51單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘

1、常熟理工學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)題目：51單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘姓 名：鄧才明_學(xué) 號(hào)：040111102_班 級(jí)：1601112_指導(dǎo)教師：_起止日期：_常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-2 -51單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘鄧才明常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，20130922摘要：本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一款具有日期、時(shí)間、星期和氣溫同步顯示功能的電子時(shí)鐘，并且能設(shè)置鬧鐘、轉(zhuǎn)換農(nóng)歷、顯示相關(guān)節(jié)日工作原理是主控 MC(AT89C52 讀取實(shí)時(shí) 時(shí)鐘芯片 DS12CR887 獲取時(shí)間信息，由全數(shù)字單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)溫度傳感器DS18B20讀取溫度信息，經(jīng) MCU 處理，送 LCD12864 顯示

2、；利用三線(xiàn)串口控制語(yǔ)音模塊WT-588D-20S 刖定時(shí)讀出時(shí)間和響應(yīng)鬧鈴。關(guān)鍵字：DS12CR887 DS18B20 WT-588D-20SS 12864 1 方案比較與論證當(dāng)下，日歷芯片很多，萬(wàn)年歷實(shí)現(xiàn)方案很多，我們根據(jù)自己實(shí)際情況，提出如下方案.1.1 時(shí)間部分：方案一、利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生秒信號(hào)，通過(guò)軟件處理得到時(shí)間信息，送LCD顯示.方案二、利用通用串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 產(chǎn)生時(shí)間信息，利用 MCU 賣(mài)取時(shí)間信 息，送 LCD 顯示.方案三、通過(guò)實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12CR88,獲取時(shí)間信息，經(jīng) MCI 處理，送 LCD 顯示. 方案一電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，但斷電后時(shí)間數(shù)

3、據(jù)完全消失，再次上電后需重新 設(shè)定，且由于電路本身缺陷和附加干擾較多，時(shí)間誤差較大 .方案二電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 時(shí)間精度較高，由于使用串行數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省MCU 資源，但 DS1302 無(wú)內(nèi)置電池，掉電后，數(shù)據(jù)丟失，重新上電后需對(duì)時(shí).方案三采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12CR88,其內(nèi) 部具有內(nèi)置鋰電池，在掉電的情況下可以正常工作 10 年以上，且?guī)в蟹且资?RAM 可以保證在掉電的情況下，用戶(hù)的定時(shí)信息不會(huì)丟失；帶有溫度補(bǔ)償，保證時(shí)間數(shù) 據(jù)的準(zhǔn)確.經(jīng)過(guò)綜合考慮，我們認(rèn)為方案三滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求.1.2 溫度部分由于只是測(cè)量氣溫，用數(shù)字溫度傳感器單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)DS18B20 即可滿(mǎn)足要求，該器件采用單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，且

4、數(shù)字傳輸，可以與 CPU 直接接口，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，可靠性 好.1.3 主控部分選用單片微控制器 AT89C52 作為主控.系統(tǒng)方案方框圖如圖 2.1 所示常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-3 -圖 1.1 系統(tǒng)方案2.方案實(shí)現(xiàn)2.1 器件簡(jiǎn)介(1) AT89C52AT89C52 是 ATMEL 公司生產(chǎn)的通用低功耗 8 位 CMO 微控器， 具有 8051 內(nèi)核和 8KB的可編程 Flash 程序存儲(chǔ)空間以及 256 字節(jié) RAM 有 32 個(gè)通用 10 口線(xiàn)和全雙工 串口，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針、兩個(gè) 16 位可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、8 個(gè) 2 級(jí)優(yōu)先級(jí)中斷源， 具有片內(nèi)時(shí)鐘電路，通過(guò)簡(jiǎn)單的外接器件

