基于at89s52單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　洛陽(yáng)師范學(xué)院</b></p><p>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　基于AT89S52單片機(jī)萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電子萬(wàn)年歷是一種非常廣泛日常計(jì)時(shí)工具。它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)

2、時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，對(duì)于數(shù)字電子萬(wàn)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3---5V電壓供電。</p><p>　　此次是基于52系列的單片機(jī)進(jìn)行的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)，相比傳統(tǒng)的萬(wàn)年歷來說，精確度更高?？梢燥@示溫度、年、月、日、時(shí)、分、秒及周信息，具有可調(diào)整日期和時(shí)間功能。對(duì)

3、單片機(jī)的理論基礎(chǔ)和外圍擴(kuò)展知識(shí)進(jìn)行了比較全面準(zhǔn)備。在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。硬件部分主要由單片機(jī)，LED顯示電路，以及調(diào)時(shí)按鍵電路等組成。在單片機(jī)的選擇上使用了AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。顯示器使用共陰極的數(shù)碼管。使用MAX7219來驅(qū)動(dòng)顯示，然后并行輸出。軟件方面主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序、溫度程序、顯示程序等。程序采用匯編語(yǔ)言編寫，以便更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間及陰歷顯示功能。所有程序編寫完成后，

4、在keil軟件中進(jìn)行調(diào)試，確定沒有問題后，在Proteus軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。</p><p>　　關(guān)鍵詞：時(shí)鐘芯片、MAX7219、DS18B20、動(dòng)態(tài)掃描、單片機(jī)。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b

5、>　　1 緒論4</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)背景4</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)思想4</b></p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)框圖5</b></p><p>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)6</p>

6、<p>　　2.1最小化電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1.1 主控芯片簡(jiǎn)介6</p><p>　　2.1.2 復(fù)位電路、晶振電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.2顯示電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.2.1 顯示器簡(jiǎn)介9</p><p>　　2.2.2 驅(qū)動(dòng)芯片簡(jiǎn)介11</p>

7、<p>　　2.2.3 顯示電路16</p><p>　　2.3溫度采集電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　2.3.1 溫度采集芯片簡(jiǎn)介17</p><p>　　2.3.2 溫度采集電路21</p><p>　　2.4實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)21</p><p>　　2.4.1時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介22</

8、p><p>　　2.4.2時(shí)鐘電路22</p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.1主程序流程圖25</p><p>　　3.2系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì)26</p><p>　　3.2.1送顯示流程圖26</p><p>　　3.2.2 時(shí)鐘流程圖27</p>

9、<p>　　3.2.3 溫度采集流程圖29</p><p><b>　　4 系統(tǒng)仿真29</b></p><p>　　4.1仿真軟件簡(jiǎn)介29</p><p>　　4.2 軟件仿真過程33</p><p>　　4.3仿真結(jié)果35</p><p><b>　　致謝3

10、7</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　附 錄 一38</b></p><p><b>　　附 錄 二39</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>&

11、lt;p><b>　　1.1設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對(duì)時(shí)間的要求越來越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也是越來越多。二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子萬(wàn)年歷，它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的走時(shí)差從分級(jí)縮小到秒級(jí)，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。第二次

12、革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用，發(fā)明了走時(shí)精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時(shí)月差從分級(jí)縮小到秒級(jí)。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)的應(yīng)用（電子萬(wàn)年歷），使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬(wàn)秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動(dòng)日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！因此，電子萬(wàn)年歷的出現(xiàn)帶來了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步。</p>

13、<p>　　目前流行的計(jì)算機(jī)日歷程序，比較典型的是Windows各版本中的日歷程序以及基礎(chǔ)于該程序所開發(fā)的各種應(yīng)用程序中的日歷程序。然而，這些程序都千篇一律的局限在一個(gè)很短的時(shí)間范圍內(nèi)。(Windows各個(gè)版本一般都局限在1980年至2099年這一范圍內(nèi))，但是，在很多情況下，一個(gè)時(shí)間跨度較大的日歷程序是很有參考價(jià)值的，本程序在這種背景下開始編輯，其中集成了國(guó)際通用日歷和中國(guó)農(nóng)歷，此外還可以顯示星期和加載了部分節(jié)日，顯示本機(jī)準(zhǔn)

14、確日期等功能。

15、 </p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　眾所周知，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)一周歷時(shí)365天5小時(shí)48分46秒?，F(xiàn)代國(guó)際上普遍采用羅馬歷法，在羅馬歷法中人為地規(guī)定一年365天，也就是我們所說的平年，為

