可调电子时钟的设计毕业论文.doc

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1、 编号 2010311124 毕 业 设 计（ 2014 届本科） 设计题目： 可调电子时钟的设计 学 院： 电气工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 10级电信班 作者姓名： 杨小林 指导教师： 雷继海 职称： 研究生 完成日期： 2014 年 4 月 12 日 陇东学院本科生毕业设计诚信声明（1）可调电子时钟的设计（1）摘 要（1）Abstract（1）1 引 言（1）2 功能要求（2）3 方案论证与设计（2）3.1 单片机芯片的选择方案和论证（2）3.2 显示模块选择方案和论证（2）3.3 时钟芯片的选择方案和论证（3）3.4 温度传感器的选择方案与论证（3）3.5 键盘电路的选择

2、方案与论证（3）3.6 电路设计最终方案决定（4）4 系统总体结构框图（4）5 系统硬件的设计（4）5.1 系统硬件概述（5）5.2 主控芯片AT89S52（5）5.2.1 AT89S52单片机引脚功能（6）5.2.2 AT89S52单片机硬件结构的特点（7）5.2.3 AT89S52单片机的硬件原理（8）5.3 时钟电路DS1302（10）5.3.1 DS1302芯片介绍（10）5.3.2 DS1302 的应用（13）5.4 温度采集电路DS18B02（14）5.4.1 DS18B20的主要特性（14）5.4.2 DS18B20的电路连接（15）5.5 调时按键设计（15）5.6 显示模块的

3、设计（16）5.6.1 LCD1602的基本参数及引脚功能（16）5.6.2 LCD1602的指令说明及时序（18）5.6.3 LCD1602的电路连接（20）6 系统软件的设计（20）6.1系统总流程图的设计（20）6.2阳历程序流程图（21）6.3 时间调整程序流程图（22）6.4 DS1302时钟程序流程图（23）6.5 温度显示程序流程图（24）6.6 LCD1602显示程序流程图（25）7总结（26）参考文献（27）致 谢（28） 陇东学院本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已

4、经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名： 二 O 一 年 月 日 可调电子时钟的设计杨小林, 雷继海(陇东学院 电气工程学院，甘肃 庆阳 745000) 摘 要：电子时钟是单片机系统的一个应用，由硬件和软件相配合使用。本文是通过对单片机的控制能实现日历功能电子时钟的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。硬件由主控器、时钟电路、温度检测电路、显示电路、键盘接口电路5个模块组成。主控模块用AT89C52、时钟电路用时钟芯片DS1302

5、、显示模块用LCD液晶屏、温度检测采用DS18B20温度传感器、键盘接口电路用普通按键完成；软件利用C语言编程实现单片机的控制功能。单片机通过时钟芯片DS1302获取时间数据，DS18B20采集温度信号送该给单片机处理，单片机再把时间数据和温度数据送给LCD液晶显示屏显示阳历年、月、日、时、秒、星期以及温度。 关键词：电子时钟;单片机;温度传感器;LCD液晶显示 The design of the adjustable electronic clock YANG Xiao-lin, LEI Ji-hai (Electrical Engineering College,LongDong Univ

6、ersity,Qingyang 745000,Gansu,china) Abstract: Electronic clock is an application of the single-chip microcomputer system, used by combination of hardware and software. This article is based on single chip microcomputer control can realize the calendar function the design of the electronic clock, so

7、as to learn and understand SCM related instruction in all aspects of the application. Hardware consists of the host controller, the clock circuit, temperature detection circuit, display circuit, keyboard interface circuit of five modules. Master control module with AT89C52, punching a time clock chi

8、p DS1302 clock circuit, with LCD display module, temperature detection using DS18B20 temperature sensor, keyboard interface circuit using ordinary buttons; Software using C language programming to realize single chip microcomputer control function. Single-chip computer time data accessed by the cloc