5、即可實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘電路(2) DS12CR887引腳結(jié)構(gòu)及其功能如圖 3.1.Vcc sawNCNCNCIRQRESETDSNCRMAS圖 2.1 DS12CR887 弓 I 腳結(jié)構(gòu)AD0-AD7 地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)NCNCADDAD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7GfJD常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-4 -NCMOT:空腳:總線(xiàn)模式選擇常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-5 -CS :片選信號(hào)AS :地址鎖存信號(hào)R/W :寫(xiě)信號(hào)（intel 總線(xiàn)模式下） DS :讀信號(hào)（in tel 總線(xiàn)模式下）RESET :復(fù)位信號(hào)IRQ :中斷請(qǐng)求輸岀VCC : +5V 電源 GND :電源地DS

6、12CR88 是美國(guó) DALLAS導(dǎo)體公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片.采用 24 引腳雙列 直插式的圭寸裝形式.芯片的晶體振蕩器、振蕩電路、充電電路和可充電鋰電池等一 起封裝在芯片內(nèi)部，組成一個(gè)加厚的集成電路模塊.電路通電時(shí)，其內(nèi)部充電電路 便自動(dòng)對(duì)其內(nèi)部電池充電.可保證時(shí)鐘數(shù)據(jù) 10 年內(nèi)不會(huì)丟失.DS12C887 內(nèi)部設(shè)有 方便的接口電路，接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，使其與各種微處理器的接口大大簡(jiǎn)化.使用時(shí)無(wú)需外圍電路元件，通過(guò)對(duì) MOT 引腳的電平控制，可以實(shí)現(xiàn)與不同的計(jì)算機(jī)總線(xiàn)連接.DS12C887 能夠自動(dòng)存取并更新當(dāng)前的時(shí)間，CPU 可通過(guò)讀取 DS12CR887 勺內(nèi) 部時(shí)標(biāo)寄存器得到當(dāng)前的時(shí)間和日歷

7、，也可通過(guò)選擇二進(jìn)制碼或BCD 碼初始化芯片的 10 個(gè)時(shí)標(biāo)寄存器.其中 114 字節(jié)的非易失性靜態(tài) RAM 可供用戶(hù)使用，可以在 控制器掉電的情況下，保存一些重要的數(shù)據(jù).DS12C887 的 4 個(gè)狀態(tài)寄存器用來(lái)控 制和指出DS12CR887 模塊當(dāng)前的工作狀態(tài)，除數(shù)據(jù)更新周期外，程序可隨時(shí)讀寫(xiě) 這 4 個(gè)寄存器.其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 3.2.DS18B20圖 2.2 DS12CR887 內(nèi)部結(jié)構(gòu)常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-6 -DS18B2Q 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，在其內(nèi) 部使用了在板（ON-B0ARD專(zhuān)利技術(shù).全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路僅集成在形

8、如三極 管的一個(gè)集成電路內(nèi).DS18B20 采用單總線(xiàn)接口方式，與微處理器連接時(shí)僅需要一 條總線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通訊；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B2C 可以并聯(lián)在一條總線(xiàn)上，即可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫；在使用中不需要任何外圍元 件測(cè)溫范圍為55C+ 125C，結(jié)果以 9 位數(shù)字量方式串行傳送.DS18B20 測(cè)溫 原理如圖 3.3 所示.圖 2.3 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信 號(hào)送給計(jì)數(shù)器1.高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào) 作為計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入.計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在-5

9、5E所對(duì)應(yīng)的一個(gè) 基數(shù)值.計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到 0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1 ,計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入， 計(jì)數(shù)器 1 重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)， 如此循 環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的 數(shù)值即為所測(cè)溫度.其內(nèi)部帶有非線(xiàn)性修正，確保溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.DS18B20的測(cè)溫分辨率為 0.5C以 9 位數(shù)據(jù)格式表示，其中最低有效位（LSB 由比較器 進(jìn)行 0.25C比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 中的余值轉(zhuǎn)化成溫度后低于 0.25C時(shí)，清除溫度 寄存器的最低位（LSB，當(dāng)計(jì)

