智能定时闹钟毕业设计.docx

毕业论文（设计）智能定时闹钟温度、定时硬件设计院系：工程学院年级专业：电气工程及其自动化0801提交日期：答辩日期：答辩委员会主席（签名）：评阅人（签名）：随着科技的快速发展和生活水平的不断提高，人们对时钟的精确度和实用性要求越来越高。本文 采用宏晶单片机STC10F08XE,通过DS1302时钟芯片进行定时,并通过LCD 1602字符液晶显示器显示。 采用C语言程序编写，将设计出更准确定时、更省电的数字时钟.单片机数字时钟具有设置时间、日 期、星期的基本功能，并且能够显示年、月、日、时、分、秒、星期温度。单片机数字钟不管在性能 还是在样式上都发生了质的变化，实践证明单片机数字时钟具有更加准确性、精密性等功能。本设计 是定时闹钟的设计，由单片机AT89C51芯片和宏晶单片机STC10F08XE为核心，辅以必要的电路，构 成的一个单片机智能定时闹钟。用单片机来设计制作完成，由于其功能的实现主要通过软件编程来完 成，那么就降低了硬件电路的 复杂性，而且其成本也有所降低，所以在该设计中采用单片机利用 AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。关键字：数字时钟;DS1302； LCD1602;STC10F08XEAbstractIn daily life, time is science, technology and everyday life is one of the most basic physics, we often deal with temporal clocks, such as hand watch, wall clock,even on acomputer program, the clock on the phone can be generalized a clock display on the clock, along with the rapid development of technology and the continuous improvement of living standards, people on the clock's accuracy and practical demand is higher and highero Based on the single chip microcomputer principle, USES the monolithic integrated circuit STC10F08XE series, through the hardware circuit and software production procedure formulation, will design a more accurate timing, electricity -saving digital clock, SCM in performance or digital clock no matter in style have undergone a qualitative change, digital clock has proved microcontroller more accuracy,precision sex etc. Function. This design isthe design of timing alarm clock, the single chip microcomputer AT89C51 single chip microcomputer chip and macro crystal STC10F08XE as the core, with the necessary auxiliary circuit, constitute a single chip microcomputer intelligent timing of alarm clock . By single chip design system to be completed, because its main through the realization of the function of software programming to complete, then reduce the complexity of the hardware circuit, and the cost is reduced, so in this design using AT89C51 singlechip, it is low power, highperformance CMOS type eight microcontroller.Key Words： Digital clock ; DS1302; LCD1602； STC10F08XE设计说明时间，关乎每个人的生命，计时方法的不断创新，特别是近年来科学的飞速发展，社会产生了不 同的计时器，计时系统不单单具有计时功能，还带有定时、自动报时、日历显示等等的功能。计时系 统已广泛地应用在我们的生活、工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、 机电一体化设备等各个方面，例如铁路安全日显示屏、生产线看板、体育比赛计时屏、电视台、监控 系统等等，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种.本设计智能定时闹钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭、学校生活，给 人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便.设计在朱明杰老师指导下完成的，设计任务主要是硬件设计制作协助对软件仿真及其调试。设计达到主要目标：清晰显示年月日时分秒，能进行计时，对温度实行实时监测，并且控制系统 要求对各个按键的动作出相应反应。具体内容：(1) 硬件系统设计(2) 模拟系统调试(3) 绘制硬件原理图硬件方面：温度检测、时钟模块、显示模块等。关键字：硬件;时钟;设计1引言01.1电子定时闹钟研究现状和发展趋势01.2设计本电子定时闹钟的目的和意义 01.3本电子闹钟的特点和功能介绍 11.3.1数字钟介绍11。3。2本电子钟设计特点 11。3。3本电子钟的主要功能12单片机介绍22.1单片机的发展历史22。2单片机的发展趋势32。3单片机的特点32。4单片机的应用42。5单片机的分类43方案论证与设计53.1控制芯片53。2显示部分53。3检测温度部分54总体方案设计74。1工作原理74.2系统模块图75原理分析与硬件电路图85。1 DS18B20 85.1.1技术性能描述85。1.2应用范围85.1.3 DS18B20的外形和内部结构 95。1.4 DS18B20X作原理115。2 DS1302S 时钟芯片 115.2.1 DS1302的结构及工作原理135.2。2引脚功能及结构135.2。3DS1302的控制字节155.2。4数据输入输出（I/O） 155.2。5DS1302 的寄存器155。2。6 DS1302实时显示时间的软硬件 155.2.7时钟电路部分设计 165.3 1602字符液晶显示器 175。3.1液晶显示器的特点175.3。2 1602字符型LCD简介 185。2。3 1602LCD的基本参数及引脚功能 186系统调试和分析 216.1 时间显示216.2精确度216。3调整时间216。4计时器216。5设置闹钟226。6复位226。7温度调试22结束语23参考文献24致谢25附录26附录1 26附录2 271引 言1.1电子定时闹钟研究现状和发展趋势现在是一个高度发达的高科技的时代，目前单片机正朝向高性能和多品种方向发展， 而且进一步向低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路内装化等几个方向发 展。