié)的靜態(tài) RAM ,可提供用戶訪問。</p><p> DS1302內(nèi)部的寄存器為我們調(diào)時(shí),鬧鐘定時(shí)提供了寄存空間。備用電源也實(shí)現(xiàn)了當(dāng)系統(tǒng)斷電后,時(shí)鐘仍然可以保持。而且它是串行接口 , 與單片機(jī)通信所需要的接口少 。 不像 DS12887 等芯片并行通信需要很多 IO 口。</p><p>
38、4.3.2 DS1302 管腳及寄存器說明</p><p> 1)DS1302 的引腳排列</p><p> 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 Vcc 1時(shí)
39、, DS1302 由 Vcc1 供電 。 因此 , 我們 Vcc1 用 3V 的紐扣電池作為備用電源 , Vcc2 用系統(tǒng)電源作為主電源 。 X1 和 X2 是振蕩源 , 外接 32.768kH z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 : 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)
40、的傳送手段 。 當(dāng) RS T 為高電平時(shí) , 所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化 , 允許 對(duì) DS130 2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 Vcc ≥ 2.5V 之前, RST 必須保持低電平。只有在 S</p><p> 2)DS1302 的寄存器說明</p><p> DS1302 有 12 個(gè)寄存器,其
41、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 3 1</p><p> 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 C
42、0H ~ FDH ,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 ) 。</p><p> 3)、DS1302 時(shí)鐘電路如下圖所示:</p><p> DS1302 與單片機(jī)的連接僅需 3 條線:時(shí)鐘線 SCLK 、數(shù)據(jù)線 I/O 和復(fù)位線 RST 。
43、時(shí)鐘線 SCLK 與 P1.1 相連,數(shù)據(jù)線 I/O 與 P1.2 相連,復(fù)位線RESS 與 P1.3相連。由于 DS1302 是靠涓細(xì)電流充電來實(shí)現(xiàn)串行輸入輸出的,因此,在 SCLK 、 I/O 、 RST 線上要加上拉電阻 , 其中 , 它們的電流應(yīng)該在 500u~1mA 之間,若電源為 5V ,則 R 約為 5k ,因此,我們的電阻 R=4.7K 。在單電源與電池供電系統(tǒng)中 , vcc1 提供低電源并提供低功率的備用電源 。Vcc
44、2 提供高電源作為芯片供電的主電源。因此,這里 vcc1 用 10uf 的電容做電池, vcc2 用 5V 的系統(tǒng)電源。晶振為 32.768KHz 接入 X1 、 X2 引</p><p><b> 腳。</b></p><p><b> 4.4溫度系統(tǒng)電路</b></p><p> 4.4.1 溫度芯片的選擇<
45、;/p><p> 溫度實(shí)現(xiàn)只能通過外部的溫度傳感器來實(shí)現(xiàn) 。 經(jīng)上網(wǎng)查閱資料及市場(chǎng)考察 , DS18b20 體積小 , 只有 3 只腳,電路接法簡(jiǎn)單 。 它能夠直接讀出被測(cè)溫度 。 內(nèi)部含有寄存器為我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上下限報(bào)警功能提供保障 。 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 ; 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度 ( 溫度報(bào)警條件 ) 的器件 ; 精度為 0.5 ° C , 也符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求 。 DS
46、18B20 也是我們通常使用的型號(hào) , 因此溫度傳感器用 DS18B20 。</p><p> 4.4.2 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)描述</p><p> DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM 。 高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器,結(jié)構(gòu)如圖 4.1 所示。頭兩個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息,第三和第四字節(jié)是 T
47、H 和 TL 的拷貝 , 是易失的 , 每次上電復(fù)位時(shí)被刷新 。 第五個(gè)字節(jié)為配置寄存器,它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20 工作時(shí)按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖 4.2 所示。低 5 位一直為 1 , TM 是測(cè)試模式位 ,用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式。</p><p> 4.4.3 DS18b20 溫度系統(tǒng)電路</p>
48、;<p> DS18B20 溫度系統(tǒng)電路如下:</p><p> DS18B20 有兩種接法:一是單線接法即只接 QT 。這種方法應(yīng)用它內(nèi)部的寄生電源 , 因此在 QT 上要用一個(gè) MOSFET 把 I/O 線只接拉到電源上 。二是從 vdd 腳加上電源。方法一適合于遠(yuǎn)距離溫度監(jiān)控,不需要本地電源 。 而我們只是設(shè)計(jì)測(cè)溫系統(tǒng) , 選擇方法二就行了 , 還有 MOSFET 極容易燒,我們不用它。