10、數(shù)器 1 中的余值轉(zhuǎn)化成溫度后高于 0.25C,置 位溫度寄存器的最低位（LSB，DS18B20溫度數(shù)據(jù)格式如表 3.1 所示.bit?4bii 3Vic：Lit 1biiOLS2A2。2*2bit ISbit 14bit Hbit 12hit1Lbir L0bit9bitsMS ByteSsSSs2*表 2.1 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)格式DS18B2C 采用 12 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示溫度，分成兩個(gè)字節(jié)，低字節(jié)低四位為小數(shù) 位，低字節(jié)高四位和高字節(jié)低四位組成溫度信息的8 位整數(shù)位，其中第一位為符號(hào)位，為 0 表示溫度為正值，為 1 表示溫度為負(fù)值.當(dāng)溫度為負(fù)值時(shí)，數(shù)據(jù)采 用補(bǔ)碼存放.高字節(jié)高四

11、位無(wú)效，與符號(hào)位保持一致.溫度與數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 3.2 所示.常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-7 -TEMFEltATUKEDIGITAL OUTPUT(Biiiiiry)DIGITAL OVTPITCH)+125Xoooooiii noi oooo07D0110000 0101 0101 00000550h+25.0625C0000 0001 0001019lh于O.125C0000 0000 1010001000.4211+0.5C0000 0000 0000 woo00040C0000 0000 0000 0000OOOOliOFCmi mi mi loooFFFSh-lO.!2

12、5aC1J1I 111! 0101 1110FFFEh-25.0625C1111 11100110 1111EE6F11-55C11 I 1100 JOOJ 0000FC9011Ttw powepoa re&et value of rh renipeiamre regi$ti is +S? C表 2.2 部分溫度對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)WT588D-20SSWT588D 語(yǔ)音芯片是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫(xiě)的語(yǔ)音單片機(jī)芯片。WT588D 讓語(yǔ)音芯片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機(jī)電路，高度集成的單片機(jī)技術(shù)足于取代復(fù)雜的外圍控制電路。配套 WT588DVoiceChip 上位機(jī)操作軟件可隨意更換

13、WT588D語(yǔ)音單片機(jī)芯片的任何一種控制模式，把信息下載到SPI-Flash 上即可。軟件操作方式簡(jiǎn)潔易懂，撮合了語(yǔ)音組合技術(shù)，大大減少了語(yǔ)音編輯的時(shí)間。完全支持在線(xiàn)下載，即便是 WT588D 通電的情況下，一樣可以通 過(guò)下載器給關(guān)聯(lián)的 SPI-Flash 下載信息，給 WT588D 語(yǔ)音芯片電路復(fù)位一下，就 能更新到剛下載進(jìn)來(lái)的控制模式。 支持插入靜音模式，插入靜音不占用 SPI-Flash 內(nèi)存的容量，一個(gè)地址位可插入10ms25min 的靜音。三線(xiàn)串口控制模式和三線(xiàn)串口控制控制端口擴(kuò)展輸出模式之間可通過(guò)發(fā)碼切 換，三線(xiàn)串口控制模式下，能控制語(yǔ)音播放、停止、循環(huán)播放和音量大小，或者直 接觸

14、發(fā) 0219 地址位的任意語(yǔ)音，三線(xiàn)串口控制控制端口擴(kuò)展輸出可以擴(kuò)展輸出 8 位，在兩種模式下切換，能讓上一個(gè)模式的最后一種狀態(tài)保持著進(jìn)入下一個(gè)模式。P13P14P15P16VDD-SIMPOOP01P02P03VDDu;NCVS SPK PWM-VDD_SPKPWM+/DAC VSS/RESET10n 091N COD二P1711常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-8 -WT588D-20SS常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-9 -圖 2.4 WT588D-20SS 引腳2.2 硬件電路設(shè)計(jì)(1)電源部分LM2596 開(kāi)關(guān)電源芯片是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出 3A 的驅(qū)動(dòng)電

