基于A(yíng)T89S52單片機的多功能電子萬(wàn)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)，存放的數據位為BCD碼形式，其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)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(xiě)除充電寄存器外的所有寄存器內容。DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類(lèi)：一類(lèi)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，其命令控制字為C0H~FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫(xiě)操作;另一類(lèi)為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的RAM的31個(gè)字節，命令控制字為FEH(寫(xiě))、FFH(讀)。

時(shí)鐘模塊實(shí)現功能

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

溫度采集模塊

溫度采集模塊設計

如圖5所示。采用數字式溫度傳感器DS18B20，它具有測量精度高，電路連接簡(jiǎn)單特點(diǎn)，此類(lèi)傳感器僅需要一條數據線(xiàn)進(jìn)行數據傳輸，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的測溫原理

低溫度系數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送給減法計數器1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入，當計數門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計數，進(jìn)而完成溫度測量。計數門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數振蕩器來(lái)決定，每次測量前，首先將-55℃所對應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度寄存器被預置在-55℃所對應的一個(gè)基數值。減法計數器1對低溫度系數晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計數器1的預置將重新被裝入，減法計數器1重新開(kāi)始對低溫度系數晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數，如此循環(huán)直到減法計數器2計數到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數值即為所測溫度。斜率累加器用于補償和修正測溫過(guò)程中的非線(xiàn)性，其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數門(mén)仍未關(guān)閉就重復上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值。

顯示模塊的設計

本次設計采用的是LED動(dòng)態(tài)顯示方式，由于PROTEUS內沒(méi)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。

系統的軟件設計

主程序流程框圖

Keil C與Proteus的聯(lián)調與測試結果

Proteus7.6是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，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(pán)，馬達，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試程序。

Proteus的工作過(guò)程

運行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，要設置view菜單下的捕捉對齊和system下的顏色、圖形界面大小等項目。通過(guò)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，放置元件并調整其相對位置、元件參數設置、元器件間連線(xiàn)、編寫(xiě)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、擴展名等項目;在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機硬件電路的對應程序;通過(guò)debug菜單的相應命令仿真程序和電路的運行情況。

圖8 Proteus的啟動(dòng)界面

Proteus軟件所提供的調試手段

Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。對于單片機硬件電路和軟件的調試，Proteus提供了兩種方法：一種是系統總體執行效果，一種是對軟件的分步調試以看具體的執行情況。

軟件和硬件結合的應用系統

軟件和硬件的結合，就是一個(gè)單片機的應用系統了。在這一階段，硬件電路的設計已經(jīng)不是最為關(guān)鍵的了，而軟件系統的設計、調試和運行才是實(shí)驗的主要內容。因此可以以建議性的意見(jiàn)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)行軟件的設計和調試。