49、Vdd 接 5V 電源, vss 接地, QT 與 P3.1 相連。因 為DS18B20 的工作電流約為 1MA ,因此 Qt 端還要加上拉電阻為其提供電流。若用 5V 電源,則 R=5/1MA=5k 。 R 取 4.7K 。</p><p> 4.5 LED12864液晶顯示電路</p><p> 4.5.1 LED12864簡(jiǎn)介</p><p> 帶中文
50、字庫(kù)的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行 、 2 線或 3 線串行多種接口方式,內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊 ;其顯示分辨率為 128 × 64, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字,和 128 個(gè)16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 . 利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單 、 方便的操作指令,可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面??梢燥@示 8 × 4 行 16 × 16 點(diǎn)陣
51、的漢字 . 也可完成圖形顯示 . 低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比,不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多,且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。</p><p> 4.5.2液晶 12864 引腳說明</p><p> 管腳號(hào)管腳名稱、電平管腳功能描述如下表</p><p> 1、VSS 0V
52、 電源地</p><p> 2 、VCC 3.0+5V 電源正</p><p> 3、 V0 - 對(duì)比度(亮度)調(diào)整</p><p> 4、RS(CS ) H/L</p><p> RS= “ H ” , 表示 DB7 —— DB0 為顯示數(shù)據(jù)</p><p> RS= “ L ” , 表示 DB7 —— D
53、B0 為顯示指令數(shù)據(jù)</p><p> 5 、R/W(SID H/L R/W= “ H ” ,E= “ H ” , 數(shù)據(jù)被讀到 DB7 —— DB0) R/W= “ L ” ,E= “ H → L ” , DB7 —— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR</p><p> 6 、E(SCLK) H/L 使能信號(hào)</p><p> 7 、DB0 H/L 三態(tài)
54、數(shù)據(jù)線</p><p> 8 、DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p> 9 、DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p> 10、 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p> 11 、DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p> 12、 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p&g
55、t; 13 、DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p> 14 、DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線</p><p> 15、 PSB H/L H : 8 位或 4 位并口方式 , L : 串口方式 </p><p> 16、 NC - 空腳</p><p> 17 、/RESET H/L 復(fù)位端,低電平有效</p><
56、;p> 18、 VOUT - LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端</p><p> 19 、A VDD 背光源正端( +5V ) </p><p> 20 、K VSS 背光源負(fù)端</p><p> LED12864液晶顯示電路設(shè)計(jì)中采用 LCD12864 液晶顯示 。 它一般串口 、 并口兩種方式顯示 ,而我們?cè)谶@里采用串口顯示。LCD12864 顯示電路如下圖
57、所示:</p><p><b> 4.6 蜂鳴器電路</b></p><p> 4.6.1蜂鳴器簡(jiǎn)介</p><p> 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,采用直流電壓供電,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。</p><p> 蜂鳴器主要分為:
58、壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成,當(dāng)接通電源后(1.5~15V直流工作電壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào),阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周