单片机的应用还从根本上改变了传统的控制系统设计思想和方法一个世纪以来，单 片机技术如今已经受到了迅速的推广及运用.渗透到我们生活的各个领域，在智能仪器， 工业控制，家用电器，计算机网络和通信等都得到广泛的应用。世界各大电气厂家，测 控技术企业，机电行业大批竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核 心部件.随着集成电路技术的不断发展，单片机的性能也在不断提高，其应用的范围必将 越来越宽广。LCD电子定时闹钟使用数字电路技术实现时分秒计时的装置，有更高的准确性和直 观性，寿命更长，广泛的应用于家庭，车站，办公室等场所，成为人们日常生活不可缺少 的必需品,它给人们带来了很大的方便。由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以，以单片机为核心的数字时钟是 很有社会意义和社会价值的.钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求， 现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、 自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能.现在是高度发达的社会，时间观念很重要,自古以来人们对时间的控制都是十分棘手 的问题，俗话说事件就时间就是生命,LCD电子定时闹钟的多功能化必定将一步一步的开 拓出来。与时间相关的产品在任何时候都是不可或缺的物质，它的前景一如既往的远大。1。2设计本电子定时闹钟的目的和意义本设计可以让我对所学过的知识进行系统的回顾和总结。不仅如此，我在主动去找寻 找更多的资料的同时，了解了更多的知识，也培养了我的设计能力和解决实际问题的能 力，增强了自我的学习能力。通过本LCD电子定时闹钟的设计我也初步掌握了组成系统、 编程、调试等能力应用，并且初步了解了单片机应用系统开发研制过程，软件和硬件设 计的方法.1.3本电子闹钟的特点和功能介绍1。3.1数字钟介绍时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块中最常见的 正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相 比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛 的使用。而LCD电子定时闹钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显 示的数字计时装置，它的计时周期为24小时,另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等 附加功能。一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时"，“分” “秒”广星期”计数器、 校时电路、报时电路和振荡器组成。由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核心的数字 时钟是很有意义的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的 电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起 闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能，本设计中LCD电子时钟 采用LCD显示时间和日期年月，直观实用，而且可以方便的校调，附带的万年历和定时功 能也是很方便和实用的.1。3.2本电子钟设计特点本LCD电子定时闹钟是一种基于单片机技术的多功能、多用途的电子产品，有电子时 钟、日期显示、定时闹铃等多种功能。本设计产品性能卓越，功能丰富，采用LCD显示 更加直观，是一个比较实用的电子产品。1。3.3本电子钟的主要功能（1）可以显示24小时制“时时一分分-秒秒”，LCD显示。（2）可以显示日期，具有万年历功能.（3）可以方便的设定定时时间、修改定时时间，闹铃功能，预设定时时间到将发出闹 铃声.（4）能够修改时钟时间的时、分、秒，能够修改日期的年月日.2单片机介绍2。1单片机的发展历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了探索-完善-MCU化百花齐放四个阶段。（1）芯片化探索阶段：20世纪70午代,美国的Fairchild （仙童）公司首先推出了第一 款单片机F8,随后Intel公司推出了影响面大、应用更广的MCS48单片机系列°MCS48 单片机系列的推出标志着在工业控制领域，进入到智能化嵌入式应用的芯片形态计算机 的探索阶段。参与这一探索阶段的还有Motorola. Zilog和Ti等大公司，它们都取得了满 意的探索效果，确立了在SCMC的嵌入式应用中的地位.这就是Single Chip Microcomputer 的诞生年代，单片机一词即由此而来.这一时期的特点是：嵌入式计算机系统的芯片集成设计；少资源、无软件，只保证基本控制功能.（2）结构体系的完善阶段:在MCS48探索成功的基础上很快推出了完善的、典型 的单片机系列MCS-5LMCS-51系列单片机的推出,标志着Single Chip Microcomputer体系 结构的完善。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机的体系结构。 完善的总线结构：并行总线：8位数据总线、16位地址总线及相应的控制总线，两个独立的地址空间;串行总线：通信总线，扩展总线。 完善的指令系统：具有很强的位处理功能和逻辑控制功能，以满足工业控制等方面的需要；功能单元的SFR （特殊功能寄存器）集中管理. 完善的MCS51成为SCMC的经典体系结构：日后,许多电气商在MCS-51的内核和体系结构的基础上，生产出各具特色的单片机。（3）从SCMC向MCU化过渡阶段：Intel公司推出的MCS96单片机，将一些用于测控 系统的模数转换器（ADC）、程序运行监视器（WDT）、脉宽调制器（PWM）、高速I/O 口纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。由于MCS-51单片机系列向各大电气商的 广泛扩散，许多电气商竞相使用80C51为核，将许多在测控系统中使用的电路技术、接口 技术、可靠性技术应用到单片机中；随着单片机内外围功能电路的增强，进一步强化了 智能控制器的特征.微控制器（Microcontrollers）成为单片机较为准确表达的名词。其特点 是： 满足嵌入式应用要求的外围扩展，如WDT、PWM、ADC、DAC、高速I/0 口等。 众多计算机外围功能集成，如：提供串行扩展总线:SPI、I2C、BUS、Microwire；配置现场总线接口： CAN BUS。 CMOS化，提供功耗管理功能. 提供OTP供应状态，利于大规模和批量生产.（4）MCU的百花齐放阶段单片机发展到这一阶段，表明单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制 工具小到玩具、家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、金融电子、商用电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等 领域。为满足不同的要求,出现了高速、大寻址范围、强运算能力和多机通信能力的8位、 16位、32位通用型单片机,小型廉价型、外围系统集成的专用型单片机，以及形形色色各 具特色的现代单片机。可以说，单片机的发展进入了百花齐放的时代，为用户的选择提 供了广阔的空间.2.2单片机的发展趋势当前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展。