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文檔簡(jiǎn)介
1、永城職業(yè)學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì)題目 基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì) 系別 專(zhuān)業(yè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 日期 目 錄摘 要3前 言4第一章 概述5第二章 總體設(shè)計(jì)62.1 設(shè)計(jì)要求62.2 主控芯片選擇62.3 時(shí)鐘芯片的選擇方案論證62.4溫度傳感器的選擇方案與論證7第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1 單片機(jī)主控模塊設(shè)計(jì)83.2 傳感器設(shè)計(jì)93.3 顯示設(shè)計(jì)103.4 按鍵設(shè)計(jì)113.5 主電路設(shè)計(jì)11第四章 軟件設(shè)計(jì)124.1仿真與測(cè)試124.1.1 軟件測(cè)試124.1.2 仿真124.2 顯示子程序設(shè)計(jì)13第五章 結(jié)論13致 謝14參考文獻(xiàn)15摘 要單片機(jī)就是微控制器,是面向應(yīng)用對(duì)象設(shè)計(jì)、突出控制功
2、能的芯片。單片機(jī)接上晶振、復(fù)位電路和相應(yīng)的接口電路,裝載軟件后就可以構(gòu)成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。將它嵌入到形形色色的應(yīng)用系統(tǒng)中,就構(gòu)成了眾多產(chǎn)品、設(shè)備的智能化核心。本文通過(guò)對(duì)一個(gè)基于單片機(jī)的能實(shí)現(xiàn)萬(wàn)年歷功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì),從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用。系統(tǒng)由主控制器AT89C51、時(shí)鐘電路DS1302、顯示電路、按鍵電路、和復(fù)位電路等部分構(gòu)成,能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘日歷顯示的功能,能進(jìn)行時(shí)、分、秒的顯示。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度(可根據(jù)需要啟動(dòng)高溫報(bào)警功能);最后總在老師同學(xué)的幫助以及自己的努力下完成了此次電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)。 研究結(jié)果表明,由于萬(wàn)年歷的應(yīng)用相當(dāng)普遍,所以其設(shè)計(jì)的核心在于硬件成本的節(jié)約軟件
3、算法的優(yōu)化,力求做到物美價(jià)廉,才能擁有更廣闊的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞:萬(wàn)年歷;溫度計(jì);鬧鐘;液晶顯示前 言對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì),首先,本課題對(duì)系統(tǒng)主要功能進(jìn)行分析,確定該系統(tǒng)的主要功能是:陽(yáng)歷日期顯示、時(shí)間顯示、農(nóng)歷日期顯示、星期顯示、環(huán)境溫度顯示和定時(shí)鬧鈴,并可以修改時(shí)間,在修改時(shí)間的過(guò)程中,可以對(duì)月份天數(shù)自動(dòng)判斷。隨著微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展家用電子產(chǎn)品不但種類(lèi)日益豐富而且變得更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。單片微型計(jì)算機(jī)體積小、性?xún)r(jià)比高、功能強(qiáng)、可靠性高等獨(dú)有的特點(diǎn)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電子萬(wàn)年歷是一種應(yīng)用非常廣泛的日常計(jì)時(shí)工具。數(shù)字顯示的日歷鐘已經(jīng)越來(lái)越流行,特別是適合在家庭居室、辦公室、
4、大廳、會(huì)議室、車(chē)站和廣場(chǎng)等使用。該電子萬(wàn)年歷還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。在軟件方面,主要包括日歷程序、時(shí)間調(diào)整程序,顯示程序等。所有程序編寫(xiě)完成后,在Keil軟件中進(jìn)行調(diào)試,確定沒(méi)有問(wèn)題后,在Proteus軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。最后在老師同學(xué)的幫助以及自己的努力下完成了此次電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)。第一章 概述隨著社會(huì)、科技的發(fā)展,人類(lèi)得知時(shí)間,從觀太陽(yáng)、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘,不斷研究、創(chuàng)新。為了在觀測(cè)時(shí)間的同時(shí),能夠了解其它與人類(lèi)密切相關(guān)的信息,比如溫度、星期、日期等,電子萬(wàn)年歷誕生了,它集時(shí)間、日期、星期和溫度功能于一身,具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔等諸多優(yōu)點(diǎn),符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)
5、。伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn),給人類(lèi)生活帶來(lái)了根本性的改變。由其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)。電子萬(wàn)年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來(lái)的諸多方便,作為一種附加功能,現(xiàn)在越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中,具有廣闊的市場(chǎng)前景.二十一世紀(jì)的今天,最具代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子萬(wàn)年歷,它是近代世界鐘表業(yè)界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明,相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的走時(shí)差從分級(jí)縮小到秒級(jí),代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。第二次革命是石英晶體振蕩器的應(yīng)用,發(fā)明了走時(shí)精度更高的石英電子鐘表,使鐘表的走時(shí)月差從分級(jí)縮小到秒級(jí)。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)