16、了彌補(bǔ)每一年多出的5小時(shí)48分46秒，同時(shí)又規(guī)定4年中有一年是閏年，閏年為366天（平年的2月份為28天，而閏年的2月份為29天），這樣4年有365*3+366=1461天，而地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)4周歷時(shí)1460天23小時(shí)15分4秒，這樣，每4年又產(chǎn)生了44分56秒的誤差，為了減小影響，歷法上又規(guī)定，每400年中只存在97個(gè)閏年，這樣400年中共有365*400+97=146097天，</p><p>　　而地球繞太陽(yáng)

17、公轉(zhuǎn)400周歷時(shí)146096天21小時(shí)6分40秒，較好的彌補(bǔ)了這一缺陷，這樣幾乎3300年才產(chǎn)生一天的誤差。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　本電路是由AT89S52單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；它可以對(duì)年、月、日、周、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2.5V～5.5V。采用三線

18、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)。晶振電路是給主控模塊提供脈沖信號(hào)；溫度的采集由DS18B20構(gòu)成；顯示部分由8個(gè)數(shù)碼管，MAX7219譯碼器構(gòu)成。使用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式對(duì)數(shù)字的顯示。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 基于AT89S52單片機(jī)的電子萬(wàn)年歷系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

19、</b></p><p>　　2.1 最小化電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在單片機(jī)使用中有必須的最小化電路，它是單片機(jī)工作的前提。其中包括電源電路、晶振電路、復(fù)位電路。下面就簡(jiǎn)單介紹最小化電路。</p><p>　　2.1.1 主控芯片簡(jiǎn)介</p><p>　?。?）主要功能的簡(jiǎn)介</p><p>　　

20、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash</p><p>　　晶片內(nèi)部具有時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）</p><p>　　內(nèi)部 (ROM)程序存儲(chǔ)）為 8KB</p><p>　　內(nèi)部（RAM）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為 256字節(jié)</p><p>　　32 個(gè)可編程I/O 口線</p><p><b&

21、gt;　　8 個(gè)中斷向量源</b></p><p>　　三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</b></p><p>　　全雙工UART串行通道</p><p><b>　?。?）引腳功能簡(jiǎn)介</b></p><p>　　圖

22、2.1 AT89S52單片機(jī)的引腳圖</p><p>　　VCC：電源正端輸入，接+5V。</p><p><b>　　VSS：電源地端。</b></p><p>　　XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。</p><p>　　XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2

23、 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。</p><p>　　RESET：重置引腳，高電平動(dòng)作。</p><p>　　EA/Vpp："EA"表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。</p&

24、gt;<p>　　ALE/PROG：ALE是表示地址鎖存器啟用信號(hào)。</p><p>　　PSEN：此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用。</p><p>　　PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。

25、其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。</p><p>　　PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。</p><p>　　PORT3（P3.0～P3.7）：端口3

26、也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：</p><p>　　P3.0：RXD，串行通信輸入。</p><p>　　P3.1：TXD，串行通信輸出。</p><p>　　P3.2：INT0，外部中斷0輸

27、入。</p><p>　　P3.3：INT1，外部中斷1輸入。</p><p>　　P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。</p><p>　　P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。</p><p>　　P3.6：WR，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。</p><p>　　P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。</p>

28、;<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)器周期的高電平時(shí)間。</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)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，在此期間外部程序存器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器?！　?lt;/p><p>

29、　　.2.1.2 復(fù)位電路、晶振電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)工作需要3個(gè)基本條件：接電源、接石英晶體振蕩器和復(fù)位電路。如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 單片機(jī)的基本電路</p><p><b>　　（1）接電源</b></p><p>　　將單片機(jī)第40腳Vcc接電源+5V，第20腳Vss接地（

30、電源負(fù)極），為單片機(jī)工作提供電源。由于AT89S52片內(nèi)帶有程序存儲(chǔ)器，當(dāng)使用片內(nèi)程序存儲(chǔ)器時(shí)要將EA（31腳）接高電平，即接到電源+5V。 </p><p>　?。?）接石英晶體振蕩器</p><p>　　將單片機(jī)第19腳（XTAL1）與18腳（XTAL2）分別接外部晶體的兩個(gè)引腳，由石英晶體組成振蕩器，保證單片機(jī)內(nèi)部各部分有序工作。

31、 圖2.3 晶振電路</p><p>　　單片機(jī)運(yùn)行程序的速度與振蕩器的頻率有關(guān)。單片機(jī)在讀、寫操作時(shí)都需要消耗一定的時(shí)間。機(jī)器周期是指單片機(jī)完成一個(gè)基本操作所用的時(shí)間，當(dāng)外接石英晶體為12MHz時(shí)，1個(gè)機(jī)器周期為1ms；當(dāng)外接石英晶體為6MHz時(shí)，1個(gè)機(jī)器周期為1ms。</p><p>　?。?）復(fù)位電路 &l

32、t;/p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位電路有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位如圖2.4所示。</p><p>　　上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如圖2-4（a）所示。上電瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容C1的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該