预计，单片机将进一步向着CMOS化、 低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方向发展。2.3单片机的特点（1）性能价格比高。（2）集成度高、体积小、可靠性高。由于单片机将各功能部件集成在一块芯片上， 且内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，从而大大提高单片机的可靠性与抗干扰 能力.另外，因其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。（3）控制功能强。为满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的 转移指令、I/O接口的逻辑操作极为处理功能.单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于 同一档次的微型计算机.（4）低能耗、低电压，便于生产便携式产品。（5）外部总线增加了 I2C及SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。(6) 单片机的系统扩展和系统配置较经典、规范，易于构成各种规模的应用系统。2.4单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程 的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能ic卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录 像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片 机.更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。2.5单片机的分类单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类：(1) 通用型单片机具有比较丰富的内部资源，性能全面且适应性强，能覆盖多种应用 需求。(2) 专用单片机是专门针对某个特定产品的，例如，专用于电机控制的单片机、车载 电子设备、语音信号处理和家用电器中的单片机等。3方案论证与设计3.1控制芯片方案一:采用Atmel单片机AT89S51作为总的控制元件。方案二：采用宏晶单片机STC10F08XE作为总的控制元件。比较论证：方案一 Atmel单片机AT89S51功能较少，P0 口输出指令时要求接上拉电 阻,使电路复杂化，精确度不高。而方案二简化了电路，增加了系统稳定性，宏晶单片机 STC10F08XE运行速度快，超强抗干扰，在设计方面提供了极大的方便，IO 口状态可 以设置为标准输入输出，推挽输出，弱输入，高阻四种状态，P0 口无须接上拉电阻,因此可 以可采用独立式键盘，Atmel芯片要用专用的ISP线,而STC的可以用串口进行ISP下载 程序，提供了便利的编程环境.方案选定:采用方案二宏晶单片机STC10F08XE作为总控制中心。3.2显示部分方案一：采用多位数码管显示.方案二:采用LCD 1602字符液晶显示器显示。比较论证：数码管显示内容单一，不生动具体，且要求数量多。而1602字符液晶显示 器给我们提供了更大的发挥空间，看起来舒服自然，而且能增加显示的美观性与直观性。 最重要的是提供了友好的人机界面。方案选定：采用方案二1602字符液晶显示器显示。3。3检测温度部分方案一：采用PT100对温度信号进行采集。优点：(1)测量精度高。(2) 测量范围大.缺点：输出值是模拟.方案二:采用DS18B20对温度信号进行采集。优点：(1)可防水.(2) 自带A/D转换。缺点：输出精度不够高。方案选定:最终选择的是DS18B20，首先作为太阳能热水器的温度检测模块，对温度的 精度要求并不高，使用DS18B20能够满足需要.其次，带防水的DS18B20能很好的完成水 箱内进行温度检测的任务.最后，DS18B20的输出值直接就是数字量,可以为后续的编程节 省不少工作量.4总体方案设计4.1工作原理本定时闹钟，是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他外围硬件电路，用C 语言设计的程序来实现的。根据C51单片机的外围接口特点扩展相应的硬件电路，然后 根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，再利用软件执行一定的程序来实现数字钟 的功能。由于采用集成芯片性的单片机来制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、 精确度高，也可方便扩充其他功能，实现也十分简单.利用宏晶单片机STC10F08XE作为本系统的中控模块。单片机可把由DS1302时钟 芯片传来的数据，经过转换，写入显示模块，实现日历、时钟显示。在显示电路中,主要靠 按键来实现调时，计时器,闹钟等功能。4。2系统模块图系统模块图如图1所示。图1系统模块5原理分析与硬件电路图5。1 DS18B20DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺 纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有 LTM8877,LTM8874等等。主 要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的 DS18B20可用于电缆沟测温，高炉 水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非 极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间 设备数字测温和控制领域。5.1。1技术性能描述(1) 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.(2) 测温范围 一55°C+125°C，固有测温分辨率 0°5°C。(3) 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并 联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输 的不稳定。(4) 工作电源：35V/DC。(5) 在使用中不需要任何外围元件。(6) 测量结果以912位数字量方式串行传送。(7) 不锈钢保护管直径 6.(8) 适用于DN1525, DN40DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温。(9) 标准安装螺纹M10X1， M12X1。5， G1/2”任选.(10) PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线，便于与其它电器设备连接。5。1。2应用范围(1) 该产品适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温 和控制领域 。(2) 轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制。(3) 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。(4) 供热/制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制。5.1.3 DS18B20的外形和内部结构DS18B20的外形及管脚排列如下图所示。图2 DS18B20外形及管脚图DS18B20温度传感器特性：(1) 适应电压范围宽，电压范围在3。05。5,在寄生电源方式下可由数据线供电。