1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、摘要··························

2、3;····································&#

3、183;·········2</p><p>　　二、設計任務.······················

4、;····································

5、83;·········4</p><p>　　三、總體方案設計與論證·····················&#

6、183;····································

7、·4</p><p>　　1、液晶顯示模塊······························&#

8、183;······························4</p><p>　　2、實時時間計算模塊&#

9、183;····································

10、····················5</p><p>　　3、實時環(huán)境溫度采集模塊··········

11、3;····································&#

12、183;·····5</p><p>　　4、報警模塊··························

13、····································6<

14、;/p><p>　　5、設置模塊································&#

15、183;·····························6</p><p>　　四、總體方案組成框圖·&#

16、183;····································

17、····················7</p><p>　　五、系統(tǒng)硬件設計···········&#

18、183;····································

19、·············8</p><p>　　1、LCD顯示模塊··················&

20、#183;····································

21、;···8</p><p>　　2、實時時間計算模塊····························

22、;··························12</p><p>　　3、實時環(huán)境溫度檢測模塊····&#

23、183;····································

24、········16</p><p>　　4、報警模塊·······················

25、83;····································&

26、#183;21</p><p>　　5、設置模塊······························

27、3;······························22</p><p>　　六、系統(tǒng)軟件設計·

28、;····································

29、83;······················23</p><p>　　七、系統(tǒng)硬件電路設計········&#

30、183;····································

31、···········24</p><p>　　八、系統(tǒng)硬件PROTEUS仿真原理圖··················

32、83;·························25</p><p>　　九、系統(tǒng)硬件仿真運行情況圖·····

33、;····································

34、83;········26</p><p>　　1、顯示歡迎界面······················

35、3;··································26</p>

36、<p>　　2、顯示實時時間·································

37、83;························26</p><p>　　3、顯示當前溫度······

38、3;····································&#

39、183;··············27</p><p>　　4、時間設置·················

40、;····································

41、83;········27</p><p>　　5、最高報警溫度設置······················&#

42、183;·······························28</p><p>　　6、鬧鐘時

43、間設置····································&

44、#183;·····················28</p><p>　　7、超溫··········

45、····································

46、3;···················29</p><p>　　8、鬧鐘時間到············

47、····································

48、3;···········29</p><p>　　附錄一：實物圖····················

49、····································

50、3;·····30</p><p>　　附錄二：PCB圖··························

51、;····································32&

52、lt;/p><p>　　附錄三：源程序代碼·······························

53、83;···························33</p><p>　　附錄四：參考文獻···

54、3;····································&#

55、183;···················62</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　單片機就是微控制器，是面向應用對象設計、突出控制功能的芯片。

56、單片機接上晶振、復位電路和相應的接口電路，裝載軟件后就可以構(gòu)成單片機應用系統(tǒng)。將它嵌入到形形色色的應用系統(tǒng)中，就構(gòu)成了眾多產(chǎn)品、設備的智能化核心。本設計就是應用單片機強大的控制功能制作而成的電子萬年歷，該電子萬年歷包括三大功能：實時顯示年、月、日、時、分、秒；實時監(jiān)測環(huán)境溫度（可根據(jù)需要啟動高溫報警功能）；電子鬧鐘。M bn</p><p>　　本設計采用的是AT89S52單片機，該單片機采用的MCU51內(nèi)核，因

57、此具有很好的兼容性，內(nèi)部帶有8KB的ROM，能夠存儲大量的程序，最突出特點是具有ISP在系統(tǒng)燒寫功能，使得燒寫程序更加方便。</p><p>　　計時芯片采用DALLAS公司的涓細充電時鐘芯片DS1302，該芯片通過簡單的串行通信與單片機進行通信，時鐘/日歷電路能夠?qū)崟r提供年、月、日、時分、秒信息，采用雙電源供電，當外部電源掉電時能夠利用后備電池準確計時。</p><p>　　溫度檢測采用

58、DALLAS公司的數(shù)字化溫度傳感器，該芯片采用的是獨特的“一線總線”的方式與單片機進行通信，一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，是用戶可以輕松的組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新的概念。實時溫度采用一線總線的方式傳輸大大的提高了信號的抗干擾性，分辨率可通過軟件設置，其小巧的體積為各種環(huán)境下測量溫度提供了方便。</p><p>　　顯示器件采用通用型1602液晶，可顯示32個字符，如果使用數(shù)碼管來做顯示器件需消耗大量