59、期性地振動(dòng)發(fā)聲。</p><p> 蜂鳴器發(fā)聲原理:電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的,需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它,單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小,單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器,因此需要增加一個(gè)電流放大的電路,通過一個(gè)三極管C9012來放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。它的電路如下圖所示:</p><p><b> 4.7按鍵電路</b></p&
60、gt;<p> 采用輕觸按鍵完成各項(xiàng)功能的設(shè)置,分別為調(diào)整年份、調(diào)整月份、調(diào)整日期、設(shè)置小時(shí)、調(diào)整分鐘以及設(shè)置鬧鈴。它的電路如下圖所示:</p><p> 4.8 ISP在線編程電路</p><p> 4.9 總體硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì):</p><p><b> 4.10元件列表</b></p><p>
61、;<b> 5軟件設(shè)計(jì)</b></p><p> 為利于該設(shè)計(jì)的多功能的實(shí)現(xiàn)和更高的編程效率,采用c語言進(jìn)行編程。為實(shí)現(xiàn)編程結(jié)構(gòu)清晰,采用各個(gè)模塊單獨(dú)編程,最后實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的綜合連接。主程序的框架由鍵盤掃描程序構(gòu)成,各個(gè)功能模塊程序嵌入到各個(gè)按鍵的子程序中,通過對(duì)按鍵的不斷掃描來確定跳轉(zhuǎn)到哪個(gè)功能模塊。對(duì)于鍵盤模塊,采用掃描法循環(huán)掃描。</p><p><b
62、> 5.1軟件流程圖</b></p><p> 2.5.1 軟件流程圖</p><p><b> 主程序流程圖</b></p><p><b> 計(jì)算陽歷程序流程圖</b></p><p><b> 時(shí)間調(diào)整流程圖</b></p>&
63、lt;p><b> 5.1軟件程序</b></p><p><b> 主程序</b></p><p> #include<reg52.h></p><p> #include<stdio.h></p><p> #include<math.h>&l
64、t;/p><p> #include<intrins.h></p><p> #define uchar unsigned char</p><p> #define uint unsigned int</p><p> #include"lcd12864.h"</p><p>
65、#include"ds1302.h"</p><p> uchar NEXT=0;</p><p> uchar state;</p><p> uint counter,date;</p><p> uchar jifei_flag,start_flag;</p><p> uchar
66、 tab[]={"行車距離00.0公里"</p><p> "單價(jià) 00.0 元 "</p><p> "總價(jià) 00.0 元 "</p><p> "停車計(jì)時(shí) 00分鐘"};</p><p> uint x,f,m,n,k,mn;//定
67、義全局變量</p><p> sbit dj = P1^0;</p><p> sbit FMQ = P3^0;</p><p> sbit yw = P0^0;</p><p> sbit k1 = P3^1;</p><p> sbit k2 = P3^3;</p>
68、<p> sbit k3 = P3^4;</p><p> sbit k4 = P3^5;</p><p> sbit k5 = P3^6;</p><p> sbit k6 = P3^7;</p><p> void delay1(uint z)</p><p> {
69、uint m,n;</p><p> for(m=z;m>0;m--)</p><p> for(n=110;n>0;n--);} </p><p> void welcome()</p><p> { chn_disp_string(0x80,"歡迎乘坐空調(diào)855 ");</p>&l
70、t;p> chn_disp_string(0x90,"本公交線路共五段");</p><p> chn_disp_string(0x88,"請(qǐng)大家看清站牌。");</p><p> chn_disp_string(0x98,"祝大家路途愉快!");}</p><p> void sh
71、ijian()</p><p> { chn_disponeword(1,1,1,"20");</p><p> chn_disponeword(1,2,year+1,tab_num);</p><p> chn_disponeword(1,3,1,"年");</p><p> chn_dis
72、poneword(1,4,month+1,tab_num);</p><p> chn_disponeword(1,5,1,"月");</p><p> chn_disponeword(1,6,day+1,tab_num);</p><p> chn_disponeword(1,7,1,"日");</p>
73、<p> chn_disponeword(1,8,1," ");</p><p> chn_disponeword(2,1,hour+1,tab_num);</p><p> chn_disponeword(2,2,1,"時(shí)");</p><p> chn_disponeword(2,3,minute+1,
74、tab_num);</p><p> chn_disponeword(2,4,1,"分");</p><p> chn_disponeword(2,5,second+1,tab_num);</p><p> chn_disponeword(2,6,1,"秒");</p><p> chn_dis
75、poneword(2,7,1," ");</p><p> chn_disponeword(2,8,week,tab_week);</p><p> chn_disp_string(0x88,"歡迎乘坐出租車 ");</p><p> chn_disp_string(0x98,"祝大家路途愉快!"