33、電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12MHz時(shí)，C1為10uF，R1為8.2KΩ；晶振為6MHz時(shí)，電容C1為22uF，R1為1KΩ。</p><p>　　上電與按鍵均有效的復(fù)位電路如圖2.4（b）所示。上電與按鍵均有效的復(fù)位電路原理與上電復(fù)位原理相同，不同的是上電與按鍵均有效的復(fù)位電路在單片機(jī)運(yùn)行期間，能用按鍵來控制復(fù)位操作晶振為6MHz時(shí)，電容C1為22uF，R2為200Ω</p><p&

34、gt;<b>　　圖</b></p><p>　　2.4（a）上電復(fù)位電路 圖2.4（b）上電與按鍵均有效復(fù)位電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)中使用后者電路復(fù)位，就是可以在單片機(jī)運(yùn)行期間可以人工的復(fù)位。這樣是比較方便。</p><p>　　2.2 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　.2.2.1 顯示器的

35、簡(jiǎn)介</p><p>　　發(fā)光二極管LED是簡(jiǎn)單常用的輸出設(shè)備，通常用來指示機(jī)器的狀態(tài)或其它信息。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，壽命長(zhǎng)，對(duì)電壓電流的要求低及容易實(shí)現(xiàn)多路等，因而在測(cè)量控制儀器中獲得了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　LED是近似于恒壓的元器件，到導(dǎo)電時(shí)（發(fā)光）的正向壓降一般約為1.6V或2.4V，反向擊穿電壓一般≥5V。工作電流通常在10---20mA，故電路中需要串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮琛?/p>

36、發(fā)光強(qiáng)度基本上與正向電流成正比。發(fā)光效率和顏色取決于制造的材料，一般常用紅色，偶爾也用于黃色或綠色。</p><p>　　多個(gè)LED可接成共陰或共陽(yáng)極形式。通過驅(qū)動(dòng)器接到系統(tǒng)的并行輸出口上，由CPU輸出適當(dāng)?shù)拇a來點(diǎn)亮或熄滅相應(yīng)的LED。</p><p>　　發(fā)光二級(jí)管顯示驅(qū)動(dòng)（點(diǎn)亮）的方法有如下2種：</p><p>　　靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方法：即給欲點(diǎn)亮的LED通過恒定的

37、定流。這種驅(qū)動(dòng)方法需要顯示的位數(shù)增加時(shí)，所需的邏輯部件及連線也相應(yīng)增加，成本也增加。</p><p>　　動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方法：是給欲點(diǎn)亮的LED通過脈沖電流，此時(shí)LED的脈沖電流倍數(shù)于其額定電流值。利用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方法可以減少需要的邏輯部件和連線。</p><p>　　7段LED數(shù)碼顯示器</p><p>　　最常用的一種數(shù)碼顯示器是由7段條形的LED組成，如圖2.5所示。&

38、lt;/p><p>　　圖2.5（a）共陰極接法 圖2.5（b）共陽(yáng)極接法</p><p>　　點(diǎn)亮適當(dāng)?shù)淖侄?，就可以出不同的?shù)字。此外不少于7段數(shù)碼管顯示器在右下角帶有一個(gè)圓形的LED作小數(shù)點(diǎn)用，這樣一共有8段，恰好適用于8位的并行系統(tǒng)。</p><p>　　圖2.5（a）為共陰極接法，公共陰極接地。當(dāng)各段陽(yáng)極上的電平為“1”時(shí)

39、，該段點(diǎn)亮；電平為“0”時(shí)，段就熄滅。圖2.5（b）為共陽(yáng)極接法+5V電源。當(dāng)各段陰極上的電平為“0”時(shí)，該段就點(diǎn)亮；電平為“1”時(shí)，段就熄滅。圖中的電阻是限流電阻。</p><p>　　圖2.6 7段LED數(shù)碼管顯示器內(nèi)部段的排列</p><p>　　為了在7段（圖2.6）LED上顯示不同的數(shù)字或字符，首先要把數(shù)字或字符轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段碼（又稱字型碼），由于電路接法不同，形成的段碼也不相

40、同，如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 7段數(shù)碼顯示器的段位碼</p><p>　　注：由于用MAX7219驅(qū)動(dòng)譯碼，所以，本文選用共陰極數(shù)碼管，只顯示0---9，如果要用7段數(shù)碼顯示器顯示多位數(shù)字，就用MAX7219來驅(qū)動(dòng)，下一節(jié)MAX7219的驅(qū)動(dòng)。詳情請(qǐng)參考上一節(jié)。</p><p>　　2.2.2 驅(qū)動(dòng)芯片的簡(jiǎn)介</p><p