59、的系統(tǒng)資源，因此采用低功耗的1602液晶，該液晶顯示方便，功能強大，完全能滿足數(shù)字萬年歷的顯示要求。</p><p>　　通過此次設計能夠更加牢固的掌握單片機的應用技術，增強動手能力、硬件設計能力以及軟件設計能力。</p><p><b>　　設計任務</b></p><p>　　1、設計任務：利用單片機、時鐘芯片DS1302、溫度傳感器DS1

60、8B20、1602液晶等實現(xiàn)日期、時間、溫度的顯示即一個簡單的萬年歷。</p><p><b>　　2、設計要求</b></p><p>　　（1）通過DS1302能夠準確的計時，時間可調(diào)并在液晶上顯示出來。</p><p>　?。?）通過DS18B20能夠?qū)崟r、準確的檢測當前環(huán)境溫度。</p><p>　?。?）利用單

61、片機自身功能實現(xiàn)鬧鐘。</p><p><b>　　總體方案論證與設計</b></p><p>　　本系統(tǒng)以AT89S52單片機為控制核心，通過與DS1302和DS18B20通信獲取實時時間和實時環(huán)境溫度，并將得到的數(shù)據(jù)通過1602液晶顯示出來，同時通過相應的按鍵調(diào)整相應的值。因此本設計可分為一下模塊：顯示模塊、實時時間計算模塊、實時環(huán)境溫度采集模塊、報警模塊、設置模

62、塊（時間設置模塊、最高溫度設置模塊、鬧鐘設置模塊）。下面對各個模塊逐一進行論證分析：</p><p><b>　　液晶顯示模塊</b></p><p>　　方案（1）:數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管的特性組合而成數(shù)字顯示器件，通過控制相應的二極管的狀態(tài)顯示相應的數(shù)字。要使數(shù)碼管正常顯示就得有驅(qū)動電路驅(qū)動相應的段碼，數(shù)碼管的現(xiàn)實方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示方式只適合顯

63、示單個的數(shù)字，因此本設計應采用動態(tài)顯示方式。由于動態(tài)顯示方式利用的是人眼視覺暫留的特性，掃描的時間應不大于20毫秒，占用系統(tǒng)資源大，而且顯示的個數(shù)和字型有限，在本設計中不易采用。</p><p>　　方案（2）：1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊 它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔，每行之

64、間也有也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。1602的驅(qū)動電路帶有11條指令，可以很方便的控制液晶的現(xiàn)實效果如：清屏、左移右移、光標顯示。而且1602顯示的字符在下一條指令為到來之前不會改變，也就是能夠維持顯示的字符，1602液晶占用的系統(tǒng)資源也少。</p><p>　　綜合比較上述兩種方案，應采用1602液晶組成本設計的顯示模塊。</p><p><b>　　實時時間計算模塊

65、</b></p><p>　　方案（1）：AT89S52單片機內(nèi)部帶有定時/計數(shù)功能，此定時功能是通過對外部晶振的脈沖進行計數(shù)，從而達到計時功能，只要使用11.0592的晶振就能實現(xiàn)零誤差的計時，因此可以利用此功能實現(xiàn)計時，但因為只有單一的計時功能要實現(xiàn)“萬年歷”的功能需要較復雜的程序，而且如果單片機掉電無法繼續(xù)進行計時，所以使用不便。</p><p>　　方案（2）：DS13

66、02是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。利用單片機強大的控制功能就可實現(xiàn)

67、實時計時的功能，而且消耗的系統(tǒng)資源少，程序簡單。</p><p>　　綜合上述兩種方案，宜采用方案(2)實現(xiàn)實時計時功能。</p><p>　　3、實時環(huán)境溫度采集模塊</p><p>　　方案（1）：熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化．</p><p>　　通過一定的

68、電路可以將周圍環(huán)境的溫度變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化，通過AD轉(zhuǎn)化器件將信號傳輸給單片機進行分析，從而測出當前環(huán)境溫度，但誤差大，不穩(wěn)定，對環(huán)境要求較高。</p><p>　　方案（2）：DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器，采用單總線的接口方式與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊。 單總線具有經(jīng)濟性好，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點，