76、);</p><p><b> }</b></p><p> void k_control()</p><p> {///////////////////k1功能鍵/////////////////////////</p><p> switch(state)</p><p> {cas
77、e 1: lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(1,2,year+1,tab_num);</p><p> con_disp (0xff,0xff,0x81,0x81,1,11);delay1(100);</p><p><b> break;</b></p><
78、p> case 2: lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(1,4,month+1,tab_num); </p><p> con_disp (0xff,0xff,0x83,0x82,1,11);delay1(100);</p><p><b> break;</b><
79、;/p><p> case 3:lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(1,6,day+1,tab_num);</p><p> con_disp (0xff,0xff,0x85,0x82,1,11);delay1(100);</p><p> break;
80、</p><p> case 4:lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(2,1,hour+1,tab_num);</p><p> con_disp (0xff,0xff,0x90,0x90,1,11);delay1(100);</p><p><b> break
81、;</b></p><p> case 5: lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(2,3,minute+1,tab_num);</p><p> con_disp (0xff,0xff,0x92,0x92,1,11);delay1(100);</p><p><
82、;b> break;</b></p><p> case 6: lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(2,5,second+1,tab_num);</p><p> con_disp (0xff,0xff,0x94,0x92,1,11);delay1(100);</p>
83、<p><b> break;</b></p><p> case 7:lat_disp (0x00,0x00);</p><p> chn_disponeword(2,8,week,tab_week);</p><p> con_disp (0xff,0xff,0x97,0x92,1,11);delay1(100);
84、</p><p><b> break;</b></p><p> case 8: state=0; </p><p> clrram (); </p><p><b> break;</b></p><p> default:break;}</p>
85、<p> //////////////////////k2加鍵///////////////////////// </p><p> if((k2!=1)&&(jifei_flag==0))</p><p> { delay1(2);</p><p> if((k2!=1)&&(jifei_flag==0)
86、)</p><p> { while(k2!=1){FMQ=1;}FMQ=0;</p><p> if(state==1){year++;if(year>=100)year=1;write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x8c,od_ox(year));write_ds1302(0x8e,0x80);}//年</p><
87、;p> if(state==2){month++;if(month>=13)month=1;write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x88,od_ox(month));write_ds1302(0x8e,0x80);}</p><p> if(state==3){day++;if(day>=32)day=1;write_ds1302(0x8e,0
88、x00);write_ds1302(0x86,od_ox(day));write_ds1302(0x8e,0x80);}</p><p> if(state==4){hour++;if(hour>=25)hour=0;write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x84,od_ox(hour));write_ds1302(0x8e,0x80);}</p>
89、<p> if(state==5){minute++;if(minute>=61)minute=1;write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x82,od_ox(minute));write_ds1302(0x8e,0x80);}</p><p> if(state==6){second++;if(second>=61)second=1;write_
90、ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x80,od_ox(second));write_ds1302(0x8e,0x80);}</p><p> if(state==7){week=week+1;if(week>=8)week=1; write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x8a,od_ox(week));write_ds1302(0x8e
91、,0x80);}</p><p><b> } </b></p><p><b> }</b></p><p> ////////////////////////k3減鍵/////////////////////////</p><p> if((k3!=1)&&(jif
92、ei_flag==0))</p><p> {delay1(2);</p><p> if((k3!=1)&&(jifei_flag==0))</p><p> {while(k3!=1){FMQ=1;}FMQ=0;</p><p> if(state==1){year=year-1;if(year<=0)ye
93、ar=99; write_ds1302(0x8e,0x80);write_ds1302(0x8c,od_ox(year));write_ds1302(0x8e,0x80);}//年</p><p> if(state==2){month=month-1;if(month<=0)month=12;write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x88,od_ox
94、(month));write_ds1302(0x8e,0x80);}//月</p><p> if(state==3){day=day-1;if(day<=0)day=31; write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x86,od_ox(day));write_ds1302(0x8e,0x80);}//日</p><p> if
95、(state==4){hour=hour-1;if(hour<=0)hour=1; write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x84,od_ox(hour));write_ds1302(0x8e,0x80);}//時(shí)</p><p> if(state==5){minute=minute-1;if(minute<=0)minute=59;write_ds