15、流，同時(shí)具有很好的線(xiàn)性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V,可調(diào)版本可以輸出小于 37V 的各種電壓。圖 2.5-LM2596 轉(zhuǎn)電壓源+5VAT89C52 最小系統(tǒng)電路圖 2.6AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路由震蕩電路，復(fù)位電路和單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng) .震蕩電路為單片機(jī)提供工 作時(shí)鐘，由石英晶體和補(bǔ)償電容構(gòu)成.由于語(yǔ)音部分需要 1200bps 波特率，石英晶 體選取11.0592MHz 保證波特率零誤差，補(bǔ)償電容選取 30pF 瓷片電容.復(fù)位電路 在上電時(shí)為單片機(jī)提供復(fù)位信號(hào)，由 10uF 電容和 10K 電阻構(gòu)成的 RC 充電電路構(gòu) 成，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)FeedEsek+VinL

16、iQmH1*C1PIP1 0go 20 0Pl 1iADiipnPI 2P1 3汕工GM*avnRIA-AAA/5VVCC13Itm4wc常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-10 -位上電瞬間，電源通過(guò)電阻R 為電容充電，在電阻上得到下降的指數(shù)充電電壓，由高電平經(jīng)過(guò)一段時(shí)間到達(dá)低電平，提供單片機(jī)需要的高脈沖復(fù)位常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-11 -信號(hào)電源部分電容為去耦電容.EA 拉高，MCU 上電后，從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始執(zhí) 行.圖 2.7DS12CR887 與 AT89C52 接 口電路DS12C887 的 AD0-AD7 為地址 數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)，與控制器地址 數(shù)據(jù)總線(xiàn)(P0 口)直

17、接連接，R2 為上拉電阻；MOT 為總線(xiàn)模式選擇引腳，接地選擇 INTEL 總線(xiàn)連接 方式；R/W 在 INTEL 總線(xiàn)模式下位寫(xiě)使能，接控制器讀信號(hào) WR(P3.6)端；DS 在 INTEL 總線(xiàn)模式下為讀使能信號(hào)，接控制器讀信號(hào)RD(P3.6)端；AS 為地址鎖存，接控制器地址鎖存信號(hào) ALE(30 腳)端；RST 接電源拉高,片選 CS 直接接地使能。WT588D-20SS 與 AT89C52 接 口電路設(shè)計(jì)圖 2.8 WT588D-20SS 與 AT89C52 接 口電路軟件設(shè)置：三線(xiàn)串口控制模式57 M2Fli BJJH帀T1TOXIusTCDAlE/fPS EH1LDTi/GVC0

18、0/HOLD7WPCLKGN?D1SPEAKERP13NCP14VS-SPKP15FWM-P16VDD-SPKVDD-SiMPWAIWAtPOOvssP01RESETP02C90P03CDDVDDP17C3I104R3300KI -*DS12CR887 與 AT89C52 接口電路設(shè)計(jì).21I】蜩丄NHHJ ；PIWT*525PXX1TO?201.7址R2 1-r 常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-12 -控制端口定義：P01 為 DATA P02 為 CS P03 為 CLK 由 MCI 發(fā)送信息對(duì) WT588D 進(jìn) 行控制。BUSY 俞出：P17 為 BUSY 亡信號(hào)輸出端，可從上位機(jī)

19、軟件端設(shè)置為播放狀態(tài)輸出為 高電平或低電平。高電平時(shí)電壓接近 VDD 供電電壓。用于接發(fā)光二極管做放音狀態(tài) 指示或忙信號(hào)判斷。_供電電壓：VDD=DC2.&5.5V, VCC=DC2.&3.6V。采用 DC3.3V 供電時(shí)，可以直接 短接VDD 跟 VCC 采用 DC5V 供電時(shí)，VDD 端接 5V, VCC 端需要從 VDD 端串接兩個(gè) 二極管以提供工作電壓。VDD1 為 MCI 工作電壓。如果 VDD1 跟 VDD 存在壓差，需要 在 MCU艮 WT588D-20SS 勺通信線(xiàn) DATA CS CLK 上串接電阻。音頻輸出：PW 輸出方式，直接接揚(yáng)聲器。此種輸出方式下，PW