69、使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。測量溫度范圍寬，測量精度高 ，在使用中不需要任何外圍元件，支持多點組網(wǎng)功能 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實現(xiàn)多點測溫，供電方式靈活 DS18B20 可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此，當數(shù)據(jù)線上的時序滿足一定的要求時，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。因此非常適合本系統(tǒng)使用。</p><p>　　綜上比較上

70、述兩種方案，宜采用方案（2）構(gòu)成本設計的實時溫度采集模塊。</p><p><b>　　4、報警模塊</b></p><p>　　此模塊采用無源蜂鳴器實現(xiàn)，只要編寫相應的程序即可實現(xiàn)發(fā)出不同頻率的聲音。</p><p><b>　　5、設置模塊</b></p><p>　　因設置模塊只需編寫相應的程

71、序外加相應的按鍵即可實現(xiàn)，實現(xiàn)方法較簡單，在此不再論述。</p><p><b>　　總體方案組成框圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　1、LCD顯示模塊設計</p><p>　?。?）1602液晶功耗較小可直接與單片機接口相接，電源直接與電源電路相接，

72、使用單片機的P0口和P1口與1602進行通信。</p><p>　?。?）1602相應功能特性介紹</p><p>　　+5V電壓，對比度可調(diào)</p><p><b>　　內(nèi)含復位電路</b></p><p>　　提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能</p><p>

73、　　有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM</p><p>　　內(nèi)建有160個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM</p><p>　　8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM</p><p>　?。?）1602引腳介紹</p><p>　?。?）1602液晶11條指令介紹</p><p><b>　　

74、1.清屏指令 </b></p><p>　　功能：<1> 清除液晶顯示器，即將DDRAM的內(nèi)容全部填入“空白”的字符碼20H; <2> 光標歸位，即將光標撤回液晶顯示屏的左上方; <3>將地址計數(shù)器(AC)的值設為0；</p><p><b>　　2.光標歸位指令 </b></p><p>　

75、　功能：<1> 把光標撤回到顯示器的左上方; <2> 把地址計數(shù)器(AC)的值設置為0; <3> 保持DDRAM的內(nèi)容不變 ；</p><p>　　3.輸入模式設置指令 </p><p>　　功能：設定每次寫入1位數(shù)據(jù)后光標的移位方向，并且設定每次寫入的一個字符是否</p><p><b>　　移動。</b&g

76、t;</p><p>　　參數(shù)設定的情況如下所示： 位名              設置 I/D            0=寫入新數(shù)據(jù)后光標左移

77、0;     1=寫入新數(shù)據(jù)后光標右移 S                0=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏不移動 1=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個字 </p><p>　　4.顯示開關控制指令</p

78、><p>　　功能：控制顯示器開/關、光標顯示/關閉以及光標是否閃爍。參數(shù)設定的情況如下： 位名              設置 D            

79、    0=顯示功能關           1=顯示功能開 C                0=無光標   

80、;                1=有光標 B                0=光標不閃爍   

81、;            1=光標閃爍 </p><p>　　5.設定顯示屏或光標移動方向指令</p><p>　　功能：使光標移位或使整個顯示屏幕移位。參數(shù)設定的情況如下： S/C        &

82、#160;     R/L                設定情況 0             &

83、#160;   0          光標左移1格，且AC值減1 0                 1    

84、60;     光標右移1格，且AC值加1 1                 0          顯示器上字符全部左移一格，

85、但光標不動 1                 1          顯示器上字符全部右移一格，但光標不動 </p><p>　　6.功能設定指令 （非常

86、重要的指令）</p><p>　　功能：設定數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。參數(shù)設定的情況如下： 位名              設置 DL          

87、0;                  0=數(shù)據(jù)總線為4位 1=數(shù)據(jù)總線為8位 N               

88、;                0=顯示1行 1=顯示2行 F                

89、;                0=5×7點陣/每字符  1=5×10點陣/每字符 </p><p>　　7.設定CGRAM地址指令 </p><p>　　功能：設定下一個要存入數(shù)據(jù)的CGR

