多功能数字时钟制作与设计毕业论文.docx

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1、摘 要摘 要随着生活节奏的加快，时间对于人们越来越重要。此时，多功能数字时钟的出现为人们带来了极大的便利。多功能数字钟与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，是一种采用数字电路技术来实现时、分、秒计时的装置。本文介绍了基于STC89C52单片机的多功能数字时钟的硬件结构和软硬件设计方法。本设计由液晶显示模块、温湿度采集模块、时间处理模块和按键设置模块四个模块组成。系统以STC89C52为核心控制芯片，以DS1302为时钟芯片，以DHT11为温湿度采集器，通过液晶显示器LCD12864实时显示年、月、日、时、分、秒、温湿度等，通过按键设置年月日和星期以及定时闹钟，定时闹钟时间到自动发出警报。此

2、万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。关键字：单片机STC89C52， DS1302，LCD12864，数字钟45AbstractABSTRACTWith the accelerated pace of life, time is becoming increasingly important to people. At this time, the emergence of multi-functional digital clock to bring a great convenience. Multifunction digital c

3、lock with the mechanical clock has higher accuracy and intuitive, is a digital circuit technology to realize the hours, minutes, seconds, timing devices. This article describes the hardware architecture and hardware and software design STC89C52 MCU multifunction digital clock. The design of the liqu

4、id crystal display module, temperature and humidity acquisition module, a processing module and a time setting module four key modules. STC89C52 system as the core control chip, DS1302 clock chip, DHT11 as temperature and humidity logger, LCD display LCD12864 display by year, month, day, real-time,

5、minutes, seconds, temperature and humidity, the date set by the button and a timing clock and day of week, time to automatically alert the alarm time. This calendar has easy to read, display and intuitive, versatile, simple circuit, low cost, and many other advantages, has broad market prospects.Key

6、words: SCM STC89C52, DS1302, LCD12864, Digital clock目录目录第1章引言11.1课题研究的背景及意义11.2课题研究的目的11.3单片机简介21.3.1单片机的发展及应用21.3.2单片机的最小系统5第2章总体方案82.1系统的设计思路82.2系统硬件描述82.3系统软件描述9第3章系统的硬件设计113.1硬件芯片介绍113.1.1 STC89C52单片机113.1.2 DS1302时钟芯片153.1.3 DHT11温湿度传感器183.1.4 LCD12864液晶显示屏223.2系统硬件架构253.2.1时钟模块253.2.2温湿度传感器模块2

7、63.2.3液晶显示模块273.2.4按键模块273.2.5蜂鸣器报警模块283.2.6复位电路29第4章系统的软件设计304.1软件设计总体说明304.2主程序流程图的设计304.3程序设计324.3.1 DS1302读写程序设计324.3.2温湿度程序设计334.3.3 LCD12864程序设计34第5章测试与结果分析355.1硬件测试355.2软件测试355.3测试结果分析与结论365.3.1测试结果分析365.3.2测试结论36参考文献37致谢38外文资料原文39译文43第1章 引言第1章 引言1.1课题研究的背景及意义当今世界，知识更新的速度越来越快。特别是在电子技术领域，新的技术，

8、新的产品层出不穷，日新月异，随着电子产品的发展，在这个快节奏的年代，时间就是效益，就是金钱，因此，时间对人们来说是越来越宝贵了。但在这种快节奏的生活中，人们常常忘记了时间，一旦遇到重要的事情都要事先做好合理的时间安排，所以一个能够进行报时以及有其他多种用途的数字钟是对人们的生活工作是非常具有现实意义的。随着科技的发展社会的进步和全球化竞争的日益激烈，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。传统时钟功能单一，体积大，而且不具有定时等功能。相反，由于单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的问世，多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化。

9、由于单片机具有体积小、使用灵活、成本低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣条件下工作等特点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量，多功能数字时钟就是其中一很好的运用。当今，多功能数字时钟已广泛用于个人家庭，公司，娱乐场所，码头，办公室等公共场所，成为人们日常生活中必不可少的生活必需品。因为数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路，由于数字集成电路的不停发展和石英晶体振荡器的发展以及广泛应用，使得数字钟的精度远远超过传统的钟表，钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的便利而且大大地扩展了

10、钟表原先的功能。因此，研究多功能数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。1.2课题研究的目的多功能数字钟系统的最基本功能就是时间的显示，闹钟，温度的采集和报警，本设计的意义在于传统的时钟不能满足现代人们多元化快节奏的生活需求，此设计将单片机作为数字钟的核心控制器，可以通过DS1302数字时钟芯片进行秒、分、时来计时实现计时校时功能，将其时间数据经单片机输出，利用LCD12864显示器液晶显示出来。采用DHT11对室内坏境进行温湿度测量报警，人性化的设计提醒忙碌人们要注意天气温度变化，冬天要保暖御寒，夏天防止高温中暑，通过键盘可以进行手动时间定时、校时闹铃设定，环境温湿度上下限设定报警等等。该系