6、時(shí)技術(shù)的應(yīng)用(電子萬(wàn)年歷),使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬(wàn)秒,從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的方式發(fā)展為人們?nèi)粘8鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式,更加直觀明了,并增加了全自動(dòng)日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能,電子萬(wàn)年歷的出現(xiàn)帶來(lái)了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步。如今電子萬(wàn)年歷飛入了尋常百姓家,掛式、臺(tái)式以及帶裝飾畫(huà)面等豐富的電子萬(wàn)年歷數(shù)不勝數(shù),不但滿(mǎn)足了精準(zhǔn)的計(jì)時(shí)需求,還將計(jì)時(shí)帶上了科技時(shí)尚的味道。單片機(jī)技術(shù)所應(yīng)用的功能控制芯片可進(jìn)行多種功能的設(shè)置,如鬧鐘、報(bào)時(shí)、日歷查詢(xún)、語(yǔ)音等;并改善了很多原有石英鐘不能解決的問(wèn)題,例如:數(shù)字夜光顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及全自動(dòng)溫度檢測(cè)等功能;這給傳統(tǒng)計(jì)時(shí)消費(fèi)帶
7、來(lái)了新的動(dòng)力,越來(lái)越多的消費(fèi)者選擇了電子萬(wàn)年歷。第二章 總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求基本要求:(1)具有顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等功能;(2)萬(wàn)年歷具有閏月識(shí)別顯示功能;(3)具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能;(4)具備溫度報(bào)警、節(jié)日提醒、鬧鐘功能。2.2 主控芯片選擇方案一:純硬件電路系統(tǒng),各功能采用分離的硬件電路模塊實(shí)現(xiàn)。用時(shí)序邏輯電路實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能,用555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)鬧鐘的設(shè)定。但這種實(shí)現(xiàn)方法可靠性差、控制精度低,靈活性小、線(xiàn)路復(fù)雜、安裝調(diào)試不方便,而且不方便實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展。方案二:用可編程邏輯器件(PLD)實(shí)現(xiàn)。這種方案與前一種相比,可靠性增加,同時(shí)可以很好的完成時(shí)鐘的功能
8、。同時(shí)這種方案只能選用數(shù)碼管顯示,顯示的效果不夠理想,無(wú)法很好的完成擴(kuò)展功能的要求,系統(tǒng)的靈活性不夠。方案三:雖然目前單片機(jī)的品種很多,但其中最具代表性的當(dāng)屬I(mǎi)ntel公司的MCS-51單片機(jī)系列。MCS-51以其典型的結(jié)構(gòu)、完善的總線(xiàn)、SFR的集中管理模式、位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富的指令系統(tǒng),為單片機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。MCS-51系列的典型芯片是80C51(CHMOS型的8051)。為此,眾多的廠(chǎng)商都介入了以80C51為代表的8位單片機(jī)的發(fā)展,如Philips、Siemens(Infineon)、Dallas、ATMEL等公司,我們把這些公司生產(chǎn)的與80C51兼容的單片機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為8
9、0C51系列。特別是在近年來(lái),80C51系列又有了許多發(fā)展,推出了一些新產(chǎn)品,主要是改善單片機(jī)的控制功能,如內(nèi)部集成了高速I(mǎi)/O口、ADC、PWM、WDT等,以及低電壓、微功耗、電磁兼容、串行擴(kuò)展總線(xiàn)和控制網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)性能等。2.3 時(shí)鐘芯片的選擇方案論證(一) 可直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào),使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時(shí)鐘芯片的使用,節(jié)約成本,但是,實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。(二) 采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘,DS130是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路,它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行
10、計(jì)時(shí),具有閏年補(bǔ)償功能,工作電壓為2.5V5.5V。采用三線(xiàn)接口與CPU進(jìn)行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品,與DS1202兼容,但增加了主電源/后背電源雙電源引腳,同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸,可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能,并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振4。因此,本設(shè)計(jì)中采用DS1302提供時(shí)鐘。2.4溫度傳感器的選擇方案與論證使用熱敏電阻作為傳感器,用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓
11、,利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性,采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值,并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。此設(shè)計(jì)方案需用A/D轉(zhuǎn)換電路,增加硬件成本而且熱敏電阻的感溫特性曲線(xiàn)并不是嚴(yán)格線(xiàn)性的,會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤。采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20,此類(lèi)傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,易于與單片機(jī)連接,可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,降低硬件成本,簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。另外,數(shù)字式溫度傳感器還具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。因此,本設(shè)計(jì)DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)主控模塊設(shè)計(jì)AT89S51是一個(gè)低功耗,高性能CMOS8位單片機(jī),片內(nèi)含4kBytesISP
12、(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。AT89S51具有如下特點(diǎn):40個(gè)引腳,4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,128Bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM),32個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門(mén)狗(
13、WDT)電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外,AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式??臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。AT89S52單片機(jī)為40引腳雙列直插芯片,有四個(gè)I/O口P0,P1,P2,P3,MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位的I/O口(P0、P1、P2、P3),每一條I/O線(xiàn)都能獨(dú)立地作輸出或輸入7。P0口:P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL
14、門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí),被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí),P0口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),P0輸出原碼,此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口:P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí),P1口作為第八位地址接收。P2口:P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個(gè)TTL門(mén)電流,當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí),其
15、管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí),P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí),P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí),它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì),當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí),P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。I/O口
16、作為輸入口時(shí)有兩種工作方式,即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù),而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線(xiàn),經(jīng)過(guò)某種運(yùn)算或變換后再寫(xiě)回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線(xiàn)。輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作。這是由硬件自動(dòng)完成的,不需要我們操心,1然后再實(shí)行讀引腳操作,否則就可能讀入出錯(cuò),如果不對(duì)端口置1,端口鎖存器原來(lái)的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q為1加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極的信號(hào)為1,該場(chǎng)效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗,此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為1,也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的1信號(hào)讀入后不一定是1。若先執(zhí)行置1操