90、AM的地址。</p><p>　　8.設定DDRAM地址指令 </p><p>　　功能：設定下一個要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址。</p><p>　　9.讀取忙信號或AC地址指令 </p><p>　　功能：<1> 讀取忙碌信號BF的內(nèi)容，BF=1表示液晶顯示器忙，暫時無法接收單片機</p><p>　　

91、送來的數(shù)據(jù)或指令; 當BF=0時，液晶顯示器可以接收單片機送來的數(shù)據(jù)或指令; <2> 讀取地址計數(shù)器(AC)的內(nèi)容。 </p><p>　　10.數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM指令 </p><p>　　功能：<1> 將字符碼寫入DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應的字符;</p><p>　　<2> 將用戶自己設計的圖形存入

92、CGRAM。 </p><p>　　11.從CGRAM或DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令 </p><p>　　功能：讀取DDRAM或CGRAM中的內(nèi)容。 基本操作時序： 讀狀態(tài)           輸入：RS=L，RW=H，E=H     &

93、#160;輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字 寫指令           輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 輸出：無 讀數(shù)據(jù)           輸入：RS=H，RW=H，E=H  

94、60;   輸出：DB0～DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)           輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 </p><p>　　(5)、1602液晶與單片機接口電路</p><p>　　2、時間計算模塊設計</p&g

95、t;<p>　　DS1302通過三根口線實現(xiàn)與單片機的通信，因DS1302功耗很小，即使電源掉電后通過3V的紐扣電池仍能維持DS1302精確走時。</p><p>　　DS1302特性介紹</p><p>　　DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的

96、時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。</p><p>　　DS1302引腳介紹</p><p><b>　　各引腳的功能為：</b></p>&

97、lt;p>　　8 、Vcc1：備用電池端；</p><p>　　1、Vcc2：5V電源。當Vcc2>Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電，當Vcc2< Vcc1時，由Vcc1向DS1302供電。</p><p>　　7、 SCLK：串行時鐘，輸入；  </p><p>　　6、I/O：數(shù)據(jù)輸入輸出口；</p>

98、<p>　　5、CE/RST：復位腳</p><p>　　2 3、X1、X2 是外接晶振腳 （32.768KHZ的晶振）</p><p><b>　　4、地（GND）</b></p><p>　?。?）DS1302有關日歷、時間的寄存器 </p><p>　　寄存器的說明如下：1、秒寄存器（81h、80h

99、）的位7定義為時鐘暫停標志（CH）。當初始上電時該位置為1，</p><p>　　時鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；只有將秒寄存器的該位置改寫為0時，時鐘才能開</p><p>　　始運行。2、小時寄存器（85h、84h）的位7用于定義DS1302是運行于12小時模式還是24小時模式。當為</p><p>　　高時，選擇12小時模式。在12小時模式時，位

100、5是 ，當為1時，表示PM。在24小時模式時，</p><p>　　位5是第二個10小時位3、控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是寫保護位（WP），其它7位均置為0。在對任何的時鐘和</p><p>　　RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當WP位為1時，寫保護位防止對任一寄存器的寫操作。</p><p>　　也就是說在電路上電的初始態(tài)WP是1，這時是不能改寫上面

101、任何一個時間寄存器的，</p><p>　　只有首先將WP改寫為0，才能進行其它寄存器的寫操作。 </p><p>　?。?）DS1302控制字介紹</p><p>　　控制字的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。</p><p>　　位6：如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；&

102、lt;/p><p>　　位5至位1（A4～A0）：指示操作單元的地址；</p><p>　　位0（最低有效位）：如為0，表示要進行寫操作，為1表示進行讀操作。</p><p><b>　　讀數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　讀數(shù)據(jù)時在緊跟8位的控制字指令后的下一個SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，</p&

103、gt;<p>　　讀出的數(shù)據(jù)是從最低位到最高位。</p><p><b>　　寫數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，</p><p>　　數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入也是從最低位（0位）開始。</p><p>　　位0（最低有

