山东科技大学学士学位论文 绪论
好，测量误差较大，为此利用单片机的计算和查表功能对热敏电阻的温度非线性特性进行线性化处理，这样就提高了热敏电阻测温精度。框图如下。热敏电阻传感器 A/D转换电路 单片机（非线性到线性） 此种方案和传统的利用硬件电路对热敏电阻温度非线性特性进行线性化相比，可以消除硬件参数随温度变化而引起的测量误差，线路简单，成本相对便宜，利于维护。
方案二：利用单总线数字温度传感器DS18B20进行测温。DS18B20是单总线器件，接口线路简单，体积小，测温范围在-55～+125℃；转换精度9～12位，可编程确定转换的位数；采用“一线总线”的数字传输方式及两种供电模式，提高了系统的抗干扰性，适合多种环境的温度测量。
对上述两种方案进行比较，用DS18B20，不仅功耗低、抗干扰能力强而且节省单片机的端口，电路实现简单，测量精度高，所以采用方案二。
2.3 DS1302日历时钟芯片
2.3.1 DS1302日历时钟芯片简介
在测量控制系统特别是长时间无人值守的测控系统，经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间，这对测控系统的性能分析及其正常运行具有重要的意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，耗费单片机的资源，若在系统中采用DS1302，则能很好地解决这个问题。
DS1302日历时钟芯片是美国Dallas公司推出的一款高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计
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山东科技大学学士学位论文 绪论 时，且具有闰年补偿功能，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式，工作电压宽达2.5～5.5V。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31×８的用于临时性存放数据的RAM寄存器，增加了主电源／后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力，DS1302保持数据和时钟信息时功率小于1mw。 DS1302的主要的特性有： ? 实时时钟，具有能计算2100年之前的秒/分/时/日/日期/星期/月/年的能力以及闰年自补偿功能 ? 串行I/O口方式使得管脚数量最少 ? 工作电流2.0V时，小于300nA，与TTL兼容Vcc=5V ? 读/写时钟或RAM数据时，分为单字节传送和多字节传送 ? 8脚DIP封装或8脚SOIC封装 ? 可选工业级温度范围-40-+85 由于以上特性，以及它的便捷，耐用，易于编程，使得DS1302被广泛应用于电话、传真、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。 2.3.2 DS1302内部结构及功能 DS1302的引脚图如图2.5所示： DS18B241VCC2VCC1SCLKI/OCE/RST8765DS1302234X1X2GNDDS18B20 图 2.5 DS1302的引脚图 18 山东科技大学学士学位论文 绪论
引脚描述：
? X1，X2连接32.768KHz晶振管脚，为芯片提供定时脉冲 ? GND为地
? RST为芯片强制复位脚 ? I/O为数据输入/输出引脚
? SCLK为串行时钟提供端，在上升沿实现数据读操作，在下降沿实现数据写操作
? VCC1，VCC2为双电源供电管脚
DS1302的控制字如表2.4所示。控制字节的最高有效位必须是逻辑1，如果为0，则不能把数据写入到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。
表2.4 DS1302的控制字 7 1 6 RAM/CK 5 A4 4 A3 3 A2 2 A1 1 A0 0 RAM/K DS1302的12个寄存器中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为非压缩BCD码形式。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COH~FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下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）。
表2.5 DS1302日历，时钟寄存器及其控制字 寄存器名 秒寄存器 分钟寄存器 命令字 写操作 读操作 80H 82H 81H 83H 00-59 00-59 19
取值范围 7 CH 0 6 5 各位内容 4 3 2 1 0 SEC MIN 10SEC 10MIN 山东科技大学学士学位论文 绪论
小时寄存器 日期寄存器 月份寄存器 周日寄存器 年份寄存器 84H 86H 88H 8AH 8CH 85H 87H 89H 8BH 8DH 01-12或00-23 28，29，30，31 01-12 01-07 00-99 12/24 0 0 0 0 0 0 0 AP HR HR DATE MONTH 0 DAY YEAR 10DATE 0 0 10M 0 10YEAR 2.3.3 方案比较与选择
方案一：采用并行接口的时钟芯片，如MC146818、DS12C887等。它们已能完全满足单片机系统对实时时钟的要求，存储的时间信息在掉电情况下仍可以保存10年。但是这些芯片与单片机接口复杂、占用的数据总线多、芯片体积大，占用空间多。
方案二：采用串行接口的时钟芯片DS1302。它是一款具有涓细电流充电能力的时钟芯片，功耗极低，内含一个实时日历/时钟和31字节的静态RAM，与单片机之间进行同步串行通信，仅需RST(复位)，I/O(串行数据输入输出)，SCLK（串行时钟）三根线连接，可以工作在很低的耗电状态以保存时钟信息和数据。
综上两种方案，方案二采用的是串行接口，节省单片机的接口资源，而且体积小，占用的空间小，价格便宜，所以选择方案二。
2.4 OCMJ4x8B液晶显示模块
2.4.1 OCMJ4x8B简介
OCMJ中文模块系列液晶显示器内含：GB 2312 16*16点阵国标一级简体汉字；ASCII 8*8（半高）点阵英文字库；ASCII 8*16（全高）点阵英文字库；有位点阵和字节点阵两种图形显示功能模块，用户可以通过
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山东科技大学学士学位论文 绪论 输入区位码或ASCII码实现文本显示，也可以在屏幕的指定位置上以点为单位或以字节为单位实现图形显示，与一般的点阵模块完全兼容。此外，OCMJ中文模块系列液晶显示器可以实现汉字、ASCII码、点阵图形和变化曲线的同屏显示，并可通过字节点阵图形方式造字，因而被广泛用于各种仪器仪表、家用电器的显示上。 OCMJ4x8B液晶显示模块的主要参数： ? 工作温度常温下为0-55℃，宽温下为-20-+70℃，常温型存储温度为-10-+65℃ ? 电源工作电压为5V，电源电流3mA，输入引脚电压5V ? 最大输入电压建立时间1us，最小复位电压持续时间6us（RES74LS24574LS245B280B179B168B157B146B135B124B113G12VC11C201918171615141312111234567891074LS245端低电平时间），复位内部处理时间15ms G1NDA28A37A46A55A64A73A82A91D10IR? 背光电压5V，标称背光电流180mA，外接灰度调节电位器10K 如图2.7与表2.6所示为LCD的外部引脚图和引脚功能表： LED-LED+VssVddDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7BUSYREQRESNCIR1IR2OCMJ4*8BOCMJ48BOCMJ48B123456789101112131415161718 图2.7 LCD的外部引脚图 表 2.6 LCD的引脚功能表 21