(2) 独特的单线接口方式，它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的双向通信。(3) 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。(4) 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 管的集成电路中。(5) 测温范围一55°C+125°C，在一10°C+85°C时精确度为±0.5°C。(6) 可编程分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5°C,0.25°C，0°125°C和 0。0625C，可实现高精度测温.(7) 在9位分辨率时，最多在93°75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时，最多 在750ms内把温度值转换为数字，显然速度更快。(8) 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。(9) 负压特性。电源极性接反时，芯片不会因为发热而烧毁，但不能正常工作.DS18B20引脚介绍,DS18B20实物如图3和图4所示。图3 DS18B20实物图DS18B20引脚定义：（1）I/O为数字信号输入/输出端；（2）GND为电源地；（3）VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH图5 DS18B20内部结构该装置信号线高的时候，内部电容器储存能量通由1线通信线路给片子供电， 而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电 .DS18B20的电源 也可以从外部3V5。5V的电压得到.DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用.主要首先提供以下功能命令之一：（1） ROM；（2）ROM 匹配；（3）搜索 ROM；（4）跳过 ROM;(5) 报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的 64位光刻ROM序列号， 可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多 少，什么样的设备。若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器.一个控 制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可 以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM的数据.如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为 一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换.写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成.通过缓存器读寄存器.所有数据的 读，写都是从最低位开始。5.1。4 DS18B20工作原理DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分 辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。图中低温度系数晶振 的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系 数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计 数器1和温度寄存器被预置在一55°C所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值 将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生 的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加， 此时温度寄存器中的数值即 为所测温度.图4中的斜率累加器用于补偿和修正测温 过程中的非线性，其输出用于修正计数器 1的预置值。5。2 DS1302S时钟芯片DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路。提供秒分时日 日期。月年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决 定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通 信，仅需用到三个口线：1 RES复位,2 I/O数据线，3 SCLK串行时钟.时钟/RAM的读/写 数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信°DS1302工作时功耗很低，保持数据 和时钟信息时功率小于1mW。DS1302是由DS1202改进而来，增加了以下的特性。双电 源管脚用于主电源和备份电源供应Vcc1,为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器.它 广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。独特的一线接口，只需要一条口线通信，多点能力简化了分布式温度传感应用，无 需外部元件，可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V ,无需备用电源，测量温度 范围为-55 至+125 °C，华氏相当于是-67 ° F到257华氏度 -10 至+85°C范围内精 度为±0。5 C。温度传感器可编程的分辨率为912位,温度转换为12位数字格式最大值为750毫 秒，用户可定义的非易失性温度报警设置，应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子 产品温度计，或任何热敏感系统。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度 报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器，储存能量通 由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新 充电.DS18B20的电源也可以从外部3V5。5V的电压得到。DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆 和控制功能将无法使用.主要首先提供以下功能命令之一：1)读ROM； 2) ROM匹配；3) 搜索ROM;4)跳过ROM;5 )报警检查.这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM 序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时总线也可以知道总线上挂有 有多少，什么样的设备。若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器.一个控制功 能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读 发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节 EEPROM的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆 用途.在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换.