104、效位）：為1表示進行讀操作。 如為0，表示要進行寫操作，</p><p>　　控制字后 SCLK 下降沿 讀數(shù)據(jù) SCLK上升沿寫數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）DS1302單字節(jié)讀寫時序介紹</p><p>　　DS1302的數(shù)據(jù)讀寫是通過I/O串行進行的。當進行一次讀寫操作時最少得讀寫兩個字節(jié)，第一個字節(jié)是控制字節(jié)，就是一個命令，告訴DS1302是讀還是寫

105、操作，是對RAM還是對CLOK寄存器操作，以及操作的址。第二個字節(jié)就是要讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)了。我們先看</p><p>　　單字節(jié)寫：在進行操作之前先得將CE（也可說是RST）置高電平，然后單片機將控制字的位0放到I/O上，當I/O的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，將SCLK置高電平，DS1302檢測到SCLK的上升沿后就將I/O上的數(shù)據(jù)讀取，然后單片機將SCLK置為低電平，再將控制字的位1放到I/O上，如此反復，將一個字節(jié)控制字的8個位

106、傳給DS1302。接下來就是傳一個字節(jié)的數(shù)據(jù)給DS1302，當傳完數(shù)據(jù)后，單片機將CE置為低電平，操作結(jié)束。</p><p>　　單字節(jié)讀操作的一開始寫控制字的過程和上面的單字節(jié)寫操作是一樣，但是單字節(jié)讀操作在寫控制字的最后一個位，SCLK還在高電平時，DS1302就將數(shù)據(jù)放到I/O上，單片機將SCLK置為低電平后數(shù)據(jù)鎖存，</p><p>　　單機機就可以讀取I/O上的數(shù)據(jù)。如此反復，將

107、一個字節(jié)的數(shù)據(jù)讀入單片機。</p><p>　　讀與寫操作的不同就在于，寫操作是在SCLK低電平時單片機將數(shù)據(jù)放到IO上，當SCLK上升沿時，DS1302讀取。而讀操作是在SCLK高電平時DS1302放數(shù)據(jù)到IO上，將SCLK置為低電平后，單片機就可從IO上讀取數(shù)據(jù)。</p><p>　?。?）DS1302操作指令介紹</p><p><b>　　操作說明

108、：</b></p><p>　　1 首先要通過8EH將寫保護去掉，將日期，時間的初值寫時各個寄存器。2 然后就可以對80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH進行初值的寫入。同時也通過秒寄存器將位7的CH值改成0，這樣DS1302就開始走時運了。3 將寫保護寄存器再寫為80H，防止誤改寫寄存器的值。4 不斷讀取80H－8CH的值，將它們格式化后顯示到1602LCD液晶上</p&

109、gt;<p>　　(8)DS1302與單片機接口電路</p><p>　　3、實時環(huán)境溫度檢測模塊</p><p>　　DS18B20通過單總線實現(xiàn)與單片機的通信，每個DS18B20都有一個唯一的序列號，可以方便的實現(xiàn)組網(wǎng)檢測。</p><p><b>　　(1)單總線介紹</b></p><p>　　單總

110、線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換，控制都由這根線完成。</p><p>　　單總線通常要求外接一個約為 4.7K—10K 的上拉電阻，這樣，當總線閑置時其狀態(tài)為高電平。</p><p>　?。?） DS18B20特性介紹</p><p>　　DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件”，其具有獨特的優(yōu)點：</p><p>　?。?1

111、 ）采用單總線的接口方式 與微處理器連接時 僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 單總線具有經(jīng)濟性好，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。</p><p>　　測量溫度范圍寬，測量精度高 DS18B20 的測量范圍為 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ； 在 -10~+ 85°C 范圍內(nèi)，精度為 &

112、#177; 0.5°C 。</p><p>　　在使用中不需要任何外圍元件。</p><p>　　支持多點組網(wǎng)功能 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實現(xiàn)多點測溫。</p><p>　　供電方式靈活 DS18B20 可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此，當數(shù)據(jù)線上的時序滿足一定的要求時，可以不接外部電源，從而 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性

113、更高。</p><p>　　測量參數(shù)可配置 DS18B20 的測量分辨率可通過程序設定 9~12 位。</p><p>　　負壓特性 電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。</p><p>　　掉電保護功能 DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM ，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報警溫度的設定值。</p><p>　　D

