温度、时钟显示仪

本文介绍一种用AT89S52单片机构成的“温度、时钟显示仪”，该电路硬件结构简单，程序简练，成本低廉，使用灵活，非常适合对产品增加辅助功能。

  1．电路的主要功能和特点

  (1)测试室内温度和显示当前时间。

  (2)时钟芯片和模数转换芯片都采用串行接口方式，占用MCL，端口较少。

  (3)作为工业上的辅助功能，程序占用单片机的内部资源较少。

  (4)采用专用时钟芯片，并且合理的电源设计使得电路具有较强的抗干扰能力。

  (5)程序均采用模块化方式编写，方便后期维护更新。

2．电路硬件

(1)电源电路(见图1)。工业控制中的干扰在所难免，此电源电路采用常见的7805作为稳压，笔者作了简单改进一在电路中加了共模扼流圈，利用共模扼流圈的漏电感产生适量的差模电感，起到对差模电流的抑制作用。读者在设计时要注意控制共模扼流圈的寄生电容，否则对高频干扰的隔离效果很差。共模扼流圈的匝数越多，寄生电容越大，高频隔离的效果越差。
  (2)功能电路(见图2)

  AT89S52单片机芯片U1作为本电路的MCU，上电自动复位以及时钟电路均采用简易装置。

  ①液晶显示12232：是表示显示122列32行，由两片0713作为点阵驱动器(一片0713芯片，驱动61列32行)，故引脚端有片选信号CS1和片选信号CS2。第8个引脚(A0)，是数据／指令选择端，高电平时把数据DO～D7(9～16脚)送入显示RAM，低电平时把数据DO~D7送入指令执行器。

  ②时钟芯片BL5372：部分手机电路就是利用BL5372作为时钟模块，该芯片采用I2C接口协议，最高传输速率是400kbit／s，在成功完成读写信号后内嵌的字地址寄存器地址会自动增加。要注意的是FC接口的SCL、SDA引脚往往都是开漏电路，所以在功能实现时要接上10k的上拉电阻。该时钟芯片有自动闰年调节功能，功耗电流400NA／3.6V，其应用范围较广，相当多的电池耗电设备都采用该电路，其中时钟芯片BL5372与PCF8563有异曲同工之处(只需更改器件地址和时间寄存器地址)。

  ③AD转换芯片ADC0832：工控设备在室内温度测量时，对A／D的转换速率、转换精度要求并不高，同时对MCU的端口使用尽量要少，故选择串行输出且性价比合理的ADC0832作为转换模块，硬件电路采用A／D转换的典型接法，利用热敏电阻的阻值变化，分压后获得不同模拟量，引脚D1是输入模拟通道IN0、IN1的选通引脚(D1为0选通IN01通道、Dl为1选通IN1通道)，转换后的数字量伴随着8个CLK脉冲的下降沿，在DO引脚串行输出8位的数据。

  ④温度传感器：采用MF系列的PTC热敏电阻。

    (3)程序介绍

    本程序使用C语言编写，编写的总体思路是：在液晶显示器的固定位置显示特定文字，同时把转换后的时钟、温度数据经过查表显示在相应的位置，这样程序可分为液晶显示、时钟显示、温度显示3大模块，具有调用灵活、后期修改方便等特点。主程序的流程如图3所示。开机上电复位后，程序对89S52(MCU)、12232(LCD)初始化后，期间是一个不断读取BL5372(时钟芯片)和ADC0832(模数转换)的过程，编制程序均采用模块化调用方式，笔者在程序中已经对各个模块化程序标注详细注释，其中子程序LCD_Show_tAB的作用是预先定义显示文字的内容表，方便后期显示文字的更改。

  编写时钟程序时，BL5 372的I2C接口有三种读数据方式，笔者采取的读数据模式如下：
 
  其中：

  写驱动器模式的目的是使单片机选中该时钟芯片，BL5372的器件地址是0l10010+R／W(R时为1，W时为0)，由于我们当前是写指令，所以送驱动器地址0x64。

  读驱动器模式的目的是读取时钟芯片的内容后，经单片机处理，送液晶显示器。BL5372的I2C协议规定，高四位为内部寄存器地址，低四位为传输模式(读状态时，定义传输模式为“0100”)，由于秒的内部地址是(OH)，所以在读秒地址的时候应写入0x04H。

  应答信号：在I2C接口协议中规定主器件收发每个字节后产生一个时钟应答脉冲，由于BL5372内部已嵌入I2C接口电路，所以当该时钟芯片接受从单片机发送来的一个字节信号时，自动产生ACK应答信号，但由于80C51MCU并没有I2C接口，所以当完成读取时钟芯片内一个字节时，BL5372会把SDA状态保持为高电平，这时我们需要提供一个ACK应答信号，具体做法是接收完一个字节后，人为产生一个SDA的低电平。