基于單片機(jī)的多功能時(shí)鐘

1、中文題目：基于單片機(jī)的多功能時(shí)鐘設(shè)計(jì)外文題目: THE DESIGN OF MULTIFUNCTIONAL CLOCK BASED ON SINGLE-CHIP畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 62 頁（其中：外文文獻(xiàn)及譯文20頁） 圖紙共0張 完成日期 2013年06月 答辯日期 2013年06月 遼寧工程技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生誠信承諾保證書本人鄭重承諾： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容真實(shí)、可靠，系本人在 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔(dān)全部責(zé)任。學(xué)生簽名：年 月 日遼寧工程技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師誠信承諾保證書本人鄭重承諾：我已按學(xué)校相關(guān)規(guī)定對 同學(xué)的畢

2、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的選題與內(nèi)容進(jìn)行了指導(dǎo)和審核，確認(rèn)由該生獨(dú)立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔(dān)指導(dǎo)教師相關(guān)責(zé)任。指導(dǎo)教師簽名：年 月 日摘要多功能時(shí)鐘廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭，車站，碼頭，辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)時(shí)性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命。鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大地方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 數(shù)字鐘在日常生

3、活中最常見，應(yīng)用也最廣泛。本文以AT89S52芯片為核心，輔以必要的外圍電路和溫度傳感器，設(shè)計(jì)一簡易的多功能電子時(shí)鐘系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中以DS1302為時(shí)鐘芯片，DS18B20為溫度傳感器，通過液晶顯示器LCD1602實(shí)時(shí)顯示時(shí)間及溫度，通過按鍵設(shè)置年月日和星期以及定時(shí)鬧鐘，定時(shí)鬧鐘時(shí)間到自動發(fā)出警報(bào)。數(shù)字鐘采用24小時(shí)制方式顯示時(shí)間。文章的核心主要從硬件設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)大的方面。關(guān)鍵詞：時(shí)鐘；單片機(jī)；LCD液晶顯示AbstractMultifunctional clock is widely used in personal family, station, wharf, office and o

4、ther public places, it becomes necessary things in people daily life.Digital clock is the most common application in the module of single-chip.A digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds timing device.As the development of digital integrated circuits a

5、nd quartz crystal oscillator is widely used, so compared with the mechanical clock has higher quality on time and intuitive, and without a mechanical device,and having a longer life. The digital clock brought the greatly convenient to people production the life , and greatly expanded the clocks chim

6、e of the original function.Therefore, the digital clock and expand its application, has a very realistic significance. Digital clock in our daily lives is the most common, is the most widely applied.The main section is designed digital bell to single-chip AT89C51 core, with LCD modules, clock chips,

7、 and other functional modules. In this paper, DS1302 chip is used as the clock chip, DS18B20 chip is used as the temperature sensor and LCD1602 was used to display time and temperature.You can set year, month and time alarm clock through the four buttons.When the real time reach to the time clock，th

8、e system will warn automatically.24 hours using digital bell system display time.The article primarily from the core hardware design and software programming two major aspects.Keywords: clock; single-chip;LCD display目錄引言11 時(shí)鐘的背景知識31.1 時(shí)鐘的研究背景31.2 國內(nèi)外時(shí)鐘的研究現(xiàn)狀42 總體設(shè)計(jì)方案62.1 多功能時(shí)鐘的工作原理62.2 多功能時(shí)鐘的總體結(jié)構(gòu)63 系

9、統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1 硬件介紹83.1.1 單片機(jī)AT89C5183.1.2 時(shí)鐘芯片DS1302103.1.3 溫度傳感器DS18B20113.1.4 液晶顯示屏LCD1602143.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)架173.2.1 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)173.2.2 溫度測量模塊183.2.3 時(shí)鐘模塊183.2.4 電源模塊193.2.5 LCD液晶顯示模塊203.2.6 蜂鳴器模塊213.2.7 鍵盤輸入模塊213.2.8 整體電路224 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程234.1 主程序流程234.2 時(shí)間日期程序流程234.3 溫度顯示程序流程244.4 定時(shí)報(bào)警程序流程245 仿真結(jié)果與分析討論255.1

10、proteus簡介255.2 Keil uVision3軟件簡介265.3 仿真266 結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)30附錄A 外文文獻(xiàn)譯文31附錄B 外文文獻(xiàn)39附錄C 程序51引言從古代的水漏、十二天干地支，到后來的機(jī)械鐘表以及當(dāng)今的石英鐘，都充分體現(xiàn)了時(shí)間的重要性。時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友【1】，時(shí)間是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊蛩兀S著電子時(shí)代的到來，科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，人們已經(jīng)不安于一個(gè)普普通通的鐘表，而是開始追求具有更多功能的時(shí)鐘，因而時(shí)鐘的樣式也變得多種多樣了。本文能夠使人們了解時(shí)鐘的工作原理和AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和匯編語言，以及熟練運(yùn)用proteus軟件進(jìn)行仿