41、>　　MAX7219是MAXMI公司生產(chǎn)的一種串行接口方式7段共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)器。其片內(nèi)包含有一個(gè)BCD碼到B碼的譯碼器、多路復(fù)用掃描電路、字段和字位驅(qū)動(dòng)器，以及存儲(chǔ)每個(gè)數(shù)字的8X8RAM。每位數(shù)字都可以被尋址和更新，允許對(duì)每一位數(shù)字選擇B碼譯碼或不譯碼。采用三線串行方式與單片機(jī)接口。電路十分簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)10KΩ左右的外接電阻來設(shè)置所有LED的段電流。MAX7219的引腳排列如圖2.7所示。</p><

42、p>　　圖2.7 MAX7219的引腳排列</p><p><b>　?。?）引腳功能簡(jiǎn)介</b></p><p>　　DIN：串行數(shù)據(jù)輸入。在CLK時(shí)鐘的上升沿，串行數(shù)據(jù)被移入內(nèi)部移位寄存器。移入時(shí)最高位（MSB）在前。</p><p>　　DIG0-7：8根字位驅(qū)動(dòng)引腳，它從LED顯示器吸入電流。</p><p&g

43、t;　　GND：接地，兩根GND引腳必須相連。</p><p>　　LOAD：裝載數(shù)據(jù)輸入。在LOAD的上升沿，串行輸入數(shù)據(jù)的最后16位被鎖存。</p><p>　　CLK：時(shí)鐘輸入。它是串行數(shù)據(jù)輸入時(shí)所需的移位脈沖。最高時(shí)鐘頻率為10MHz，在CLK地上升沿串行數(shù)據(jù)被移入內(nèi)部移位寄存器，在CLK的下降沿?cái)?shù)據(jù)從DOUT移出。</p><p>　　SEGA-SEGG,

44、DP：七段和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出，它提供LED顯示器源電流。</p><p>　　ISET：通過一個(gè)10KΩ電阻Rset接到V+以設(shè)置峰值段電流。</p><p>　　V+：+5V電源電壓。</p><p>　　DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出。輸入到DIN的數(shù)據(jù)經(jīng)過16.5個(gè)時(shí)鐘周期后，在DOUT端有效。</p><p>　　(2) MAX7219的傳輸方

45、式：</p><p>　　采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，由16位數(shù)據(jù)包發(fā)送到DIN引腳的串行數(shù)據(jù)在每個(gè)CLK的上升沿被移入的內(nèi)部16位移位寄存器，然后在LOAD的上升沿將數(shù)據(jù)所存到數(shù)字或控制寄存器中。LOAD信號(hào)必須在第16個(gè)時(shí)鐘上升沿同時(shí)或之后，但在下一個(gè)時(shí)鐘上升沿之前變高；否則將會(huì)丟失數(shù)據(jù)。DIN端的數(shù)據(jù)通過移位寄存器傳送，并在16.5個(gè)時(shí)鐘周期之后出現(xiàn)在DOUT端。DOUT端的數(shù)據(jù)在CLK的下降沿輸出。串行數(shù)據(jù)以1

46、6位為一幀，其中，D11-D8為內(nèi)部寄存器地址，D7-D0為寄存器數(shù)據(jù)，格式如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 MAX7219的串行數(shù)據(jù)格式</p><p>　　(3) MAX7219的內(nèi)部寄存器：</p><p>　　MAX7219具有14個(gè)可尋址的內(nèi)部數(shù)字和控制寄存器。8個(gè)數(shù)字寄存器由一個(gè)片內(nèi)8X8雙端口SRAM實(shí)現(xiàn)，它們可以直接尋址；因此，可以對(duì)單

47、個(gè)數(shù)字進(jìn)行更新；并且只要V+超過2V,數(shù)據(jù)就可以保留下去?？刂萍拇嫫饔?個(gè)，分別為譯碼方式、顯示亮度、掃描界限（掃描數(shù)位的個(gè)數(shù)）、停機(jī)和顯示測(cè)試。另外還有一個(gè)空操作寄存器（NO-OP），在不改變顯示或影響任一控制寄存器的條件下器件級(jí)聯(lián)時(shí)，它允許數(shù)據(jù)從DIN傳到DOUT。表2.3所列為MAX7219的內(nèi)部寄存器及其地址。</p><p>　　表2-3 MAX7219的內(nèi)部寄存器及其地址</p>&l

48、t;p>　　下面以表格形式對(duì)MAX7219內(nèi)部寄存器中不同數(shù)據(jù)所表示的含義進(jìn)行說明。</p><p>　　表2-4為譯碼方式寄存器中數(shù)據(jù)的含義。從表中可見，寄存器中的每一位與一個(gè)數(shù)字位相對(duì)應(yīng)，邏輯高電平選擇B譯碼，而邏輯低電平則選擇旁路譯碼器。</p><p>　　表2-4 譯碼方式寄存器（地址 = X9H）</p><p>　　MAX7219可用V+和IS