20、M+PWM 均不能短接到地或者接電阻電容到地。LCD12864 與 AT89C52 接 口電路設(shè)計(jì)LCDYXD12$4A圖 2.9 LCD12864 與 AT89C52 接 口電路帶中文字庫(kù)的 128X64 是一種具有 4 位/8 位并行、2 線(xiàn)或 3 線(xiàn)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 128X64, 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 8X4 行 16X16 點(diǎn)陣的漢字.也可完成圖形顯

21、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(lèi)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。3.3 軟件設(shè)計(jì)寸曠,二空52亠亠r f5常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-13 -(1)功能分析根據(jù)課題要求，軟件應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)以下功能：1)驅(qū)動(dòng) LCD1602 顯示.常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-14 -2） 從 DS12C88 中讀取時(shí)間數(shù)據(jù)，并寫(xiě)入調(diào)時(shí)信息和鬧鐘信息3）掃描鍵盤(pán)， 實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，滿(mǎn)足用戶(hù)調(diào)時(shí)、定鬧的需求.4） 實(shí)現(xiàn)控制器與 DS18B2C 單總線(xiàn)接口，讀取溫度信息.（2）設(shè)計(jì)

22、流程本課題所有程序均由 C 語(yǔ)言編寫(xiě).開(kāi)發(fā)環(huán)境為 keil uvision4.1）主程序設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖所示常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-15 -主程序作用是當(dāng)系統(tǒng)上電后，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化（包括MCU 的串行通信設(shè)置和 LCD 的初始化）然后讀取時(shí)間信息和溫度信息，檢查是否需要更新時(shí)間緩 沖存儲(chǔ)區(qū)，如果系統(tǒng)處于正常顯示模式，則更新時(shí)間緩存區(qū)，并同步顯示，若系統(tǒng) 處于調(diào)整時(shí)間模式下，則停止對(duì)時(shí)間緩沖區(qū)的更新，顯示時(shí)間與時(shí)間緩存區(qū)同步， 當(dāng)退出調(diào)時(shí)模式時(shí)，更新到 DS12C887 勺時(shí)標(biāo)寄存器中.主程序還負(fù)責(zé)檢測(cè)當(dāng)前時(shí) 間是否為整點(diǎn)或等于設(shè)定報(bào)時(shí)時(shí)間，在整點(diǎn)或定時(shí)時(shí)間調(diào)用報(bào)時(shí)函數(shù)，

23、實(shí)現(xiàn)整點(diǎn) 報(bào)時(shí)和定時(shí)。2）DS12CR88 接口程序.DS12CR887 與控制器通過(guò)總線(xiàn)連接，主控器采取讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)器的方法讀取 時(shí)間信息和寫(xiě)入調(diào)時(shí)和定時(shí)信息.DS12CR887 的時(shí)標(biāo)寄存器地址為 0-13 字節(jié)，具 體分布如圖所示.常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-16 -圖 3.14 DS12CR887 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)其中 10-13 字節(jié)分別為寄存器 A-D.其中寄存器 C D 為只讀. 寄存器 A 機(jī)構(gòu)如圖所示：REGISTER AMSBLSBBIT 7SITEBITSBIT 4BIT 3BIT 2B(T 1BITOUIPDV2DV1DVO0RS2RS1RSO表 3.5 DS12C