9、k chip DS1302, DS18B20 collecting temperature signal send MCU processing, the single chip microcomputer to give the time and temperature data to the LCD liquid crystal display shows The Gregorian calendar year, month, day, and, second, week and temperature.Key words: electronic clock;microcontroller

10、;temperature sensor;LCD liquid crystal display 1 引 言 在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。许多家电设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有微控制器。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。用单片机来控制的小型家电产品具有便携实用，操作简单的特点。其中电子时钟是一种应用非常广泛的日常计时工具

11、，数字显示的电子钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用。为此设计了一种功能全面、计时准确、成本低廉的基于51单片机的数字时钟。2 功能要求 电子时钟可用LCD液晶屏显示阳历年、月、日以及星期和时、分、秒。 对日期、时间以及星期有校准功能。 数字式温度计要求测温范围-2050， LCD液晶屏直读显示。3 方案论证与设计3.1 单片机芯片的选择方案和论证方案一： 采用89C51芯片作为硬件核心。采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间，能以3V的超低压工作；而且与MCS-51系列单片机完全兼容，但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技

12、术， 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二： 采用AT89S52。片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作。同时也兼容MCS-51指令系统，8K可反复擦写ISP Flash ROM；同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。所以选择采用AT89S52作为主控制系统。3.2 显示模块选择方案和论证方案一： 采用LED数码管显示。LED数码管价格适中，对于显示数字较为合

13、适，一个人数码管可以显示一位数字，但是当要显示位数比较多的时候，数码管操作起来十分繁琐；并且当硬件电路设计好之后，系统显示能力也基本确定，系统显示能力的拓展受到限制。所以不用此种作为显示。方案二： 采用点阵式数码管显示。点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合，用于显示数字显得比较浪费，且价格也相对较高，所以在此也不用此种作为显示。方案三： 采用1602液晶显示屏。该液晶显示屏的显示功能强大，内置192种字符，可显示大量符号、数字清晰可见，而且功率消耗小寿命长抗干扰能力强。所以在此设计中采用1602液晶显示屏。3.3 时钟芯片的选择方案和论证方案一： 直接采用单片机定时计

14、数器提供秒信号。使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是编程任务繁重，时间误差较大。所以不采用此方案。方案二： 采用DS1302时钟芯片实现时钟。DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高，318位的RAM做为数据暂存区，工作电压2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA。所以本设计采用DS1302时钟芯片。3.4 温度传感器的选择方案与论证方案一： 使用热敏电阻作为传感器。用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电

15、阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。方案二： 与前面相比，采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55125，最大分辨率可达0.0625。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。因此本设计选用DS18B20温度传感器。3.5 键盘电路的选择方案与论证 在对日期和时间进行调节校准过程中，系统需要检测高低电平，因此需要用按键。方案一： 使用独立

16、式键盘。独立式键盘是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。独立式按键电路配置灵活，软件编程简单。方案二： 使用矩阵式键盘。矩阵式键盘是由行线和列线组成，按键位于行、列交叉点上，行线、列线分别连接到按键开关的两端，其特点是简单且不增加成本，这种按键适合按键数较多的场合。 根据以上的论述，因本系统需要的按键不多，要求简单。因此采用方案一，选用独立式键盘。3.6 电路设计最终方案决定 综上各方案所述，对此设计品的方案选定：采用STC89C52作为主控制芯片，DS1302时钟芯片计时，DS18B20采集温度，独立式键盘用于校准，LCD1602作为显示模块。4 系统总体结构框图 按照系统设计功能的要求，

17、初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、键盘接口模块、显示模块和温度采集模块共5个模块组成，电路系统构成框图如图4-1所示。 AT89S52 主控制模块键盘模块LCD液晶显示模块温度采集模块DS1302时钟模块 图4-1系统结构框图 在本设计中，以按键作为输入装置，LCD液晶显示屏作为显示装置，各按键的功能为：S1键：P3.2口 设置键 S2键：P3.3口 上调键 S3健：P3.4口 下调键5 系统硬件的设计5.1 系统硬件概述 本电路是以AT89S52单片机为控制核心，该芯片具有在线编程功能，功耗低，能在3.3V的超低压下工作。时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM

18、的实时时钟芯片DS1302，DS1302作为主要计时芯片，具有使用寿命长，精度高和功耗低等特点，同时具有掉电自动保存功能,可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，其工作电压为2.5V5.5V；温度检测模块由DS18B20构成，它采用独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯，具有测量精度高、测量范围广等优点，其测温范围在-55+125，工作电压为3v5.5v；显示部份使用LCD1602液晶显示屏来实现，该显示屏具有低功耗、寿命长、可靠性高的特点，其工作电压为5v。5.2 主控芯片AT89S52 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程存

19、储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash ，使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允

20、许RAM 、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。图5-1 AT89S52的引脚5.2.1 AT89S52单片机引脚功能 P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。 P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口

21、拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0 和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOV

22、X DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI ）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。 P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位6。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO

23、 位可以使此功能无效。DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。 ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0 位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。 PSEN：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序

24、存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。 EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH 的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA 应该接VCC。在flash编程期间，EA 也接收12伏VPP电压。5.2.2 AT89S52单片机硬件结构的特点 MCS-51单片机硬件结构有如下一些主要特点： 内部程序存储器（ROM）和内部数据存储器（RAM）容量 CS-51单片机的内部ROM和内部RAM的容量如表5-1所示：表5-1 MCS-51单片机存储器容量存储器类型单片机类型掩模ROM

25、EPROMRAMMCS-5151子系列8031/128B80514KB/128B8751/4KB128B52子系列8032/256B80528KB/256B 输入/输出（I/O）口 MCS-51单片机内的I/O口的数量和种类较多且齐全，尤其是它有一个全双工的串行口。该串口是利用两根I/O口线构成的，有四种工作方式，可通过编程选定，MCS-51有32根I/O口线，而MCS-48只有27根。 外部程序存储器和外部数据存储器寻址空间 MCS-51可对64KB的外部数据存储器寻址且不受该系列中各种芯片型号的影响，而对程序存储器是内外总空间为64KB，根据不同的芯片型号，MCS-51外部程序存储器最大寻

26、址范围为64KB。 中断与堆栈 MCS-51有5个中断源（对8032/8052为6个），分为2个优先级，每个中断源的优先级是可编程的。它的堆栈位置也是可编程的，堆栈深度可达128字节。而MCS-48只有不分优先级的2个中断源，且堆栈设置在片内RAM的16个字节的固定单元内。 定时/计数器与寄存器区 MCS-51子系列有2个16位定时/计数器，通过编程可以实现四种工作模式。MCS-52子系列则有3个16位定时/计数器，而MCS-48只有一个8位定时/计数器；MCS-51在内部RAM中开设了四个通用工作寄存器区，共32个通用寄存器，以适应多种中断或子程序嵌套的要求。而MCS-48的内部RAM中只有

27、两个通用工作寄存器区，每个寄存器区包含8个8位寄存器。5.2.3 AT89S52单片机的硬件原理 如图5-2所示，图为单片机的基本外围电路。20管脚接地，40管脚接+5V电源，为单片机工作提供电源。18及19管脚接晶振，为单片机提供时钟信号，晶振为11.0592MHz。晶振的振荡频率越高，系统的时钟频率越高，单片机工作的速度也越高。对于液晶显示电路的设计，需要单片机有较高的工作效率，所以选择比较高频率的晶振，从而提高液晶屏幕的刷新速率，获得更加连贯、流畅的图像显示。根据需要还可以加上复位电路，复位是单片机的初始化操作。或者当单片机程序运行出错导致死锁状态的时候，为摆脱困境，也需要按复位键以重新