49、ET之間所接外部電阻Rset來控制顯示亮度。來自段驅(qū)動(dòng)器的峰值電流通常為進(jìn)入ISET電流的100倍。Rset既可以為固定電阻，也可以為可變電阻，以提供來自面板的亮度調(diào)節(jié)，其最小值為9.52KΩ。段電流的數(shù)字控制由內(nèi)部脈寬調(diào)制DAC控制。該DAC通過亮度寄存器向低4位加載，將平均峰值電流按16級(jí)比例設(shè)計(jì)，從Rset設(shè)置峰值電流的31/32的最大值到1/32的最小值，如表2-5所列，最大亮度出現(xiàn)在占空比為31/32時(shí)。</p>

50、<p>　　表2-5 亮度寄存器（地址 = XAH）</p><p>　　掃描界限寄存器用于設(shè)置所顯示的數(shù)字位，可以為1-8。通常以掃描頻率為1300Hz、8位數(shù)字、多路方式顯示。因?yàn)樗鶔呙钄?shù)字的多少會(huì)影響顯示亮度，所以要注意調(diào)整。如果掃描界限寄存器被設(shè)置為3個(gè)數(shù)字或更少，各數(shù)值驅(qū)動(dòng)器將消耗過量的功率。因此，Rset電阻的值必須按所顯示數(shù)字的位數(shù)多少適當(dāng)調(diào)整，以限制各個(gè)數(shù)字驅(qū)動(dòng)器的功耗。表2-6為掃

51、描界限寄存器中數(shù)據(jù)的含義。</p><p>　　表2-6 掃描界限寄存器（地址=XBH）</p><p>　　當(dāng)MAX7219處于停機(jī)方式時(shí)，掃描振蕩器停止工作，所有的段電流源被拉到地，而所有的位驅(qū)動(dòng)器被拉到V+，此時(shí)LED將不顯示。在數(shù)字和控制寄存器中的數(shù)據(jù)保持不變。停機(jī)方式可用于節(jié)省功耗或使LED處于閃爍。MAX7219退出停機(jī)方式的時(shí)間不到250uS，在停機(jī)方式下顯示驅(qū)動(dòng)器還可以進(jìn)

52、行編程。停機(jī)方式可以被顯示測(cè)試功能取消。表2-7為停機(jī)寄存器中數(shù)據(jù)的含義。</p><p>　　表2-7 停機(jī)寄存器（地址 = XCH）</p><p>　　顯示測(cè)試寄存器有兩種工作方式：正常和顯示測(cè)試。在顯示測(cè)試方式下8位數(shù)字被掃描，占空比為31/32。通常不考慮（但不改變）所有控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器（包括停機(jī)寄存器）內(nèi)的控制器來接通所有的LED顯示器。表2-8為顯示測(cè)試寄存器中數(shù)據(jù)的

53、含義。</p><p>　　表 2-8 顯示測(cè)試寄存器（地址 = XFH）</p><p>　　數(shù)字0-7寄存器受譯碼器寄存器的控制：譯碼或不譯碼。數(shù)據(jù)將寄存器可將BCD碼譯成B碼（0-9、-、E、L、P），如表2-9所列。如果不譯碼，則數(shù)字寄存器中數(shù)據(jù)的D6-D0為=位分別對(duì)應(yīng)7段LED顯示器的A-G段，D7位對(duì)應(yīng)LED的小數(shù)點(diǎn)DP。某一位數(shù)據(jù)為1，則點(diǎn)亮與該位對(duì)應(yīng)的LED段；數(shù)據(jù)為0

54、，則熄滅該段。</p><p>　　表 2-9 數(shù)字0-7寄存器（地址 = X1H – X8H）</p><p>　　注：小數(shù)點(diǎn)DP由D7位控制，D7=1點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)</p><p>　　.2.2.3 顯示電路</p><p>　　圖2.8為89S52單片機(jī)與MAX7219的一種接口。89S52的P1.0口連接到</p>&l

55、t;p>　　圖2.8 MAX7219與89S52單片機(jī)接口</p><p>　　MAX7219的DIN端，P1.1口連到LOAD端，P1.2連到CLK端。采用軟件模擬方式產(chǎn)生MAX7219所需的工作時(shí)序。圖2.8為數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序設(shè)計(jì)的MAX7219顯示驅(qū)動(dòng)程序例子，程序執(zhí)行后在LED上顯示8051字樣。</p><p>　　2.3溫度采集電路設(shè)計(jì)</p><p&g

56、t;　　2.3.1 溫度采集芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　1. DS18B20引腳結(jié)構(gòu)如圖2.10所示。</p><p>　　圖2.10 引腳結(jié)構(gòu) </p><p>　　DS1820通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS1820之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源。</p><

57、;p>　　因?yàn)槊總€(gè)DS1820都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào)，所以多只DS1820可以同時(shí)連在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。</p><p><b>　　引腳說明</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></

