自行车测速仪2013年毕业论文

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）

（1） 控制字的最高有效位位7：必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入到DS1302中；

（2） 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； （3） 位5至位1（A4～A0）：指示操作单元的地址；

（4） 位0（最低有效位）：如为0，表示要进行写操作，为1表示进行读操作。

控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（0位）开始。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。

DS1302有关日历、时间的寄存器如表3.6所示。

表3.6 DS1302日历、时间寄存器

R W BIT7 BIT6 BIT5 CH 0 0 0 0 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 RANGE Seconds Minutes Hour Date Mon 0 Day Year 00-59 00-59 1-12/0-23 1-31 1-12 1-7 00-99 0 RS 0 RS — — 81h 80h 83h 82h 10Seconds 10Minutes 10 AM/ PM Hour 85h 84h 12/24 87h 86h 89h 88h 8Bh 8Ah 8Dh 8Ch 8Fh 8Eh 91h 90h WP TCS 0 0 0 10Date 0 0 10Mon 0 10Year 0 0 0 TCS 0 DS 0 DS TCS TCS 表3.6是DS1302内部的7个与时间、日期有关的寄存器图和一个写保护寄存器，我们要做的就是将初始设置的时间数据写入这几个寄存器，然后再不断地读取这几个寄存器来获取实时时间。这几个寄存器的说明如下：

（1） 秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当初始上

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电时该位置为1，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；只有将秒寄存器的该位置改写为0时，时钟才能开始运行；

（2） 小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式时，位5是为1时，表示PM。在24小时模式时，位5是第二个小时十位；

（3） 控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。在对任何的时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为0。当WP位为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。也就是说在电路上电的初始态WP是1，这时是不能改写上面任何一个时间寄存器的，只有首先将WP改写为0，才能进行其它寄存器的写操作[11]。

所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。突发模式寄存器如表3.7所示。

表3.7 DS1302的工作模式寄存器

工作模式寄存器 时钟突发模式寄存器 RAM突发模式寄存器 CLOCK BURST RAM BURST 读寄存器 BFh FFh 写寄存器 BEh FEh DS1302 与微处理器进行数据交换时，首先由微处理器向电路发送命令字节，命令字节最高位Write Protect（D7）必须为逻辑1，如果D7=0，则禁止写DS1302，即写保护；D6=0，指定时钟数据，D6=1，指定RAM数据；D5～D1指定输入或输出的特定寄存器；最低位LSB(D0)为逻辑0，指定写操作（输入），D0=1，指定读操作（输出）。

在DS1302的时钟日历或RAM进行数据传送时，DS1302必须首先发送命令字节。若进行单字节传送，8位命令字节传送结束之后，在下2个SCLK周期的上升沿输入数据字节，或在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。

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C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性读、写

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所有的RAM的31个字节。

要特别说明的是备用电源B1，可以用电池或者超级电容器（0.1F以上）。虽然DS1302在主电源掉电后的耗电很小，但是，如果要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。可以用老式电脑主板上的3.6V充电电池。如果断电时间较短时，就可以用漏电较小的普通电解电容器代替。100 μF就可以保证1小时的正常走时。DS1302在第一次加电后，必须进行初始化操作。初始化后就可以按正常方法调整时间。DS1302 存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。

3.4.2 DS1302硬件电路图

DS1302电路图如图3.10所示，是系统的时钟模块，可实时的显示时间。实际的DS1302引脚图与仿真图中的引脚排列不同。但所仿真的功能基本一样，只是仿真图的排列方式更便于电路的连接。图中X1(引脚2)与X2（引脚3）所接入的是晶振，晶振的振荡频率为32768Hz。

图3.10的VCC1（引脚1）和VCC2（引脚8）都是电源引脚，在实际电路中，VCC1接入5V电源，VCC2接入电压为3V的纽扣电池。

图3.10 DS1302电路图

3.5 显示模块的设计

显示模块是本设计的重要部分，本节将从两个方面对显示模块进行介绍，首先将介绍LCD1602芯片的特性及其优点，稍后将介绍LCD1602 的外部电路图。

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3.5.1 LCD芯片介绍

1602液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。显示器都是数字式的，单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。LCD接口如表3.8所示。

（1）显示容量:16×2个字符； （2）芯片工作电压:4.5—5.5V； （3）工作电流:2.0mA(5.0V)； （4）模块最佳工作电压:5.0V； （5）字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。

表3.8 LCD引脚及引脚说明

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 数据/命令选择 读/写选择 使能信号 数据 数据 编号 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK 引脚说明 数据 数据 数据 数据 数据 数据 背光源正极 背光源负极

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