11、统较传统时钟不仅测量精确度高，工作稳定，而且功能可以扩展，使用起来方面，可以广泛用于人们日常生活中，所以具有较好的实用价值。1.3单片机简介1.3.1单片机的发展及应用所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(CenterProcessingUnit，也即常称的CPU和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元，定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。单片机诞生于20世纪70年代末，单片机的发展历史可划分为以下几个阶段：第一阶段(1974年1976年)

12、：为单片机初级阶段，即SCM单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)阶段。主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。因受工艺和集成度的限制，单片机采用双片形式。例如：仙童公司的F8必须外接一块3851电路才能构成一个完整的微型计算机。第二阶段(1976年1978年)：为低性能单片机阶段，即单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS48为代表。MCS48的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有Motorola、Zilog等，都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。此时的单片机由一块芯片构成，但性能低、品种少。它具有CPU、并行

13、口、定时器、RAM及ROM。这是一个真正的单片机，但CPU功能不强，I/O口种类和数量很少，其ROM和RAM也很有限。只能应用于比较简单的场合。例如，90年代中期以前的PC机键盘几乎无一例外地使用MCS-48系列单片机作为控制部件。第三阶段(1978年1982年):单片机的完善阶段。Intel公司在MCS48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。CPU外围功能单元的集中管理模式。体现工控特性的

14、位地址空间及位操作方式。指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。第四阶段(1982年1990年)：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段,也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS51系列的广应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制的特征。第五阶段(1990年)：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领

15、域全面深入地发展和应用,出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8/16/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作，单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。单片机广泛应用于仪器仪表、家用

16、电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1、在智能仪器仪表上的应用在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。2、在工业控制中

17、的应用用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。3、在机电一体化中的应用机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一本，具有智能化特征的电子产品。4、在家用电器中的应用目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。5、在计算机网络和通信领域中的应用

18、现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。6、单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。7、在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩

19、在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。1.3.2单片机的最小系统 单片机最小系统,或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.。对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。（一）晶振电路图1-1晶振电路图STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL0和XTAL1分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图1-1所示，在XTAL0和XT

20、AL1引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。单片机晶振两个电容的作用：这两个电容叫晶振的负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，一般在几十pf。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。晶振的负载电容=(Cd*Cg)/(Cd+Cg)+Cic+C式中Cd，Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，Cic（集成电路内部电容）+C（PCB上电容）经验值为3至5pf。（二）复位电路 最小系统复位电路如图1-2所示。图1-2复位电路图无论使用

21、哪种类型的单片机，总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏，直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统，并在实验室调试成功后，在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象，这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经过一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。单片机复位电路参数的选定须在振荡稳定后保证复位高电平持续时间大于2个机器周期。单片机复位电路主要有四种类型：微分型复位电路；积分型复位电路；比较器型复位电路；看门

22、狗型复位电路。（三）最小系统整体图最小系统整体电路如图1-3所示。图1-3 最小系统电路图第2章 总体方案第2章 总体方案2.1系统的设计思路本次设计完成电子时钟年、月、日、时、分、秒的显示及环境温度测量等功能的基础上完成定时闹钟的功能。由于DS1302时钟芯片内含一个锂电池，所以断电情况可以运行十年以上不丢失数据，重新上电后不用校正时钟。硬件电路包括单片机最小系统电路、DS1302实时时钟芯片电路模块、LCD12864液晶显示模块、按键模块、DTH11温湿度传感器模块、蜂鸣器报警电路模块；软件部分主要通过c程序的编程实现对时钟芯片进行时间数据的读和写，然后通过液晶显示程序将时间显示出来，通过

23、按键操作实现功能的转换和屏幕的切换。设计中结合硬件、软件的分步调试，达到要求的控制效果。2.2系统硬件描述基于单片机系统的电子时钟基本结构框图如图2-1所示。图2-1 系统基本结构框图该系统所需要的器件包括单片机STC89C52芯片一块，实时时钟芯片DS1302一块，温湿度传感器DHT11一块，液晶显示屏LCD12864一块，蜂鸣器一个，12mHZ的晶振一个，32.768khz的晶振一个，排针排线若干组，电容电阻若干，导线若干，小电池座一个，三极管一个，按钮5个。2.3系统软件描述系统程序实现三部分功能：时钟部分实现年、月、日、时、分、秒、星期显示和设置、闹钟功能；温度测量部分实现环境温度测量