58、p><p><b>　　NC ：接空。</b></p><p>　　DQ ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳。</p><p>　　VDD：外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。</p><p>　　2. 技術(shù)性能描述 </p><p>　?。?）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一

59、條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 </p><p>　?。?）測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，固有測(cè)溫分辨率0.5℃。 </p><p>　　（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 。</p><p>　　（4）工作電源: 3～5

60、V/DC 。</p><p>　?。?）在使用中不需要任何外圍元件 。</p><p>　?。?）測(cè)量結(jié)果以9～12位數(shù)字量方式串行傳送。 </p><p>　　（7）不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6。 </p><p>　?。?）適用于DN15～25, DN40～DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫。 </p><p>

61、;　?。?）標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2任選。 </p><p>　　（10）PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。 </p><p><b>　　3. 應(yīng)用范圍 </b></p><p>　?。?）該產(chǎn)品適用于冷凍庫(kù)，糧倉(cāng)，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域 。</p&

62、gt;<p>　?。?）軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。 </p><p>　?。?）汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 </p><p>　?。?）熱制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和控制 。</p><p>　　4. DS18B20測(cè)溫原理如圖2.11所示。</p><p>

63、;　　圖2.11 測(cè)溫原理</p><p>　　表2-10 溫度/數(shù)據(jù)關(guān)系</p><p>　　DS18B20是這樣測(cè)溫的：用一個(gè)高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個(gè)門周期，內(nèi)部計(jì)數(shù)器在這個(gè)門周期內(nèi)對(duì)一個(gè)低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來得溫度值。計(jì)數(shù)器被預(yù)置到對(duì)應(yīng)于-55℃的一個(gè)值。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束之前到達(dá)0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到-55℃）的值增加，表明所測(cè)溫度大于-55℃。<

64、;/p><p>　　同時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位到一個(gè)值，這個(gè)值由斜坡式累加器電路用來補(bǔ)償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計(jì)數(shù)器又開始計(jì)數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過程。</p><p>　　斜坡式累加器用來補(bǔ)償感溫振蕩器的非線性，以期在測(cè)溫時(shí)獲得比較高的分辨力，這是通過改變計(jì)數(shù)器對(duì)溫度每增加一度所需計(jì)數(shù)的值來實(shí)現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一度的計(jì)數(shù)值

65、。</p><p>　　DS18B20內(nèi)部對(duì)此計(jì)算的結(jié)果提供0.5℃的分辨力。溫度以16bit帶符號(hào)位擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式讀出，表給出了溫度值和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。</p><p>　　DS18B20測(cè)溫范圍-55℃--- +125℃，以0.5℃遞增。如果于華氏溫度，必須要用一個(gè)轉(zhuǎn)換因子查找。</p><p><b>　　5）

66、時(shí)序</b></p><p>　　主機(jī)使用時(shí)間隙(time slots)來讀寫DSl820的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位。</p><p><b>　　(1)初始化</b></p><p>　　時(shí)序見圖2.12主機(jī)總線to時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480us的低電平信號(hào))接著在tl時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)DSl820在檢測(cè)到總線的上升沿之

67、后等待15-60us接著DS1820在t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù)60-240 us)如圖中虛線所示。</p><p>　　圖2.12 初始化時(shí)序圖</p><p><b>　　(2). 寫時(shí)間隙</b></p><p>　　當(dāng)主機(jī)總線to時(shí)刻從高拉至低電平時(shí)就產(chǎn)生寫時(shí)間隙見圖2.13（a）圖1.13（b）從to時(shí)刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需

68、寫的位送到總線上DSl820在t0后15-60us間對(duì)總線采樣若低電平寫入的位是0見圖2.13（a）,若高電平寫入的位是1,見圖2.13（b）,連續(xù)寫2位間的間隙應(yīng)大于1us。</p><p>　　圖2.13（a）寫0時(shí)序 圖2.13（b） 寫1時(shí)序 </p><p><b>　　(3). 讀時(shí)間隙</b>&

69、lt;/p><p>　　見圖2.14主機(jī)總線to時(shí)刻從高拉至低電平時(shí)總線只須保持低電平l7us之后，在t1時(shí)刻將總線拉高產(chǎn)生讀時(shí)間隙,讀時(shí)間隙在t1時(shí)刻后t2時(shí)刻前有效t2距t0為15us也就是說t2時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位并在t0后的60us-120us內(nèi)釋放總線。讀位子程序(讀得的位到C中)。</p><p><b>　　圖2.14 讀時(shí)序</b></p>

70、<p>　　.2.3.2溫度采集電路</p><p>　　此電路圖是以DS18B20溫度采集芯片為主，以單片機(jī)為輔。通過溫度采集芯片采集到外部溫度轉(zhuǎn)化之后，再通過單片機(jī)芯片的轉(zhuǎn)化然后輸出顯示。如圖2.15所示。 圖2.15 溫度采集電路</p><p>　　2.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　DS1302