114、S18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)，因此也就被設計者們所青睞。</p><p>　?。?） DS18B20管腳介紹</p><p>　　DS18B20的管腳排列</p><p>　　1 . GND為電源 地；</p><p>　　2. DQ為數(shù)字信號輸入／

115、輸出端；</p><p>　　3. VDD為外接供電電源輸入端，在寄生電源接線方式時接地； </p><p>　?。?） DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL 、配置寄存器。</p><p>　　光刻 ROM 中的

116、64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（地址： 28H ）是產(chǎn)品類型標號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，并且每個 DS18B20 的序列號都不相同，因此它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼；最后 8 位則是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1 ）。由于每一個 DS18B20 的 ROM 數(shù)據(jù)都各

117、不相同，因此微控制器就可以通過單總線對多個 DS18B20 進行尋址，從而實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。</p><p>　　DS18B20中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用16位二進制形式提供，形式表達，其中S為符號位。</p><p>　?。?） DS18B20溫度轉(zhuǎn)化示例</p><p>　　（6） DS18B20時序介紹</p>

118、<p>　　DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：</p><p>　　初始化→ROM操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。</p><p><b>　　其工作時序包括：</b></p><p><b>　　初始化時序</b></p><p><b>　　寫時序</b>

119、;</p><p><b>　　讀時序</b></p><p><b>　　初始化時序</b></p><p>　　主機首先發(fā)出一個480－960微秒的低電平脈沖，然后釋放總線變?yōu)楦唠娖?，并在隨后的480微秒時間內(nèi)對總線進行檢測，如果有低電平出現(xiàn)說明總線上有器件已做出應答。若無低電平出現(xiàn)一直都是高電平說明總線上無器件應答。

120、　　做為從器件的DS18B20在一上電后就一直在檢測總線上是否有480－960微秒的低電平出現(xiàn)，如果有，在總線轉(zhuǎn)為高電平后等待15－60微秒后將總線電平拉低60－240微秒做出響應存在脈沖，告訴主機本器件已做好準備。若沒有檢測到就一直在檢測等待。 </p><p>　　對DS18B20的寫和讀操作</p><p>　　接下來就是主機發(fā)出各種操作命令，但各種操作命令都是向DS18B20寫0

121、和寫1組成的命令字節(jié)，接收數(shù)據(jù)時也是從DS18B20讀取0或1的過程。因此首先要搞清主機是如何進行寫0、寫1、讀0和讀1的。</p><p>　　寫周期最少為60微秒，最長不超過120微秒。寫周期一開始做為主機先把總線拉低1微秒表示寫周期開始。隨后若主機想寫0，則繼續(xù)拉低電平最少60微秒直至寫周期結(jié)束，然后釋放總線為高電平。若主機想寫1，在一開始拉低總線電平1微秒后就釋放總線為高電平，一直到寫周期結(jié)束。而做為從機

122、的DS18B20則在檢測到總線被拉底后等待15微秒然后從15us到45us開始對總線采樣，在采樣期內(nèi)總線為高電平則為1，若采樣期內(nèi)總線為低電平則為0。</p><p>　　對于讀數(shù)據(jù)操作時序也分為讀0時序和讀1時序兩個過程。讀時序是從主機把單總線拉低之后，在1微秒之后就得釋放單總線為高電平，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在檢測到總線被拉低1微秒后，便開始送出數(shù)據(jù)，若是要送出0就把總線拉為低

123、電平直到讀周期結(jié)束。若要送出1則釋放總線為高電平。主機在一開始拉低總線1微秒后釋放總線，然后在包括前面的拉低總線電平1微秒在內(nèi)的15微秒時間內(nèi)完成對總線進行采樣檢測，采樣期內(nèi)總線為低電平則確認為0。采樣期內(nèi)總線為高電平則確認為1。完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成</p><p>　?。?） DS18B20操作步驟</p><p>　?。ǎ保┟看巫x寫前對 DS18B20 進行復位

124、初始化。復位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線</p><p>　　下拉 500us ，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 16us~60us 左右，然后發(fā)出</p><p>　　60us~240us 的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號后表示復位成功。</p><p>　　（２）發(fā)送一條 ROM 指令</p><p>　?。ǎ常┌l(fā)送存儲器指令