96、1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x82,od_ox(minute));write_ds1302(0x8e,0x80);}//分</p><p> if(state==6){second=second-1;if(second<=0)second=59;write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x80,od_ox(second));write_ds
97、1302(0x8e,0x80);}//秒 </p><p> if(state==7){week=week-1;if(week<=1)week=7; write_ds1302(0x8e,0x00);write_ds1302(0x8a,od_ox(week));write_ds1302(0x8e,0x80);}//星期</p><p><b> }<
98、;/b></p><p><b> } </b></p><p><b> }</b></p><p> void zongjia_jia() //車費(fèi)總價(jià)加</p><p> { if((k1==0)&&(star
99、t_flag==0))</p><p> {delay1(200);</p><p> if((k1==0)&&(start_flag==0))</p><p><b> { n++;</b></p><p> tab[38]=n/100%10+0x30; </p><p>
100、; tab[39]=n/10%10+0x30; </p><p> tab[41]=n%10+0x30;</p><p><b> } </b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p>
101、void zongjia_jian() //車費(fèi)總價(jià)減</p><p> { if((k2==0)&&(start_flag==0))</p><p> {delay1(200);</p><p> if((k2==0)&&(start_flag==0))</p>
102、<p><b> {n--;</b></p><p> tab[38]=n/100%10+0x30; </p><p> tab[39]=n/10%10+0x30; </p><p> tab[41]=n%10+0x30;</p><p><b> } </b></p&
103、gt;<p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> void danjia_jia() //車費(fèi)單價(jià)加</p><p> { if((k3==0)&&(start_flag==0))</p><p>
104、; {delay1(200);</p><p> if((k3==0)&&(start_flag==0))</p><p><b> { m++;</b></p><p> //if(m >= 100) m=0;</p><p> tab[22]=m/100%10+0x30; </
105、p><p> tab[23]=m/10%10+0x30;</p><p> tab[25]=m%10+0x30; </p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p>
106、;<p> void danjia_jian() //車費(fèi)單價(jià)減</p><p> { if((k4==0)&&(start_flag==0))</p><p> {delay1(200);</p><p> if((k4==0)&&(start_flag==0))</p>&
107、lt;p><b> { m--;</b></p><p> //if(m >= 100) m=0;</p><p> tab[22]=m/100%10+0x30; </p><p> tab[23]=m/10%10+0x30;</p><p> tab[25]=m%10+0x30; </p&
108、gt;<p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> /////////// 中斷初始化//////////////////////////////////////////////</p>
109、<p> void Eint0() //外部中斷0,邊沿觸發(fā)</p><p> { IT0=1;</p><p><b> EX0=1;</b></p><p><b> }</b></p>&l
110、t;p> void Dshi0() //定時(shí)器0,每周期0.01s</p><p> { TH0=(65536-50000)/256; </p><p> TL0=(65536-50000)%256; </p><p> PT0=1;
111、 </p><p><b> ET0=1;</b></p><p><b> PX0=0;</b></p><p><b> PX1=0;</b></p><p><b> }</b></p><p> /////////
112、///////////////////////////////////////////////////////////</p><p> {TMOD=0x01; </p><p> Eint0(); //外部中斷0初始化</p><p> Dshi0(); //定時(shí)器0
113、初始化init_lcd ();</p><p><b> EA=1;</b></p><p><b> FMQ=0;</b></p><p> clrram(); </p><p><b> while(1)</b></p><p> {
114、if(yw==0)</p><p> { delay1(1);</p><p><b> if(yw==0)</b></p><p> {clrram();</p><p><b> FMQ=0;</b></p><p> delay1(100);</p&g
115、t;<p><b> FMQ=1;</b></p><p> delay1(100);</p><p><b> FMQ=0;</b></p><p> delay1(100);</p><p> Disp_img(logo);</p><p><
116、;b> clrram();</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> if((k1!=1)&&(jifei_flag==0)) </p><p> { delay1(1);</p>
117、<p> if((k1!=1)&&(jifei_flag==0))</p><p> { while(k1==0){FMQ=1;}FMQ=0;</p><p><b> state++;</b></p><p><b> }</b></p><p><b&
118、gt; } </b></p><p> if((k4!=1)&&(jifei_flag==0)) </p><p> {delay1(2);</p><p> if((k4!=1)&&(jifei_flag==0))</p><p> {while(k4
119、!=1){FMQ=1;}FMQ=0;</p><p> state=0;clrram ();</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> if((state==0)&&(jifei_flag==0))</p>
120、<p> {read_time();</p><p> shijian(); </p><p><b> }</b></p><p> else k_control();</p><p><b> if(k5==0)</b></p><p> {
121、 delay1(1);</p><p><b> if(k5==0)</b></p><p> {while(k5==0){FMQ=1;}FMQ=0;</p><p> jifei_flag=1;</p><p> start_flag=0;TR0=0;</p><p> n=0;m=0
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