28、启。 图5-2 AT89S52单片机基本外围电路单片机最小系统复位、晶振电路简介：1、复位电路的设计 复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态，并从这一状态开始工作。（1）单片机常见的复位电路 通常单片机复位电路有两种：上电复位电路，按键复位电路6。上电复位电路：上电复位是单片机上电时复位操作，保证单片机上电后立即进入规定的复位状态。它利用的是电容充电的原理来实现的。按键复位电路：它不仅具有上电复位电路的功能，同时它的操作比上电复位电路的操作要简单的多。如果要实现复位的话，只要按下RESET键即可。在此设计中，采用的按键复位电路。按键复位电路如图5-3所示。 图5-3

29、复位电路（2）复位电路工作原理 上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电瞬间RESET引脚获得高电平，随着电容的充电，RERST引脚的高电平将逐渐下降，RERST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。上电与按键均有效的复位电路不仅在上电时可以自动复位，而且在单片机运行期间，利用按键也可以完成复位操作6。2、晶振电路的设计 晶振电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地工作。 通常在引脚XTALl和XT

30、AL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，如图5-4所示。可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体，补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。 图5-4 时钟振荡电路5.3 时钟电路DS13025.3.1 DS1302芯片介绍 低功耗时钟芯片DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析以及对异常数据出现的原因的查找有重要意义。 采用DS1302作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，

31、时间记录准确，既避免了连续记录的大工作量，又避免了定时记录的盲目性，给连续长时间的测量、控制系统的正常运行及检查带来了很大的方便，可广泛应用于长时间连续的测控系统中。在测量控制系统中，特别是长时间无人职守的测控系统中，经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间。记录及分析这些特殊意义的数据，对测控系统的性能分析及正常运行具有重要的意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且某些测控系统可能不允许。而在系统中采用DS

32、1302则能很好地解决这个问题。(1) DS1302的性能特性 实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数； 用于高速数据暂存的318位RAM； 最少引脚的串行I/O； 2.55.5V电压工作范围； 2.5V时耗电小于300nA； 用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式； 简单的3线接口； 可选的慢速充电（至VCC1）的能力。 DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM，它经过一个简单的串行接口与微处理器通信，实时时钟/日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。对于小于31天的月和月末的日期自动进行调整，还包括闰年校正的功能。时

33、钟的运行可以采用24h或带AM（上午）/PM（下午）的12h格式。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302有主电源/后备电源双电源引脚：VCC1 在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电池备份；VCC2在双电源系统中提供主电源，在这种运用方式中，VCC1 连接到备份电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由VCC1或VCC2中较大者供电。当VCC2大于VCC1+0.2V时，VCC2给DS1302供电；当VCC2小于VCC1时，DS1302由VCC1供电。(2) DS1302数据操作原理 DS1

34、302在任何数据传送时必须先初始化，把RST脚置为高电平，然后把8位地址和命令字装入移位寄存器，数据在SCLK的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，把命令字节装入移位寄存器之后，在之后的时钟周期，在读操作时输出数据，在写操作时写入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8（8位地址加8位数据）；在多字节方式下为8加字节数，最大可达248字节数。 图5-5 DS1302管脚图 如果在传送过程中置RST为低电平，则会终止本次数据传送，并且I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VCC2.5V之前，RST脚必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。DS1302的管脚图如图5-5所

35、示，表5-2为各引脚的功能。表5-2 DS1302引脚功能表引脚号引脚名称功能1VCC2主电源2，3X1，X2振荡源，外接32768HZ晶振4GND地线5RST复位/片选线6I/O串行数据输入/输出端（双向）7SCLK串行数据输入端8VCC1后备电源 DS1302的控制字如表5-3所示。控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1；如果它为逻辑0，则不能把数据写入到DS1302中。位6如果为0，则表示存取日历时钟数据；为1表示存取RAM数据。位51（A4A0）指示操作单元的地址。最低有效位（位0）如为0，表示要进行写操作；为1表示进行读操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出。7 6 5 4 3

36、2 1 01RAM CKA4A3A2A1A0RAM K 表5-3 控制字节的含义 控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最到位。数据读写时序如图5-6、5-7所示。 图5-6单字节读时序 图5-7单字节写时序 DS1302内部共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式，其日历、时间寄存器及其控制字见表5-4，其中奇数为读操作，偶数为写操作。表5-4 DS130