24、R887 寄存器 A 結(jié)構(gòu)UIP 為更新標(biāo)志位，標(biāo)志芯片是否即將進(jìn)行更新.當(dāng) UIP 為 1 時(shí)，表明更新即 將開(kāi)始；為 0 時(shí)，表示在至少 244 卩 s 內(nèi)芯片不會(huì)進(jìn)行更新，此時(shí)可以通過(guò)讀寫(xiě)相 應(yīng)字節(jié)獲取時(shí)間信息和設(shè)置信息.UIP 位為只讀位且不受復(fù)位信號(hào)影響，通過(guò)把 B 寄存器中的 SET 位置 1將 UIP 位清零并禁止時(shí)間更新.DV0-DV2 用來(lái)開(kāi)關(guān)晶體振蕩 器和復(fù)位分頻器,本課題中不需設(shè)置.RS0-RS3 用于控制分頻器輸出， 設(shè)置成不同的 值可以在 SQV 引腳得到不同的分頻輸出或得到周期性的中斷（通過(guò)控制寄存器 B 實(shí)現(xiàn)）.由于本設(shè)計(jì)不涉及，具體設(shè)置值與對(duì)應(yīng)頻率請(qǐng)參考DS12

25、C887 技術(shù)文檔,不在列舉.寄存器 B 結(jié)構(gòu)如圖所示.REGISTER BMSBLSBBIT 7BITSSITSBIT 4BITSBIT 2arr iBITOSETPIEAJEUIESQWEDM24J12DSE表 3.6 DS12CR887 寄存器 B 結(jié)構(gòu)當(dāng) SET 位為 0 時(shí)，時(shí)間正常更新；當(dāng) SET 位置 1 時(shí)，停止更新，此時(shí)，MU（可 以對(duì) DS12C887 進(jìn)行初始化，該位不受復(fù)位信號(hào)影響.PIE 位為周期性中斷使能位，該位為常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-17 -1 時(shí)，周期性中斷使能；為 0 時(shí)禁止中斷.本課題中此位置 0.AIE 位為鬧鐘 中斷使能位本課題中由于沒(méi)有

26、使用中斷，該位置0.UIE 為更新完成中斷使能位，本設(shè)計(jì)中不考慮.SQW 為方波使能信號(hào)，本設(shè)計(jì)不予處理.DM 位為數(shù)據(jù)格式選擇位， 置1 時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式存放，清 0 后，數(shù)據(jù)以 BCD 碼格式存放.24/12 位為 時(shí)間格式設(shè)置位，該位為 1 時(shí)，時(shí)間為 24 小時(shí)格式，為 0 時(shí)，時(shí)間為 12 小時(shí)格 式，該位不受復(fù)位信號(hào)影響.DSE 為夏令時(shí)使能位，本設(shè)計(jì)不予考慮 寄存器 C 結(jié)構(gòu)如圖所示.REGISTER CMSBLSfiBITTBIT 6BrrsSIT 4BITSBIT 2er 1BfTOIRQFPFAFUF0D00表 3.7 DS12CR887 寄存器 C 結(jié)構(gòu)其中 4 個(gè)

27、有效位均為中斷標(biāo)志，本設(shè)計(jì)不予考慮，但當(dāng)初始化完成并禁止中斷時(shí), 應(yīng)將該寄存器讀取清 0.寄存器 D 結(jié)構(gòu)如圖所示REGISTER DMSBLS8SIT 7BITSBIT 4BIT 3BIT 2BIT1BrTOVRT00Q000a表 3.8 DS12CR887 寄存器 D 結(jié)構(gòu)VRT 位指示片內(nèi)鋰電池狀態(tài)，當(dāng)為 0 時(shí)，說(shuō)明內(nèi)部鋰電池耗盡，不能保證內(nèi)部 RAM 中數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)的正確性.該位只讀.3）DS18B20 接口程序設(shè)計(jì).DS18B2C 設(shè)置寄存器結(jié)構(gòu)如圖 3.9 所示常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-18 -FigureConfiguration Register6IT7 BIT