写TH,TL指令以及配置字节利 用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有的数据都读，写都是从最低位 开始。DS18B20有4个主要的数据部件：(1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的 地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位(28H)是产品类型标号，接着的48位是 该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1). 光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。(2) DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符 号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625°C/LSB形式表达，其中S为符号位。 DS18B20的存储器包括高速暂存器RAM和可电擦除RAM,可电擦除RAM又包括温度触发器 TH和TL,以及一个配置寄存器.存储器能完整的确定一线端口的通讯，数字开始用写寄 存器的命令写进寄存器，接着也可以用读寄存器的命令来确认这些数字。当确认以后就 可以用复制寄存器的命令来将这些数字转移到可电擦除RAM中。当修改过寄存器中的数 时，这个过程能确保数字的完整性。高速暂存器RAM是由8个字节的存储器组成；第一 和第二个字节是温度的显示位。第三和第四个字节是复制TH和TL，同时第三和第四个字 节的数字可以更新；第五个字节是复制配置寄存器，同时第五个字节的数字可以更新； 六、七、八三个字节是计算机自身使用。用读寄存器的命令能读出第九个字节，这个字 节是对前面的八个字节进行校验。5.2.1 DS1302的结构及工作原理DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路， 它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V 5°5V。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内部有一个31X8的用于临时性存放数据的RAM寄存器°DS1302 是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提 供了对后背电源进行涓细电流充电的能力.5。2。2引脚功能及结构DS1302的引脚功能排列及描述如下图6所示。FT15If 1 VqciLLL2iIQSCLKm361045jerstVgqXIX2GND图6 DS1302引脚图管脚描述：X1 X2 32.768KHZ 晶振管脚.GND 地.RST复位脚。I/O数据输入/输出引脚。SCLK串行时钟.Vcc1,Vcc2电源供电管脚.DS1302串行时钟芯片8脚DIP。DS1302S串行时钟芯片8脚SOIC 200mil。DS1302Z串行时钟芯片8脚SOIC 150mil。DS1302内部寄存器：CH：时钟停止位存器2的第7位12/24小时标志。CH=0振荡器工作允许bit7=1，12小时模式。CH=1振荡器停止bit7=0,24小时模式.WP：写保护位寄存器2的第5位：AM/PM定义。WP=0寄存器数据能够写入AP=1下午模式。WP=1寄存器数据不能写入AP=0上午模式。TCS：涓流充电选择DS：二极管选择位.TCS=1010使能涓流充电DS=01选择一个二极管。TCS=其它禁止涓流充电DS=10选择两个二极管。DS=00或11,即使TCS=1010,充电功能也被禁止。DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况 下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2 大于 Vcc1 + 0。2V 时，Vcc2 给 DS1302 供电。当 Vcc2 小于 Vcc1 时,DS1302 由 Vcc 1 供电。 X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振.RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高 电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址 /命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段.当RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化,允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST 置为低电平，则会终止此次数据传送,I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在VccN2°5V 之前，RST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.I/O为串 行数据输入输出端（双向），后面有详细说明。SCLK始终是输入端.5。2。3 DS1302的控制字节控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1,如果它为0,则不能把数据写入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5至位1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出。5。2.4数据输入输出（I/O）在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302,数据输入 从低位即位0开始.同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出 DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7.5.2.5 DS1302的寄存器DS1302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。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM 相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为 一个8位的字节，其命令控制字为C0HFDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一 类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控 制字为FEH（写）、FFH （读）。5。2.6 DS1302实时显示时间的软硬件DS1302 与 CPU 的连接需要三条线，即 SCLK（7）、I/O（6）、RST （5）。实际上，在调试程序时可以不加电容器，只加一个32O 768kHz的晶振即可.只是选择 晶振时，不同的晶振，误差也较大.另外，还可以在上面的电路中加入DS18B20，同时显 示实时温度。只要占用CPU 一个口线即可。LCD还可以换成LED，还可以使用北京卫信 杰科技发展有限公司生产的10位多功能8段液晶显示模块LCM101，内含看门狗（WDT）/ 时钟发生器及两种频率的蜂鸣器驱动电路，并有内置显示RAM，可显示任意字段笔划，具 有3-4线串行接口，可与任何单片机、IC接口。功耗低，显示状态时电流为2A （典 型值），省电模式时小于1 uA，X作电压为2.4V3