钦州学院本科毕业论文(设计)
也比较好。LCD1602的管脚图和接口信号说明分别如图2.2和表2.1所示。
图2.2 LCD1602的管脚图 表2.1 LCD1602的接口信号说明 引脚号 PIN1 PIN2 PIN3 PIN4 PIN5 PIN6 PIN7 PIN8 PIN9 PIN10 PIN11 PIN12 PIN13 PIN14 PIN15 PIN16 标识 GND VCC V0 RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LED+ LED- 说明 接0V 接4.8V-5V 对地接电阻470-2K RS=0，指令寄存器；RS=1，数据寄存器 R/W=0，写；R/W=1，读 允许信号 数据0 数据1 数据2 数据3 数据4 数据5 数据6 数据7 背光正极，接4.8V - 5V 背光负极，接0V 使用指令可以实现对1602屏的操作，例如读、写、显示地址等。使用这类型的液晶前要了解相关指令的作用以及指令的设置方法，只有在完成相关指令的设置的情况下，才能在屏幕上显示所需的效果，这种液晶总共有11条指令，如表2.2所示。
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黄日刚 基于单片机的数字温度计的设计
表2.2 LCD1602指令表 1 2 3 4 5 指令 清屏 光标返回 输入模式 显示控制 光标/字符移位 功能 置字符发生器地址 置数据存贮器地址 读忙标志和地址 写数据到指令7.8所设地址 从指令7.8所设的地址读数据 RS 0 0 0 0 0 RW 0 0 0 0 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 S/C 0 0 1 D R/L 6 7 8 9 10 11 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 BF 0 1 1 DL N F 0 1 I/D C 1 S B 字符发生存贮器地址 显示数据存贮器地址 计数器地址 要写的数据 读出的数据 2.3 DS1302时钟芯片
DS1302芯片是由国外公司研制生产的，一般为8管脚封装，它作为一种自带随机存储器、运行功耗低、运行速度快的适时时钟芯片,它的实时时钟电路提供了年、月、日、星期、时、分还有秒的信息。这种时钟芯片可以自动调整闰年的天数和每月的天数，改变了以往只能靠人工进行调整的情况，时钟操作能以指令设定为12或24小时格式[11-12]。它与主控制器之间的通信方式为同步串行方式，节省了主控制器的I/O资源，也简化了系统的电路设计结构。DS1302管脚图及内部结构图如下图2.3所示。
（1）1脚VCC1为后备电源引脚； （2）2和3脚X1、X2是晶振引脚； （3）4脚GND作为接地引脚； （4）5脚RST作为复位引脚；
（5）6脚I/O作为数据输入、输出引脚； （6）7脚SCLK作为串行时钟引脚； （7）8脚VCC2作为主电源引脚；
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图2.3 DS1302管脚及内部结构图
2.3.1 DS1302的寄存器
DS1302内部含有时钟相关的寄存器，通过向相关寄存器写入一些命令字实现对时钟DS1302的操作，例如在需改变某时刻分的初始值，首先要把命令字82H写入寄存器,然后就可以把初始值写入分寄存器；当某时刻分的值需要读出时，需要先写入命令字82H,然后才可以从分寄存器读取数据。表2.3列出了DS1302内部和时钟相关的寄存器分布。
表2.3 DS1302内部和时钟相关的寄存器分布 寄存器名称 命令字 写 秒寄存器 分寄存器 时寄存器 日寄存器 月寄存器 周寄存器 年寄存器 80H 82H 84H 86H 88H 8AH 8CH 读 81H 82H 85H 87H 89H 8BH 8DH 00~59 00~59 01~12，00~23 01~28，29,30,31 01~12 01~07 09~99 取值范围 7 CH 0 12/24 0 0 0 0 0 0 0 6 5 10SEC 10MIN AP HR 各位名称 4 3 2 1 0 SEC MIN HR DATE MONTH 0 DAY 10YEAR 10DATE 0 0 10M 0 10YEAR 上表中各寄存器存放的数据位均为BCD码，所用符号的意义如下：
（1）CH为时钟停止位，CH=0，振荡器开始工作；CH=1，振荡器停止工作。
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（2）10SEC为秒的十位数字，SEC为秒的个位数字； （3）10MIN为分的十位数字，MIN为分的个位数字；
（4）AP为小时的格式设置位，AP=0，上午模式（AP）；AP=1，下午模式（PM）； （5）10DATE为日期的十位数字，DATE为日期的个位数字； （6）10M为月的十位数字，MONTH为月的个位数字； （7）DAY为周的个位数字；
（8）10YEAR为年的十位数字，YEAR为年的个位数字；
DS1302内部的RAM共有两种，一种是单个RAM单元，总共31个，一个8位的字节作为每一个单元[13]。C0H到FDH作为命令控制字，偶数表示写操作，奇数表示读操作；另一种是突发方式下的RAM, 所有的RAM的31个字节可一次性被读写，FFH和FEH分别作为读写命令控制字。在一般情况下，不需要对RAM进行操作。 2.3.2 DS1302的读写方式
如图2.4所示为DS1302的命令字结构。第8位为最高控制位，当它为1时，表示允许写入；如果不为1，则表示禁止写入。第7位表示操作对象是RAM还是寄存器，该位为1，对RAM操作；不为1，对时钟寄存器操作。最后一位为0，表示写；为1，表示读。剩下的5个位是RAM或时钟寄存器的内部地址。
1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 R/W 图2.4 DS1302的命令字结构
图2.5 DS1302工作时序图
单片机和DS1302之间的通信协议规定：无数据传递时，SCLK这个引脚会保持低电平的状态，此时如果CE从低电平变成高电平时即启动数据传输，CE为低电平时禁
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止数据传输。在时钟脉冲的上升沿数据被写入到时钟芯片内，而在时钟脉冲的另一种状态，数据被从时钟芯片中读出。传递数据时，低位（bit0）在前，高位（bit7）在后。工作时序如图2.5所示。根据这些规则，即可对DS1302进行读写操作。 2.4 温度传感器DS18B20
DS18B20是新研发生产的传感器，具备单总线方式和数字化的特点，这种传感器适配微处理器属于一种改进型器件，具备了智能化的特点，可直接读出被测温度[14]。
这种温度传感器的内部都刻录有64位序列号，做到每个器件序号的唯一性，这种特点有助于在通信过程中的器件识别。又采用单总线这样的独特的接口方式，也就是多个数字式传感器可以同时挂在一根信号线上，所以比较容易实现用单块微控制器去控制分布在很多区域的DS18B20。这样的一种特性在过程监测和控制、机器温度探测、仪器温度探测、建筑物温度探测等方面都极其有用[15-16]。
图2.6是DS18B20的引脚排列，表2.4是DS18B20的引脚说明，图2.7是DS18B20的方框图。有两个字节的温度寄存器包含于高速暂存器中，传感器采集得的温度数据被存储到这两个寄存器中，以便后续的输出。每个器件的片序列号被存放到64 位只读存储器中。除了这些，一个字节的配置寄存器和一个用于温度报警值存储的寄存器也包含在这个高速暂存器里。有这种配置寄存器，用户可以设定温度的精度为12、11、10还有9 位这四种中的其中一种。配置寄存器，TL 和TH是一种不容易丢失数据的可擦除程序寄存器，因此在器件得不到供电的情况下寄存器中存储的数据依然保留着。
图2.6 DS18B20引脚图 图2.7 DS18B20方框图
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