125、</p><p>　　（8） DS18B20與單片機的接口電路</p><p><b>　　4、報警模塊</b></p><p>　　報警模塊采用單片機輸出一定頻率的方波從而使蜂鳴器發(fā)出聲音</p><p>　　蜂鳴器與單片機的接口電路</p><p><b>　　5、設置模塊</

126、b></p><p>　　設置模塊采用四個按鍵與P1^4、P1^5、P1^6、P1^7</p><p>　　相接組成獨立按鍵，接口電路如下;</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設計</b></p><p>　　軟件設計是本設計的關鍵，軟件程序編寫的好壞直接影響著系統(tǒng)運行情況的良好。因本程序涉及的模塊較多，所以程序

127、編寫也采用模塊化設計，C語言具有編寫靈活、移植方便、便于模塊化設計的特點，所以本系統(tǒng)的軟件采用C51編寫。</p><p><b>　　程序框圖如下：</b></p><p><b>　　系統(tǒng)硬件電路設計</b></p><p>　　本設計硬件電路圖如下</p><p>　　系統(tǒng)硬件PROTEUS仿

128、真原理圖</p><p>　　系統(tǒng)硬件仿真運行情況圖</p><p><b>　　顯示歡迎界面</b></p><p><b>　　顯示實時時間</b></p><p><b>　　顯示當前溫度</b></p><p><b>　　時間設置&l

129、t;/b></p><p><b>　　最高報警溫度設置</b></p><p><b>　　鬧鐘時間設置</b></p><p><b>　　超 溫</b></p><p><b>　　鬧鐘時間到</b></p><p>

130、;<b>　　附錄一：實物圖</b></p><p><b>　　附錄二：PCB圖</b></p><p><b>　　附錄三：源程序代碼</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h

131、></p><p>　　unsigned char code displaywelcome[]={" Welcome To My Lcd Timer"};//歡迎界面</p><p>　　unsigned char code displaywish[]={" Happy Every Day ^_^"}; //歡迎界面</p>

132、;<p>　　unsigned char code overtemperature[]={"OVERTEMPERATURE!"};</p><p>　　unsigned char code digit[]={"0123456789"}; //數(shù)字代碼</p><p>　　unsigned char mode,TH，TL,TN

133、,TD,length,tempswitch,Maxtemp=40,amode,alarmmode,minutes,hours,</p><p>　　minutea,seconds,houra=12;</p><p>　　sbit SCLK=P1^0;//DS1302時鐘輸入</p><p>　　sbit DATE=P1^1;//DS1302數(shù)據(jù)輸入

134、</p><p>　　sbit REST=P1^2;//DS1302復位端口</p><p>　　sbit SET=P1^4;//DS1302設置模式選擇位</p><p>　　sbit ADD=P1^5;//增加</p><p>　　sbit RED=P1^6;//減小</p><p>　　sbit CAN

135、L=P1^7;</p><p>　　void delay1ms(int i)//1毫秒延時</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int j,k;</b></p><p>　　while(i--)</p><p>　　for(j=76;j>

136、1;j--);</p><p>　　for(k=29;k>1;k--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delaynus(unsigned char n) //延時若干微秒</p><p><b>　　{</b></p><

137、p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<n;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***********蜂鳴器模塊************/</p><p>　　sbit beep=P3^6;//位定義，定義P.6位fmp<

138、;/p><p>　　void dely500(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=250;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p>&

139、lt;p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void baojing(unsigned char n)</p><p><b>　　{</b>&l

140、t;/p><p>　　unsigned char x,i;</p><p>　　while(n--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<5;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>

141、;　　for(x=0;x<200;x++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　beep=~beep;</p><p>　　dely500();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

142、</p><p>　　for(i=0;i<3;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(x=0;x<200;x++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　beep=~beep;</p>&l

143、t;p>　　dely500();</p><p>　　dely500();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b

144、></p><p>　　/*******DS1302模塊*************/</p><p>　　void Write1302(unsigned char date)//向1302寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p>&l

145、t;p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DATE=date&0x01;</p><p>&l

146、t;b>　　SCLK=1;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p><b>　　date>>=1;</b></p><p&

147、gt;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void WriteSet1302(unsigned char cmd,unsigned char date) //根據(jù)相應的命令輸入相應的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p>&l

