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51單片機初學實踐：用DS1302模塊和LCD1602顯示屏實現電子鐘

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本帖最后由 ricebucket 于 2020-7-12 22:10 編輯

作為51單片機初學者，制作一個電子鐘是不可缺少的實踐內容。周末用STC89C52RC+DS1302模塊+LCD1602顯示屏+DS18B20數字溫度傳感器實現了一個電子鐘，
顯示效果如下：




可以用串口命令修改RTC時鐘：



實踐過程中的一些經驗分享：
1、DS1302模塊的RST，CLK和IO口最好加上4.7k以上的上拉電阻，提高RTC數據讀寫可靠性，這個問題讓我花了不少時間，最后在Vcc2和IO引腳之間焊接了一個10k電阻解決問題，如圖所示：



2、DS1302模塊的讀寫接口類似于I2C，使用burst mode+結構體或者數值可以提高讀寫效率：

  1. typedef struct rtc_data
  2. {
  3.         uint8 SS;        //秒
  4.         uint8 MI;        //分
  5.         uint8 HH;        //小時
  6.         uint8 DD;        //日
  7.         uint8 MM;        //月
  8.         uint8 DOW;        //星期
  9.         uint8 YY;        //年
  10. } T_RTC_DATA;
復制代碼
  1. void DS1302_Burst_Write(T_RTC_DATA *rtc_dat)
  2. {
  3.         uint8 i, *p = (uint8 *)rtc_dat;

  5.         DS1302_RST = 1;        //使能片選信號
  6.         _nop_();

  8.         DS1302_Write_Byte(DS1302_BURST_WRITE_ADDR);

  10.         for(i=0; i<sizeof(T_RTC_DATA); i++)
  11.         {
  12.                 DS1302_Write_Byte(*p++);
  13.         }

  15.         DS1302_RST = 0;
  16.         _nop_();
  17. }

  19. void DS1302_Burst_Read(T_RTC_DATA *rtc_dat)
  20. {
  21.         uint8 i, *p = (uint8 *)rtc_dat;

  23.         DS1302_RST = 1;        //使能片選信號
  24.         _nop_();

  26.         DS1302_Write_Byte(DS1302_BURST_READ_ADDR);

  28.         for(i=0; i<sizeof(T_RTC_DATA); i++)
  29.         {
  30.                 *p++ = DS1302_Read_Byte();
  31.         }

  33.         DS1302_RST = 0;
  34. }
復制代碼


3、DS18B20溫度傳感器采用one wire協議，時序要求精確，讀寫問題不大，主要還是溫度讀取后的轉換和顯示，尤其是小數位的顯示，使用長度16的lookup table，可以減少重復計算：

  1. bit DS18B20_Get_Temperature(int *temp, int *sign)
  2. {
  3.         bit ack;
  4.         uint8 LSB, MSB;

  6.         ack = DS18B20_Get_Ack();
  7.         if(ack == 0)
  8.         {
  9.                 DS18B20_Write_Byte(0xCC); //跳過ROM
  10.                 DS18B20_Write_Byte(0xBE); //跳過溫度采集
  11.                 LSB = DS18B20_Read_Byte(); //讀低字節溫度值
  12.                 MSB = DS18B20_Read_Byte(); //讀高字節溫度值
  13.                 *temp = ((int)MSB<<8) + LSB;

  15.                 if(0 > *temp)
  16.                 {
  17.                         *temp -= 1;
  18.                         *temp  = ~*temp; //對負溫度數據取補碼
  19.                         *sign = -1; // 負數
  20.                 }
  21.                 else
  22.                 {
  23.                         *sign = 1; // 正數
  24.                 }
  25.         }
  26.         return ~ack;
  27. }
復制代碼
  1.         // DS18B20的小數位四舍五入顯示結果速查表，4bit=索引取值范圍 0 - 15
  2.         uint8 code dect_lookup_tab[] = {0, 1, 1, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 8, 9, 9};
復制代碼
  1.                         slen = 0;
  2.                         sbuf[slen++] = ds18b20_temp_sign_s < 0 ? '-' : '+';
  3.                         
  4.                         intT %= 100;
  5.                         
  6.                         if(intT > 10) sbuf[slen++] = '0' + intT / 10;
  7.                         sbuf[slen++] = '0' + intT % 10;
  8.                         sbuf[slen++] = '.';
  9.                         
  10.                         sbuf[slen++] = '0' + dect_lookup_tab[decT]; // 使用之前已經算好的四舍五入結果查表，速度更快。
  11.                         //sbuf[slen++] = '0' + (decT*10) / 16;  //二進制的小數部分轉換為1位十進制位, 小數部分轉換為可顯示的數字字符
  12.                         
  13.                         sbuf[slen++] = '\0';                 //添加字符串結束符
  14.                         LCD1602_Show_Str(10, 0, sbuf);     //顯示到液晶屏上
復制代碼



4、uart命令部分，可以使用串口中斷接收輸入到UART_Rxd_Buf，然后選擇一個合適的定時器間隔讀取，解析并執行，詳見附件代碼。

  1. /* 串口動作函數，根據接收到的命令幀執行響應的動作
  2.    buf-接收到的命令幀指針，len-命令幀長度 */
  3. void Uart_Cmd_Handler(uint8 *buf)
  4. {
  5.     int8 slen = 0;

  7.         printf(">cmd recv: [%s]\r\n", buf);

  9.         if(0 == strncmp("rtc set ", buf, 8))
  10.         {
  11.                 if(0 != UART_Cmd_Exec_RTC_Set(buf+8))
  12.                 {
  13.                         printf(">cmd exec: failed.\r\n");
  14.                 }
  15.         }
  16.         else
  17.         {
  18.                 printf(">cmd unrecognized.\r\n");
  19.         }
  20. }
復制代碼

5、main函數內容：
  1. void main()
  2. {
  3.     int8 slen = 0;
  4.         uint8 pdata uart_cmd_buf[64] = {0};

  6.     EA = 1;        //開總中斷
  7.         DS18B20_Start();
  8.         UART_Config(9600);
  9.     ConfigTimer0(TIMER0_SLICE_MS);        //T0定時10ms

  11.     DS1302_Init();        //初始化RTC時鐘
  12.     LCD1602_Init();        //初始化液晶

  14.         LCD1602_Show_Str(0, 0, "**:**:**");
  15.         LCD1602_Show_Str(0, 1, "20**#**#**# ???");
  16.         LCD1602_Show_Char(15, 0, 0);        //5x7字符 ℃
  17.         LCD1602_Show_Char(4, 1, 1);        //5x7字符 年
  18.         LCD1602_Show_Char(7, 1, 2);        //5x7字符 月
  19.         LCD1602_Show_Char(10, 1, 3);        //5x7字符 日

  21.     while(1)
  22.     {
  23.                 Uart_Cmd_Check(&uart_cmd_buf, sizeof(uart_cmd_buf)-1);

  25.         if (timer_flag_250ms)  //每250ms讀取依次時間
  26.         {
  27.                         ReadAndShowRtc();
  28.             timer_flag_250ms = 0;
  29.         }
  30.         if (timer_flag_3s)  //每隔3s執行以下分支
  31.         {
  32.                         ReadAndShowTemperature();
  33.             timer_flag_3s = 0;
  34.                 }
  35.     }
  36. }
復制代碼


附件文件列表如圖所示：



以上代碼使用C51開發板調試，接線簡單，具體端口可參看config.h

初學單片機，難免有錯漏之處，還請各位壇友不吝賜教。


DS1302_UART_LCD1602_STC89C52RC.7z (2.35 MB, 下載次數: 81)

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