17、作,則可以使場(chǎng)效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入,由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作,所以這類(lèi)I/O口被稱(chēng)為準(zhǔn)雙向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖2所示:18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出.第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開(kāi)關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端.單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示:圖2中的晶振頻率為12MHz,復(fù)位方式為上電自動(dòng)復(fù)位。3.2 傳感器設(shè)計(jì)
18、DS1820數(shù)字溫度計(jì)以9位數(shù)字量的形式反映器件的溫度值。DS1820通過(guò)一個(gè)單線(xiàn)接口發(fā)送或接收信息,因此在中央微處理器和DS1820之間僅需一條連接線(xiàn)(加上地線(xiàn))。用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線(xiàn)本身獲得,無(wú)需外部電源。因?yàn)槊總€(gè)DS1820都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào),所以多只DS1820可以同時(shí)連在一根單線(xiàn)總線(xiàn)上,這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。DS18B20的主要特征:全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出先進(jìn)的單總線(xiàn)數(shù)據(jù)通信最高12位分辨率,精度可達(dá)土0.5攝氏度12位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒可選
19、擇寄生工作方式檢測(cè)溫度范圍為55C+125C(67F+257F)內(nèi)EEPROM,限溫報(bào)警功能64位光刻ROM,內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào),方便多機(jī)掛接多樣封裝形式,適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)3.3 顯示設(shè)計(jì)液晶顯示的原理是利用利用液晶的物理特性,通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制,有電就有顯示。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn),目前已被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示的分類(lèi)方法有很多種,通??砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外,液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。在本萬(wàn)年歷當(dāng)中1286液晶顯示顯示當(dāng)前的實(shí)時(shí)時(shí)間和溫度及重
20、要的陰陽(yáng)歷節(jié)日等功能。12864液晶顯示具有如下的特性:提供8位,4位并行接口及串行接口可選并行接口適配M6800時(shí)序自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能內(nèi)部自建振蕩源6416位字符顯示RAM(DDRAM最多16字符4行,LCD顯示范圍162行(改為半角輸入)2M位中文字型ROM(CGROM),總共提供8192個(gè)中文字型(1616點(diǎn)陣)16K位半寬字型ROM(HCGROM),總共提供126個(gè)西文字型(168點(diǎn)陣)6416位字符產(chǎn)生RAM(CGRAM)1516位總共240點(diǎn)的ICONRAM(ICONRAM)3.4 按鍵設(shè)計(jì)按鍵采用4個(gè)獨(dú)立的按鍵,一個(gè)功能鍵、一個(gè)確認(rèn)鍵、一個(gè)加按鍵、一個(gè)減按鍵通過(guò)這四個(gè)按鍵可以來(lái)
21、合理的設(shè)置時(shí)鐘的調(diào)整和鬧鈴的設(shè)定溫度報(bào)警的上下限數(shù)值。3.5 主電路設(shè)計(jì)主電路的功能是完成年、月、日、星期、時(shí)、分、秒之間的轉(zhuǎn)換,再送往LED顯示,并且接受鍵盤(pán)操作,對(duì)日期和時(shí)間進(jìn)行校正。顯示部分用P0口做為輸出數(shù)據(jù)接到LED數(shù)碼管a到h,并接74ls244做為各段的驅(qū)動(dòng)(為了簡(jiǎn)化電路圖在此用了8個(gè)上拉電阻代替74ls244)。用P3口的低3位接譯碼器的A0,A1,A2端,用P3.3,P3.4,P3.5分別接譯碼器的使能端,通過(guò)控制P3口來(lái)控制LED的動(dòng)態(tài)掃描。單片機(jī)的18和19引腳接12MHZ的晶振,并接兩個(gè)22PF的電容同時(shí)接地,單片機(jī)復(fù)位端接一極性電容并連接到電源處,在極性電容的負(fù)極接一
22、10K的電阻,并連接至地做為放電用。本設(shè)計(jì)用到四個(gè)獨(dú)立式鍵盤(pán)分別接到P1口的低4位,用P1口的P1.4,P1.5,P1.6接日歷時(shí)鐘的使能端和時(shí)鐘端及數(shù)據(jù)輸入輸出口,并在日歷時(shí)鐘上接一32.768KHZ的晶振,并接兩個(gè)22PF的電容終端和地相連,各芯片的電源部分分別接到有開(kāi)關(guān)式電源產(chǎn)生的5V電源上,芯片的接地端都接在公共地上。第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1仿真與測(cè)試4.1.1 軟件測(cè)試在本系統(tǒng)中,硬件電路全部采用集成芯片設(shè)計(jì)。每一個(gè)集成芯片都有相應(yīng)的控制方法,即工作時(shí)序。在應(yīng)用一個(gè)集成芯片的時(shí)候,首先要認(rèn)真閱讀其讀寫(xiě)時(shí)序,再了解它的初始化流程及指令集。該系統(tǒng)除含有單總線(xiàn)溫度傳感器芯片外,還含有液晶顯示
