基于AT89S52單片機(jī)的多功能電子萬年歷

DS1302的寄存器

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，其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表2。

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)。

時(shí)鐘模塊實(shí)現(xiàn)功能

該模塊為系統(tǒng)提供精準(zhǔn)的秒、分、時(shí)、日、月、年等實(shí)時(shí)時(shí)間信息，星期則由編程計(jì)算得到。

溫度采集模塊

溫度采集模塊設(shè)計(jì)

如圖5所示。采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，它具有測(cè)量精度高，電路連接簡單特點(diǎn)，此類傳感器僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用P1.7與DS18B20的I/O口連接加一個(gè)上拉電阻，Vcc1接電源，Vcc2接地。

DS18B20的測(cè)溫原理

低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將-55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(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)減法計(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，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(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。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值。

顯示模塊的設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)采用的是LED動(dòng)態(tài)顯示方式，由于PROTEUS內(nèi)沒有LED，故用LCD代替LED進(jìn)行仿真，與主控制芯片AT89C52相連。如圖6所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

主程序流程框圖

Keil C與Proteus的聯(lián)調(diào)與測(cè)試結(jié)果

Proteus7.6是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路(如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件等)，使用Proteus7.6和Keil C可以像使用仿真器一樣調(diào)試程序。

Proteus的工作過程

運(yùn)行Proteus的ISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面如圖8所示。在工作前，要設(shè)置view菜單下的捕捉對(duì)齊和system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過工具欄中的p(從庫中選擇元件命令)命令，在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置、元件參數(shù)設(shè)置、元器件間連線、編寫程序;在source菜單的Define code generation tools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目;在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序;通過debug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。

圖8 Proteus的啟動(dòng)界面

Proteus軟件所提供的調(diào)試手段

Proteus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)。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試，Proteus提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。

軟件和硬件結(jié)合的應(yīng)用系統(tǒng)

軟件和硬件的結(jié)合，就是一個(gè)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)了。在這一階段，硬件電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)不是最為關(guān)鍵的了，而軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行才是實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。因此可以以建議性的意見給出具體的硬件電路，并提出該電路所需要完成的具體工作，進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試。