24、及显示；键盘部分主要为时钟和闹钟设置；功能整体程序流程框图如图2-2所示。图2-2 功能整体流程框图该设计的主要流程如下：首先阅读大量参考文献，进行设计方案的确定，然后在Protel 99SE上进行原理图的绘制和修改，在电气检查无误的情况下，购买所需要的元器件(元器件应考虑裕量)。接着把元器件焊接到各个功能电路的模块上，并结合程序进行调试。最后将各个功能的电路程序组合起来，然后再进行总体调试直到成功。本设计能达到以下结果：（1）显示年、月、日、星期等日历相关信息。通过按键设置年月日和星期，以及定时闹钟。（2）掉电后时钟芯片正常运行，重新上电后不用校正时钟。（3）定时时间到达时，蜂鸣器报警；手动

25、按任意键报警停止；如无人工按键，报警在1.5min后停止。第3章 系统的硬件设计第3章 系统的硬件设计3.1硬件芯片介绍3.1.1 STC89C52单片机（一）STC89C52功能特点STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。表3-1给出了其主要功能。表3-1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟

26、频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能（二）STC89C52各管脚介绍STC89C52各管脚如图3-1所示。图3-1 STC89C52管脚图（1）主电源引脚(2根)VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源。GND(Pin20)：接地线。（2）外接晶振引脚(2根)XTAL0(Pin18)：片内振荡电路的输入端。XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输出端。（3）控制引脚(4根)RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin3

27、0)：地址锁存允许信号。PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号。EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。（4）可编程输入/输出引脚(32根)STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位(8根引脚)，共32根。PO口(Pin39Pin32)：名称为P0.0P0.7。P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平（晶体管-晶体管逻辑电平）。P1口(Pin1Pin8)：名称为P1.0P1.7。P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位

28、双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。P1引脚第二功能P1.0 ：T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1 ：T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5： MOSI（在线系统编程时用到）

29、P1.6 ：MISO（在线系统编程时用到）P1.7 ：SCK（在线系统编程时用到）P2口(Pin21Pin28)：名称为P2.0P2.7。P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时

30、，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口(Pin10Pin17)：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7。P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。P3引脚第二功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1

31、TXD(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部

32、数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器

33、（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。3.1.2 DS1302时钟芯片(一)功能特点DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的低功耗实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，并能够对每月的天数和闰年的天数进行自动调整，时钟可以采用24小时制，也可以采用12小时制。DS1302功耗很低，

34、保持数据和时钟信息时功率小于1uW，在没有电源供电的情况下，可以工作长达10年的时间。其主要功能特点如下：（1）实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行比较；（2）用于高速数据暂存的31*8位RAM；（3）最少引脚的串行I/O；（4）2.55.5V电压工作范围；（5）2.5V时耗小于300nA；（6）用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式；（7）简单的三线接口；（8）可选的慢速充电（至Vcc1）的能力。（二）DS1302的原理及管脚说明1.、DS1302管脚如图3-2所示，具体各管脚功能如下：图3-2 的管脚(1)Vcc1和Vcc2为电源管脚，其中

35、Vcc2为主电源，1CCV为备用电源。当Vcc2Vcc1+0.2时，由Vcc2给DS1302提供电源；当Vcc2Vcc1时，则由Vcc1作为电源。DS1302的工作电压范围较宽：2.05.5V，在应用中可以将Vcc2直接与单片机等电源相连。(2)X1，X2为晶振管脚，DS1302工作时，要求X1、X2外接32.768KHz的晶振。(3)CE为芯片使能管脚，也可标注为RST管脚。DS1302正常工作时，需要其为高电平。(4)SCLK为串行读写时钟信号。(5)I/O为数据输入输出管脚。(6)GND为地管脚。DS1302与单片机等微处理器接口时，可以采用简单的同步串行工作方式，仅需要三个口线与单片机

36、相连：(1)CE管脚、(2)I/O管脚、(3)串行时钟SCLK管脚。2、DS1302的工作过程(1)往芯片写入数据首先给RST引脚高电平，芯片正常工作，然后把SCLK引脚拉低，然后把我们要写入的一位二进制数据送到IO口，再把SCLK时钟线拉高，此时数据就被送到DS1302中了。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。也就是数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入。 (2)读取芯片数据RST低电平进行复位，再给高电平使芯片工作。要从DS1302里面读出一位二进制数据，首先应该把SCLK引脚拉高，然后把SCLK拉低(在SCLK拉低的一瞬间DS1302的数据送到了IO

37、端口上)，再把IO口上的数据存入变量，此时就读到了一位二进制数据。3、DS1302的控制字DS1302的控制字如表3-2所示。控制字节的高有效位（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1表示进行读操作，为0表示进行写操作。控制字节总是从最低位开始输出。表3-2 DS1302的控制字格式 1 RAM/CKA4A3A2A1A0RD/WR4、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