23、模塊,其控制方式都非常麻煩,對(duì)軟件的設(shè)計(jì)要求很?chē)?yán)格,尤其是溫度傳感器芯片,在對(duì)其讀寫(xiě)過(guò)程中,要求有嚴(yán)格的延時(shí)。(1)時(shí)鐘芯片軟件調(diào)試在開(kāi)始的時(shí)鐘芯片讀寫(xiě)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)不能正確讀出時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù),讀出的時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù)全部為0FFH。經(jīng)仔細(xì)閱讀資料發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘芯片DS1302內(nèi)部含有寫(xiě)保護(hù)寄存器,當(dāng)其最高位為0時(shí),可以寫(xiě)入移位寄存器,反之則不能寫(xiě)入,而在開(kāi)始初始化DS1302時(shí),并沒(méi)有包含寫(xiě)保護(hù)寄存器最高位清零的環(huán)節(jié),所以程序中的所有寫(xiě)入、讀出語(yǔ)句全部無(wú)效,不能被DS1302所接收。在程序設(shè)計(jì)的開(kāi)始加入關(guān)閉寫(xiě)保護(hù)語(yǔ)句,可以正確寫(xiě)入、讀出時(shí)鐘芯片日歷寄存器數(shù)據(jù)。(2)顯示部分軟件調(diào)試為了使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交
24、互界面,該系統(tǒng)采用液晶顯示器顯示所有數(shù)據(jù),但是,液晶顯示模塊的控制要比LED數(shù)碼管復(fù)雜得多。液晶模塊采用8位并口和微控制器對(duì)話(huà),在時(shí)鐘下降沿有效。在開(kāi)始的顯示部分軟件調(diào)試過(guò)程中,液晶顯示模塊白屏,即所送指令和數(shù)據(jù)根本沒(méi)有被液晶模塊所接收。(3)按鍵部分軟件調(diào)試在本系統(tǒng)中,用戶(hù)可以使用鍵盤(pán)修改時(shí)間、設(shè)定鬧鈴時(shí)間。以前學(xué)習(xí)過(guò)讀取微控制器引腳狀態(tài)的基本語(yǔ)句。按照理論設(shè)計(jì)程序,并觀察按鍵按下之后顯示界面是否按照理論設(shè)計(jì)的結(jié)果變化,發(fā)現(xiàn)在按下一次“選擇”鍵之后,游標(biāo)不是移動(dòng)一位,而是移動(dòng)很多位,這說(shuō)明硬件有抖動(dòng)。本設(shè)計(jì)在最后按鍵部分軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中,采用軟件消抖和按鍵釋放判斷,很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。4.1
25、.2 仿真本次仿真使用軟件Protues7.0,該軟件元件庫(kù)豐富,元件封裝要求相對(duì)簡(jiǎn)單且參數(shù)調(diào)整方便,除此之外,程序還可進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。4.2 顯示子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的顯示部分具有消隱和閃爍功能,當(dāng)時(shí)分秒等高位為0時(shí)顯示消隱,此時(shí)在讀時(shí)間時(shí)更加明了,但低位不能顯示消隱。閃爍功能也是本設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn),本設(shè)計(jì)采用8個(gè)位標(biāo)志位,其中一個(gè)標(biāo)志位通過(guò)用定時(shí)器0產(chǎn)生一個(gè)周期大約為每秒1.5次,使閃爍時(shí)效果達(dá)到最好。此時(shí)定時(shí)器采用定時(shí)中斷的工作方式,這樣可以充分利用CPU資源。另外7個(gè)標(biāo)志位是時(shí)分秒等的位標(biāo)志位,當(dāng)秒標(biāo)志位置1時(shí)即秒開(kāi)閃爍,與用中斷產(chǎn)生的標(biāo)志位相結(jié)合,即在一個(gè)周期內(nèi)為0時(shí)此時(shí)消隱為1時(shí)開(kāi)顯示,這
26、樣就使在調(diào)時(shí)間時(shí)對(duì)應(yīng)的位閃爍。第五章 結(jié)論以上所述即是電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)全過(guò)程,經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)測(cè)試與分析,對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.經(jīng)過(guò)此設(shè)計(jì),基本完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)之前,要結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行定位,使系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有競(jìng)爭(zhēng)力。該系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是界面友好,走時(shí)準(zhǔn)確,和現(xiàn)在使用LED顯示數(shù)據(jù)的萬(wàn)年歷相比,體積更小,可以作為轎車(chē)車(chē)載顯示裝置。系統(tǒng)采用液晶顯示器,可以使該系統(tǒng)應(yīng)用到更加現(xiàn)代化的地方。該系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法,同時(shí)保留了很多的微控制器I/O口,擴(kuò)展十分方便。以往的采用LED顯示數(shù)據(jù)的萬(wàn)年歷要想實(shí)現(xiàn)功
27、能擴(kuò)展,除需要對(duì)系統(tǒng)程序進(jìn)行修改外,還必須增加或刪減LED數(shù)碼管,同時(shí)要對(duì)LED圖片界面進(jìn)行更換,硬件改動(dòng)較大。該系統(tǒng)本身不僅具有很大的靈活性、友好的界面、方便的可擴(kuò)展性,同時(shí),在其基礎(chǔ)上的系統(tǒng)的市場(chǎng)需求也很可觀。而且對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制。學(xué)校的電鈴,要根據(jù)時(shí)間進(jìn)行動(dòng)作;自動(dòng)配電系統(tǒng),要根據(jù)時(shí)間進(jìn)行通電或斷電等很多場(chǎng)合需要根據(jù)時(shí)間量進(jìn)行控制,本系統(tǒng)可以很好的滿(mǎn)足這些系統(tǒng)的要求。參考文獻(xiàn)1 章彧 陳炘 單片機(jī)原理及應(yīng)用 南京:南京大學(xué)出版社 2011.內(nèi)部資料僅供參考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2
28、kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv
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