148、t;p><b>　　REST=0;</b></p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p><b>　　REST=1;</b></p><p>　　Write1302(cmd);</p><p>　　delaynus(5);</p>&l

149、t;p>　　Write1302(date);</p><p><b>　　SCLK=1;</b></p><p><b>　　REST=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned char Read1302(void)/

150、/讀取1302數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,date;</p><p>　　delaynus(2);</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b><

151、/p><p><b>　　date>>=1;</b></p><p>　　if(DATE==1)</p><p>　　date|=0x80;</p><p><b>　　SCLK=1;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><

152、;p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return date; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsign

153、ed char ReadSet1302(unsigned char cmd)//根據(jù)命令讀取1302相應的值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char date;</p><p><b>　　REST=0;</b></p><p><b>　

154、　SCLK=0;</b></p><p><b>　　REST=1;</b></p><p>　　Write1302(cmd);</p><p>　　delaynus(2);</p><p>　　date=Read1302();</p><p><b>　　SCLK=1;&l

155、t;/b></p><p><b>　　REST=0;</b></p><p>　　return date;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void IntDS1302(void) //DS1302初始化</p><p><b>

156、　　{</b></p><p>　　unsigned char flag;</p><p>　　flag= ReadSet1302(0x81);</p><p>　　if(flag&0x80){ //判斷時鐘芯片是否關閉</p><p>　　WriteSet1302(0x8E,0x00);

157、 //根據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入不保護指令 </p><p>　　WriteSet1302(0x80,((0/10)<<4|(0%10))); //根據(jù)寫秒寄存器命令字，寫入秒的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x82,((0/10)<<4|(0%10))); //根據(jù)寫分寄存器命令字，寫入分的初始值</p>

158、<p>　　WriteSet1302(0x84,((0/10)<<4|(0%10))); //根據(jù)寫小時寄存器命令字，寫入小時的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x86,((0/10)<<4|(0%10))); //根據(jù)寫日寄存器命令字，寫入日的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x88,((0/10)<&

159、lt;4|(0%10))); //根據(jù)寫月寄存器命令字，寫入月的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x8c,((10/10)<<4|(10%10))); //根據(jù)寫年寄存器命令字，寫入年的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x90,0xa5); //打開充電功能 選擇2K電阻充電方式</p>

160、<p>　　WriteSet1302(0x8E,0x80); //根據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入保護指令</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************液晶顯示模塊*****************/</p>

161、<p>　　sbit RS=P2^5;</p><p>　　sbit RW=P2^6;</p><p>　　sbit E=P2^7;</p><p>　　sbit BF=P0^7;</p><p><b>　　/*液晶忙檢測*/</b></p><p>　　bit BusyTest(

162、void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　bit result;</p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=1;</b></p><p><b>　　E=1;</b&g

163、t;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　result=BF;</p><p><b>　　_no

164、p_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p>　　return result;</p><p>&

165、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　/*寫指令*/</b></p><p>　　void Write_com(unsigned char command)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(BusyTest()!=0);<

166、;/p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_

167、nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　P0=command;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p&g

168、t;<b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();<

169、;/b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*寫地址*/</b></p><p>　　void Write_Address(unsigned char address)</p>

170、<p><b>　　{</b></p><p>　　Write_com(address|0x80);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　/*寫數(shù)據(jù)*/</b></p>

171、<p>　　void Write_Date(unsigned char date)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=1;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　E=0;&

172、lt;/b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　P0=date;</b></p>

173、<p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=1;</b></p><p><b>　　_no

174、p_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p>　　delay1ms(1);</p><p><

175、;b>　　}</b></p><p><b>　　/*初始化*/</b></p><p>　　void Lcd_Int(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Write_com(0x38);</p><p>　　delay1

176、ms(1);</p><p>　　Write_com(0x38);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_com(0x06);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_com(0x0c);</p><p>　　dela

177、y1ms(1);</p><p>　　Write_com(0x01);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void displaymainpart(void)//顯示液晶主要部分（不變化部分）</p><p><b>　　{</b></p><p&g

178、t;　　Write_Address(0x01);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_Date('D');</p><p>　　Write_Date('A');</p><p>　　Write_Date('T');</p><p>