38、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。如下图3-3所示。图3-3 DS1302读/写时序图5、DS1302的寄存器AM()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表3-3。 表3-3 DS1302的日历、时间寄存器写寄存器读寄存器Bit7Bit6Bit5Bit7Bit3Bit2Bit1Bit080H81HCH10秒秒82H83H10分分84H85H12/24()010时时AM()/PM86H87H0010 日日88H89H00010月月8AH8

39、BH00000星期8CH8DH 10年年8EH8FHWP0000000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)。3.1.3 DHT11温湿度传感器（一）DHT11的主要特点及引脚说明广州奥松电子

40、有限公司新近推出的DHT11数字温湿度传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有很高的可靠性与稳定性。DHT11传感器包括1个电阻式感湿元件和1个NTC测温元件，并与1个高性能8位单片机相连接。单线制串行接口，使系统连接可以更简洁。功耗极低，信号传输距离可达20 m以上。作为一种新型的单总线数字温湿度传感器，DHT11具有体积小、功耗低、响应速度快、抗干扰能力强、控制简单、性价比高等优点，能够广泛应用于各个领域。其功能特点如下：温湿度复合传感器；全量程标定校准，单线数字输出；湿度测量范围为20%90%RH；温度测量范围为0+50；

41、湿度测量精度为5.0%RH；温度测量精度为1.0；响应时间5 s；低功耗；超长的信号传输距离；出色的长期稳定性；超小体积；DHT11采用4针单排引脚封装，电路连接方便，引脚说明如表4所列，DHT11传感器实物图如下图3-4所示。图3-4 DHT11传感器实物图表3-4 DS1302的管脚说明引脚号名称注释1VDD供电3-5.5V DC2DATA串行数据，单总线3NC空脚，悬空4GND接地，电源负极（二）DHT11的工作原理（1）数据帧的描述：DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分，具体格式在下面说明，当前小数部

42、分用于以后扩展，现读出为零，操作流程如下：一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式：8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温湿度整数数据+8bit温湿度小数数据数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温湿度整数数据+8bit温湿度小数数据”所得结果的末8位。（2）电气特性：VDD=5V，T = 25，除非特殊标注。表3-5 DHT11的电气特性参数条件Mintypmax单位供电DC355.5V供电电流测量0.52.5mA平均0.21mA待机100150uA采样周期秒1次注:采样周期间隔不得低于1秒钟。（3）时序描述：用户MCU发送一

43、次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，等待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集，用户可选择读取部分数据。从模式下DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集，如果没有接收到主机发送开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集，采集数据后转换到低速模式。通讯过程如下图3-5与3-6所示。图3-5 DHT11的通讯过程总线空闲状态为高电平，主机把总线拉低等待DHT11响应，主机把总线拉低必须大于18毫秒，保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后，等待主机开始信号结束，然后发送80us低电平响应信号。主机发送开始信号结

44、束后，延时等待20-40us后，读取DHT11的响应信号，主机发送开始信号后，可以切换到输入模式，或者输出高电平均可，总线由上拉电阻拉高。图3-6 DHT11的通讯过程 总线为低电平,说明DHT11发送响应信号，DHT11发送响应信号后，再把总线拉高80us，准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始，高电平的长短定了数据位是0还是1格式见下面图示。如果读取响应信号为高电平，则DHT11没有响应，请检查线路是否连接正常。当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us，随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。数字0信号表示方法如下图3-7所示。图3-7 数字0信号表示方法数字1

45、信号表示方法如下图3-8所示。图3-8 数字1信号表示方法3.1.4 LCD12864液晶显示屏（一）LCD12864的功能特性LCD12864为数字点阵式液晶模块,它包括128x64点的液晶面板、CMOS驱动。由于该模块有整体的图形点阵显示，因而用它来显示图形和字符。它具有如下特性：（1）低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V）（2）显示分辨率：12864点（3）内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字(简繁体可选)（4）内置128个168点阵字符（5）2MHZ时钟频率（6）显示方式：STN、半透、正显（7）驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS（8）视角方向：6点（9）背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/51/10（10）通讯方式：串行、并口可选（11）内置DC-DC转换电路，无需外加负压（12）无需片选信号，简化软件设计（13）工作温度：0-+55,存储温度:-20-+60（二）LCD12864的功能介绍1、LCD12864各引脚功能LCD12864各引脚功能如表3-7所示，电路图如图3-9所示：图3-9 LCD12864电路图表3-6 LCD12864管脚功能表管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正3V0-对比度（亮度）调整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0为显示数据RS=“L”,表示