71、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2.5V～5.5V。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

72、備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。</p><p>　　2.4.1時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介</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時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。</p><p>　　X1和

73、X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。</p><p>　　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：</p><p>　　首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器。</p><p>　　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)DS1

74、302進(jìn)行操作。</p><p>　　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>2.0V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。</p><p>　　I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。</p><p>　　SCLK為時(shí)鐘輸入端。 如圖（2.16）為DS1302的引

75、腳功能圖。 </p><p>　　2 </p><p>　　

76、圖2.16 DS1302的引腳圖分布</p><p>　　1） DS1302的控制字節(jié)</p><p>　　DS1302 的控制字如表2-11所示?？刂谱止?jié)的最高有效位(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如果為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

77、制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 </p><p>　　表2-11 DS1302的控制字節(jié)</p><p>　　2）數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)</p><p>　　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

78、。 </p><p>　　3）DS1302的寄存器</p><p>　　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。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

79、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C0H～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)。DS1302內(nèi)部寄存器的列表如圖2-12所示。</p><p>　　表2-12 DS1302內(nèi)部寄存器列表</p><p>　　5）DS1302的寄存器和控制命令</

80、p><p>　　DS1302工作是為了對(duì)任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將要復(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)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位輸數(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)。對(duì)DS1302的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作，

81、DS1302內(nèi)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、始終突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。始終突發(fā)寄存器可一次性順利讀寫除充電寄存器以外的寄存器。日歷、時(shí)間寄存器及控制字如表2-13所示。</p><p>　　表2-13 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表</p><p>　　注：最后一位

82、RD/W為“0”時(shí)表示進(jìn)行寫操作，為“1”是表示讀操作</p><p>　　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。具體的讀寫時(shí)序參考下圖，但是請(qǐng)注意，無(wú)論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效數(shù)據(jù)是在下降沿（DS1302正是如此的，但是在芯片

83、手冊(cè)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。</p><p>　　圖2.17 DS1302的命令結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2.4.2時(shí)鐘電路</b></p><p>

84、　　此電路圖中是以DS1302時(shí)鐘芯片為主，單片機(jī)為輔來控制時(shí)鐘。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。如圖2.18所示。</p><p>　　圖2.18 時(shí)鐘電路</p><p><b>　　3系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 主程序流程圖</p><

85、p>　　時(shí)間調(diào)整使用兩個(gè)調(diào)整按鍵，一個(gè)作為控制位移，另一個(gè)作為加“1”調(diào)整，分別定義為控制按鍵，加“1”按鍵。在調(diào)整時(shí)間的過程中，需要調(diào)整的位與其他應(yīng)該區(qū)別開來，所以增加了閃爍功能。主程序流程圖如下圖3.1所示。</p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p>　　圖3

86、.1基于AT89S52單片機(jī)的萬(wàn)年歷主程序流程圖</p><p>　　3.2 系統(tǒng)子程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　在系統(tǒng)中不僅包括主程序的設(shè)計(jì)為了在編寫程序中方便，可以使用子程序，這樣只需要調(diào)用子程序就可以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.2.1 MAX7219送顯示流程圖</p><p>　　在系統(tǒng)一開始首先定義變量，定義好之后初始化各個(gè)

87、變量的初始值，然后設(shè)置顯示區(qū)的首地址，設(shè)置好之后開始傳輸數(shù)據(jù)，傳送完之后就開始顯示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值。如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 MAX7219的流程圖</p><p>　　3.2.2 DS1302的流程圖</p><p>　　DS1302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，其中主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備

88、電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。首先對(duì)DS1302初始化，然后再讀取DS1302中的時(shí)間，最后將時(shí)、分、秒顯示出來，如此循環(huán)來計(jì)時(shí)，如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 DS1302的流程圖</p><p>　　3.2.3 18B20的流程圖</p><p>　　DS1820通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS1820之間僅需一條連接線（加

89、上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源。接通后首先采集溫度，然后初始化，再啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，然后讀取溫度，最后輸出返回，如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 DS18B20的流程圖</p><p><b>　　4 系統(tǒng)仿真簡(jiǎn)介</b></p><p>　　4.1 仿真軟件簡(jiǎn)介</p><

90、p>　　Protues軟件是英國(guó)Labcenter Electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB

91、設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯。</p><p>　

92、　圖4.1 Protues仿真編譯界面</p><p>　　1．軟件的功能特點(diǎn)：</p><p>　　Protues軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：</p><p>　?。?）原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線、SPICE電路仿真</p><p>　?。?）Protues提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬

93、、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。</p><p>　　（3）Protues提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用?！?lt;/p><p>　?。?）Protues提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與