28、 6 BITS BrT4BIT 3BIT 2 BIT1 BITQ0R1RO11111表 3.9 DS18B20 設(shè)置寄存器結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置該寄存器中 R1、R0 的不同狀態(tài)，可以得到不同的溫度分辨率，分辨 率越高，轉(zhuǎn)換所需時(shí)間也越長(zhǎng)（見(jiàn)圖） .為簡(jiǎn)便起見(jiàn)， 本課題中采用系統(tǒng)復(fù)位后的默 認(rèn)值， 即 R1R0=11分辨率為 12 位數(shù)據(jù).其余位為傳感器內(nèi)部使用，不能進(jìn)行操作.R1R0RESOLITTION(BITS)MAX CONVERSION TIME00993.75ms(tcowS)0110187,5ms(WONV書(shū)1011375ms(SONV，2)1112750ms(TCONV)表 3.9 DS

29、18B20 控制寄存器 R0 R1 設(shè)置與分辨率對(duì)應(yīng)關(guān)系 由于DS18B2C 數(shù)據(jù)傳送采取單總線(xiàn)方式，所以對(duì)操作時(shí)序和操作步驟有著嚴(yán)格 的要求，任何不符合步驟的操作，都可能造成DS18B20 不響應(yīng).每次在對(duì) DS18B20進(jìn)行操作時(shí)，都要進(jìn)行初始化.初始化時(shí)序如圖所示：圖 3.15 DS18B20 初始化時(shí)序圖首先，控制器將總線(xiàn)拉低并保持 480 卩 s，釋放總線(xiàn)，等待 15-60 卩 s 后，如果 復(fù)位成功，DS18B2C 會(huì)將總線(xiàn)拉低，產(chǎn)生一個(gè) 60-240 卩 s 的低脈沖，控制器通過(guò)檢 測(cè)低脈沖信號(hào)確定復(fù)位是否成功.復(fù)位成功后，在上拉電阻的作用下，DS18B20 會(huì) 恢復(fù)到高電平靜止

30、狀態(tài).在靜止?fàn)顟B(tài)，總線(xiàn)在內(nèi)部上拉電阻作用下，保持高電平. 當(dāng)控制器進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，先將總線(xiàn)拉低 1 卩 s 以上，DS18B2C 回應(yīng)一個(gè)高電平應(yīng) 答信號(hào)，控制器檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)后，即可對(duì)總線(xiàn)進(jìn)行操作 .向 DS18B20 賣(mài)寫(xiě)一位數(shù)據(jù)時(shí)序如圖所示：1-WIRE BUSGNDMASTER T* RESET PULSE# minimum -DS1BB20waits 15-60.LINE TYPELEGtNDBUYmas lor pullinglowDS1AB20puling khv- Restsnw pulkip常熟理工電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)-19 -MASTER READ常常SLOTAUS

31、TEfi：READ 1 SLOTLIMETYPE LEGENDBm m*惱 puing towDStBB2O pulng taw Resrstor pullup圖 3.16 DS18B20 讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序圖寫(xiě)” 0”時(shí)，控制器將總線(xiàn)拉低 30 卩 s 以上即可，寫(xiě)” 1”時(shí)，控制器將總線(xiàn)拉低 15卩 s,然后釋放總線(xiàn).讀數(shù)據(jù)時(shí)，控制器將總線(xiàn)拉低 15 卩 s,然后釋放總線(xiàn)并讀取 總線(xiàn)上的數(shù)據(jù).4) LCD 顯示驅(qū)動(dòng)程序a.基本操作時(shí)序：讀狀態(tài)：輸入:RS=L,RW=H,E=H輸出:D0-D8=狀態(tài)字寫(xiě)指令：輸入:RS=L,RW=L,D0-D7 指令碼，E=高脈沖輸出：無(wú)讀數(shù)據(jù)：輸入:RS=H,RW=H,E=H輸出：D0-D7 數(shù)據(jù)寫(xiě) 數(shù) 據(jù) ： 輸 入 ： R S = H , R W