37、2的日历、时钟寄存器及其控制字寄存器名命令字取值范围各位内容写操作读操作76543210秒寄存器80H81H00-59CH10SECSEC分钟寄存器82H83H00-59010MINMIN小时寄存器84H85H12或00-2312/24010APHRHR日期寄存器86H87H01-28,29,30,310010DATEDATE月份寄存器88H89H01-12000IOMMONTH周日寄存器8AH8BH01-0700000DAY年份寄存器8CH8DH00-9910YEARYEAR 时钟暂停：秒寄存器的位7定义位时钟暂停位。当它为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式。通常在对DS130

38、2进行写操作时（如进入时钟调整程序），停止振荡。当它为0时，时钟将开始启动。 AM-PM/12-24小时方式：小时寄存器的位7定义为12或24小时方式选择位。它为高电平时，选择12小时方式。在此方式下，位5是AM/PM位，此位是高电平时表示PM，低电平表示AM，在24小时方式下，位5为第二个10小时位（2023h）。5.3.2 DS1302 的应用 实时时钟芯片DS1302采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，也可以关闭充电功能，芯片采用32768Hz晶振。要特别说明的是，备用电源BT可以用电池或超级电容（10万F以上）。虽然DS1302在主电源掉电后耗电很小，但如果要长时间

39、保证时钟正常，最好选用小型充电电池。如果断电时间较短（几小时或几天），可以用漏电较小的普通电解电容代替（100F就可以保证1小时的正常走时）。DS1302在第一次加电后，需进行初始化操作。初始化后就可以按正常方法调整时间。DS1302的时钟电路如图5-8所示。 图5-8 DS1302时钟电路5.4 温度采集电路DS18B02 数字温度传感器DS18B20是由Dalles半导体公司生产的，它具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样（如图5-9），适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 图5-9 DS18B20的两种封装5.4.1 DS18B20的主要特性 适应电压范围更宽，电压范围：3.

40、05.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电12。 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯12。 DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温12。 DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内12。 温范围55125，在-10+85时精度为0.512。 可编程的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温12。 在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位

41、分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快12。 测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力12。 负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作12。5.4.2 DS18B20的电路连接 DS18B20的供电方式有两种：寄生电源供电方式和外部电源供电方式。本设计采用外部电源供电方式（如图5-10），DS18B20工作电源由VCC引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度。外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较

42、简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。 图5-10 DS18B20引脚接线 引脚说明：GND为接地引脚；DQ为数据输入输出脚。用于单线操作，漏极开路；VCC接电源正。 5.5 调时按键设计 实现键盘控制的方法有多种，它可以用FPGA来进行控制，也可以用单片机来进行控制。在本系统中，我们采用了单片机来进行控制，因为单片机可以很好的解决键抖动。 由若干个按键组成一个键盘，其电路结构可分为独立式键盘和矩阵式键盘两种。 独立式键盘每个键单独占用一根I/O口线，每根I/O口线上的按键工作状态不会影响其他I/O口线上的状态，矩阵式键盘按键排列为行列式矩阵结构，也称行列式键盘结构。4行4列共16个键，

43、只占用8根I/O口线，键数目较多，可节省口线。本设计采用的是独立式键盘。键盘的工作方式可分为编程控制方式和中断控制方式。CPU在一个工作周期内，利用完成其他任务的空余时间，调用键盘扫描子程序，经程序查询，若无键操作，则返回；若有键操作，则进而判断是哪个键，并执行相应的键处理程序。这种方式为编程扫描方式。由于单片机在正常应用过程中，可能会经常进行键操作，因而编程控制方式使CPU经常处于工作状态， 在进行本次设计中，只涉及到了设置、上调、下调三个功能。因此采用独立式键盘。如图5-11所示。 图5-11 按键设计5.6 显示模块的设计 在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通用器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是