94、示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。</p><p>　?。?）Protues提供的調(diào)試手段 Protues提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　2. 用Protues軟件編寫原理圖：</p><p>　?。?/p>

95、1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）</p><p>　　豐富的器件庫(kù)：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。<

96、;/p><p>　?。?）完善的電路仿真功能（Prospice）</p><p>　　ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；超過27000個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。 </p><p>　　多樣的激勵(lì)源：

97、包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入。 </p><p>　　豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等。 </p><p>　　生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯

98、示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)。 </p><p>　　高級(jí)圖形仿真功能（ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析。</p><p>　?。?）獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）</p>

99、<p>　　支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級(jí)還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器。</p><p>　　支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/

100、伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信。 </p><p>　　實(shí)時(shí)仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真?！?lt;/p><p>　　編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯/編

101、譯/源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR、Keil和Hitech）結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試。</p><p>　?。?）實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)</p><p>　　原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)?！?lt;/p><p>　　先進(jìn)

102、的自動(dòng)布局/布線功能：支持器件的自動(dòng)/人工布局；支持無(wú)網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計(jì)更為合理。 </p><p>　　完整的PCB設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì)16個(gè)銅箔層，2個(gè)絲印層，4個(gè)機(jī)械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，3D 可視化預(yù)覽。　</p><p>　　多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С?，?/p>

103、利與其它PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如Protel）和PCB板的設(shè)計(jì)和加工。</p><p><b>　　3. 軟件仿真：</b></p><p>　　支持當(dāng)前的主流單片機(jī)，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。 　　</p><p>　?。?）提供軟件調(diào)試功能。 　　&l

104、t;/p><p>　?。?）提供豐富的外圍接口器件及其仿真。RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。</p><p>　?。?）提供豐富的虛擬儀器，利用虛擬儀器在仿真過程中可以測(cè)量外圍電路的特性。　　</p><p>　　（4）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功。</p><p>　　4. 電路功能仿真：<

105、;/p><p>　　在PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。PROTUES 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。PROTUES不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相

106、當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。</p><p>　　由于PROTUES提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。隨著科技的發(fā)展“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要

107、的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中PROTUES也能獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　4.2 軟件仿真的過程</p><p><b>　　1. 繪制原理圖</b></p><p>　　圖4.2 用protues畫的原理圖</p

108、><p><b>　　2. 導(dǎo)入程序</b></p><p>　?。?）在Keil c軟件中最后生成的是*.hex文件。</p><p>　?。?）在Protues軟件中畫好原理圖后，然后雙擊主芯片AT89S52就會(huì)彈出如圖（4.4）所示的對(duì)話框。然后再選擇上面生成的*.hex文件。最后進(jìn)行運(yùn)行。</p><p>　　圖4.

109、4程序加載的界面</p><p><b>　　4.3仿真結(jié)果</b></p><p>　　8位數(shù)碼管中分別顯示的是：溫度、年/時(shí)、月/分、日/秒，如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5（a）顯示的是初始化的溫度、時(shí)、分、秒</p><p>　　圖4.5（b）顯示的是初始化的溫度、年、月、日</p>

110、<p><b>　　致謝</b></p><p>　　感謝指導(dǎo)老師趙秀英老師，在這次課題設(shè)計(jì)中趙老師幫助我了很多，程序或者是仿真軟件的繪圖出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致不能正確運(yùn)行時(shí)，老師都給予了耐心指導(dǎo)，最終使我的設(shè)計(jì)完美運(yùn)行沒有錯(cuò)誤。通過這次課程設(shè)計(jì)我對(duì)單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，我對(duì)單片機(jī)也有了鉆研的興趣，學(xué)習(xí)了很多，收獲了很多。</p><p><b&g

111、t;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】李軍.51系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開發(fā)指南.北京航空航天大學(xué)出版社.2004</p><p>　　【2】王守義,聶元銘.51單片機(jī)開發(fā)入門與典型實(shí)例.人民郵電出版社.2009</p><p>　　【3】李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).高等教育出版社.2004</p><p>　　【4】高

112、偉.AT89單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京國(guó)防工業(yè)出版社.2008</p><p>　　【5】蔡朝陽(yáng).單片機(jī)控制實(shí)習(xí)與專題制作.京航空航天大學(xué)出版社.2006</p><p>　　【6】劉建清.從零開始學(xué)單片機(jī)技術(shù).國(guó)防工業(yè)出版社.2006</p><p>　　【7】李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).高等教育出版社.2004</p><p>　　【8】徐

113、愛鈞.智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì).北京航空航天大學(xué)出版社.2004</p><p>　　【9】楊志忠,衛(wèi)樺林.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2004</p><p><b>　　附錄一：總原理圖</b></p><p><b>　　附錄二：程序</b></p><p>　　T_RST BIT