周丹基于红外遥控的时钟1602显示文档格式.docx

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图7红外发射芯片

Ccs：

用户码选择输入端

KL0-KL7：

键盘输入

KL/Oo-KL/O7：

键盘输入输出

LMP:

指示灯输出

OSCI、OSCO：

晶振输入输出端

REM:

远程输出端

SEL:

SELinput扩展编码口

VDD：

电源正

VSS：

电源地

Upd6121使用的载波波形：

使用455KHz晶体，经内部分频电路，信号被调制在37.91KHz，占空比为3分之1。

如下如图所示。

调制频率（晶振使用455KHz时）

fCAR=1/Tc=fOSC/12≈38KHz

fOSC是晶振频率

占空比=T1/Tc=1/3

图8占空比

使用455KHz晶振时各代码所占的时间如图所示。

图9红外发射代码所占用的时间

uPD6121G按键输出有二种方式：

一种是每次按键都输出完整的一帧数据；

另一种是按下相同的按键后每发送完整的一帧数据后，再发送重复码，再到按键被松开。

本实验采用NEC的uPD6121G组成发射电路，其电路图如图所示。

图10uPD6121的发射电路

图11红外发射器的详细编码

（二）红外接收部分

红外接收电路选择IR1838一体化接收头，并通过中断的方式进行接收，解码采用89C52单片机进行解码，其中断方式为下降沿触发。

其电路为下如图所示。

图12红外接收一体头电路

红外遥控一体化接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般有三个引脚，包括供电脚、接地和信号输出引脚。

根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。

在接收头内部放大的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的供电引脚上必须加上滤波电容，一般在22UF以上。

有的厂家建议在供电引脚和电源之间接入330欧姆电阻，进一步降低电源干扰。

注意：

在这里特别说明：

红外遥控中断信号是进行了反向处理的，也就是说高电平变成低电平，低电平变成高电平。

例如发射的引导码：

9ms的高电平和4.5ms的低电平，待红外一体化接收头接收放大之后的信号变成：

9ms的低电平和4.5ms的高电平。

这里是我们编程的时候要特别注意的地方。

（三）时钟显示部分

1、时钟部分

时钟芯片采用DS1302，该芯片是一种高性能、低功耗的时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI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和RAM数据。

实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。

工作电压宽达2.5～5.5V。

采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

DS1302的外部引脚分配如图所示

图13时钟芯片DS1302外部引脚图

各引脚的功能为：

Vcc1：

主电源；

Vcc2：

备份电源。

当Vcc2>

Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2<

Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。

SCLK：

串行时钟，输入，控制数据的输入与输出；

I/O：

三线接口时的双向数据线；

CE：

输入信号，在读、写数据期间，必须为高。

该引脚有两个功能：

第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；

其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。

DS1302有下列几组寄存器：

①DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器

（读时81h～8Dh，写时80h～8Ch），存放的数据格式为BCD码形式，如图所示

图14DS1302控制寄存器

DS1302有关日历、时间的寄存器

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，当为1时，表示PM。

在24小时模式时，位5是第二个10小时位。

秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。

当该位置为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；

当该位置为0时，时钟开始运行。

控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保护位（WP），其它7位均置为0。

在任何的对时钟和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。

②DS1302有关RAM的地址

DS1302中附加31字节静态RAM的地址如图所示。

图15静态ram地址

③DS1302的工作模式寄存器

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。

突发模式寄存器如图所示。

图16工作模式寄存器

④此外，DS1302还有充电寄存器等。

读写时序说明：

DS1302是SPI总线驱动方式。

它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。

要想与DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。

DS1302的控制字如图所示。

图17DS1302控制字

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；

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（A4～A0）：

指示操作单元的地址；

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。

数据读写时序如图所示。

图18数据读写时序

电路原理图：

电路原理图如图19，DS1302与单片机的连接也仅需要3条线：

CE引脚、SCLK串行时钟引脚、I/O串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。

图19DS1302与单片机的电路连接

2、显示部分

显示部分采用最为常用的液晶显示器1602，该显示器具有功耗低，使用方便，运用在各个领域。

如图所示

图201602液晶显示器

LCD1602主要技术参数：

显示容量:

16×

2个字符

芯片工作电压:

4.5—5.5V

工作电流:

2.0mA（5.0V）

模块最佳工作电压:

5.0V

字符尺寸:

2.95×

4.35（W×

H）mm

引脚功能说明：

1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表

编号

符号

引脚说明

VSS

数据

VDD

电源正极

液晶显示偏压

数据/命令选择

R/W

读/写选择

使能信号

BLA

背光源正极

BLK

背光源负极

表1引脚接口说明表

第1脚：

VSS为地电源。

第2脚：

VDD接5V正电源。

第3脚：

VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚：

RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：

R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。

当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：

E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：

D0～D7为8位双向数据线。

第15脚：

背光源正极。

第16脚：

背光源负极。

其与单片机的连接如下图所示

图211602与单片机的链接

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示

序号

指令

清显示

光标返回

置输入模式

I/D

显示开/关控制

光标或字符移位

S/C

R/L

置功能

置字符发生存贮器地址

字符发生存贮器地址

置数据存贮器地址

显示数据存贮器地址

读忙标志或地址

计数器地址

写数到CGRAM或DDRAM）

要写的数据内容

从CGRAM或DDRAM读数

读出的数据内容

表二

1602液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。

（说明1为高电平，0为低电平）

指令1：

清显示，指令码01H，光标复位到地址00H位置

指令2：

光标复位，光标返回到地址00H

指令3：

光标和显示位置设置I/D，光标移动方向，高电平右移，低电平左移，S：

屏幕上所有文字是否左移或右移，高电平表示有效，低电平表示无效。

指令4：

显示开关控制。

D：

控制整体的显示开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示。

控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：

控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。

指令5：

光标或显示移位S/C：

高电平时显示移动的文字，低电平时移动光标

指令6：

功能设置命令DL：

高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：

低电平时为单行显示，高电平时为双行显示，F：

低电平时显示5X7的点阵字符，高电平时显示5X10的显示字符。

指令7：

字符发生器RAM地址设置。

指令8：

DDRAM地址设置。

指令9：

读忙信号和光标地址BF：

忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或数据，如果为低电平表示不忙。

与HD44780相兼容的芯片时序表如下：

读状态

输入

RS=L，R/W=H，E=H

输出

D0—D7=状态字

写指令

RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲

无

读数据

RS=H，R/W=H，E=H

D0—D7=数据

写数据

RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲

表三：

基本操作时序表

读写操作时序如图所示

图22读操作时序

图23写操作时序

1602LCD的RAM地址映射及标准字库表

液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。

要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在，哪里显示字符，图是1602的内部显示地址。

图24LCD1602内部显示地址

例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？

这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B（80H）=11000000B（C0H）。

在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。

每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。

1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图10-58所示，这些字符有：

阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

二、软件

程序编写

/寄存器宏定义

#defineWRITE_SECOND0x80

#defineWRITE_MINUTE0x82

#defineWRITE_HOUR0x84

#defineREAD_SECOND0x81

#defineREAD_MINUTE0x83

#defineREAD_HOUR0x85

#defineWRITE_PROTECT0x8E

//位寻址寄存器定义

sbitACC_7=ACC^7;

//管脚定义

sbitSCLK=P3^5;

//DS1302时钟信号

7脚

sbitDIO=P3^6;

//DS1302数据信号

6脚

sbitCE=P3^7;

//DS1302片选

5脚

//地址、数据发送子程序

voidWrite1302（unsignedcharaddr,dat）

{

unsignedchari,temp;

CE=0;

//CE引脚为低，数据传送

中止

SCLK=0;

//清零时钟总线

CE=1;

//CE引脚为高，逻辑控制有效

//发送地址

for（i=8;

i--）//循环8次移位

SCLK=0;

temp=addr;

DIO=（bit）（temp&

0x01）;

//每次传输低字

节

addr>

=1;

//右移一位

SCLK=1;

}

//发送数据

i--）

CE=0;

temp=dat;

dat>

SCLK=1;

//数据读取子程序

unsignedcharRead1302（unsignedcharaddr）

unsignedchari,temp,dat1,dat2;

CE=0;

CE=1;

节移一位

//右

//读取数据

}CE=0;

ACC_7=DIO;

ACC>

=1;

SCLK=0;

dat1=ACC;

dat2=dat1/16;

//数据进制转换

dat1=dat1%16;

//十六进制转十进制

dat1=dat1+dat2*10;

return（dat1）;

//初始化DS1302

voidInitial（void）

Write1302（WRITE_PROTECT,0X00）;

//禁止写保

护

Write1302（WRITE_SECOND,0x56）;

//秒位初始化

Write1302（WRITE_MINUTE,0x34）;

//分钟初始化

Write1302（WRITE_HOUR,0x12）;

小时初始化

Write1302（WRITE_PROTECT,0x80）;

允许写保护

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