11、真驗(yàn)證。時(shí)鐘已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，在日常生活中也非常的常見，無論是工作、學(xué)習(xí)還是生活都離不開它的身影。其中，定時(shí)功能是我們經(jīng)常會用到的，如鬧鐘的定時(shí)提醒，電風(fēng)扇等。隨著單片機(jī)性價(jià)比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能；小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強(qiáng)大、體積小、質(zhì)量輕、靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)成各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品?！?】1957年，Ventura發(fā)明了世界上第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的基礎(chǔ)，電子時(shí)鐘開始迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)代的電子時(shí)鐘是基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具，采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的

12、時(shí)間中斷，用于一秒的定義，通過計(jì)數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)小時(shí)清零，從而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能。現(xiàn)在高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試。數(shù)字式電子時(shí)鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式轉(zhuǎn)動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差。這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對，片選的靈活性好。【3】現(xiàn)如今，基于單片機(jī)的時(shí)鐘設(shè)計(jì)技術(shù)，無論國內(nèi)外都已經(jīng)非常的純熟并應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一種多功能時(shí)鐘，不僅可以與普通時(shí)鐘一樣顯

13、示時(shí)間，還可以進(jìn)行定時(shí)提醒，再增加一個(gè)溫度傳感器，就可進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度顯示，讓我們可以掌控周圍環(huán)境溫度，方便大家的生活，適應(yīng)先下追求高品質(zhì)生活的人們。通過本設(shè)計(jì)，不僅提高了動手能力，還鍛煉了把理論知識和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合在一起的能力。本文主要內(nèi)容為：第一章為時(shí)鐘的背景知識，介紹時(shí)鐘的研究背景，國內(nèi)外當(dāng)前的研究現(xiàn)狀。第二章為多功能時(shí)鐘的總體設(shè)計(jì)方案，包括時(shí)鐘的工作原理、系統(tǒng)的硬件框圖及各部分能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。第三章為本文的核心電路設(shè)計(jì)部分，包括各部分硬件的組成，設(shè)計(jì)電路圖及各硬件的工作原理等方面的介紹。第四章為本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序流程部分，包括能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)功能的設(shè)計(jì)流程，使本文在軟件設(shè)計(jì)流程方面的工作過程能夠

14、易于理解。第五章為本次設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果與分析討論，包括對仿真工具proteus和keil uvision3的介紹，并利用兩個(gè)軟件的完美組合對此多功能時(shí)鐘的工作過程進(jìn)行仿真。第六章為結(jié)論部分，總結(jié)本設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)的各個(gè)功能以及需要改進(jìn)的方面。最后是致謝和參考文獻(xiàn)。1 時(shí)鐘的背景知識本章主要介紹時(shí)鐘的時(shí)鐘的研究背景，國內(nèi)外當(dāng)前的研究現(xiàn)狀。1.1 時(shí)鐘的研究背景20世紀(jì)末，電子技術(shù)得到了極速的發(fā)展，毫無疑問，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及各種高科技產(chǎn)品幾乎滲透到了社會的各個(gè)領(lǐng)域，這有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度以及綜合科技水平的提高，但產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率也越來越快。隨著科技的發(fā)展、社會的進(jìn)步

15、和全球化競爭的日益激烈，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。多功能電子鐘不管在性能還是在樣式亦或是用途上都發(fā)生了重大的變化，許多電子鐘都已具備電子鬧鐘、電子秒表、溫度檢測等功能。同時(shí)單片機(jī)在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的4。多功能電子時(shí)鐘除了具有時(shí)鐘的功能外還可以包含對環(huán)境溫度檢測的功能。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，在各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，對溫度的測量及控制始終占據(jù)著非常重要的地位。目前，典型的溫度檢測控制系統(tǒng)由模擬式溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路和各種單片機(jī)組成。由于模擬式溫度傳感器輸出的模擬信號必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能與單片機(jī)等微處理器接口進(jìn)

16、行讀寫的操作，所以硬件電路會比較復(fù)雜，成本較高。而以DS18B20為代表的新型單線總線數(shù)字式溫度傳感器集溫度測量和A/D轉(zhuǎn)換于一體，這類傳感器可以直接輸出數(shù)字量，同時(shí)與單片機(jī)接口電路結(jié)構(gòu)非常簡單，可以廣泛用于距離遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)分布多的場合，具有較強(qiáng)推廣應(yīng)用價(jià)值。5 數(shù)字電子時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對時(shí)，分，秒數(shù)字顯示的裝置，廣泛用于個(gè)人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡谋匦杵?，由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，數(shù)字時(shí)鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。例如定時(shí)自動報(bào)警、按時(shí)自動打鈴、時(shí)間程

17、序自動控制、定時(shí)廣播、自動啟閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電器的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字時(shí)鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。1.2 國內(nèi)外時(shí)鐘的研究現(xiàn)狀數(shù)字電子時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生活節(jié)奏越來越快，競爭日益激烈，人們對時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣?？梢哉f時(shí)間的準(zhǔn)確已成為各行各業(yè)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，如果時(shí)間出現(xiàn)誤差而不能及時(shí)校正，會造成一系列嚴(yán)重的后果和經(jīng)濟(jì)損失6 。電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法有多種，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，

18、也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘，還可以利用對單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)電子鐘。其中，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子時(shí)鐘具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、編程靈活、便于功能擴(kuò)展等特點(diǎn)。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時(shí)鐘信號實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進(jìn)行定時(shí)、校時(shí)功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)或者數(shù)碼管顯示技術(shù)7。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測溫度。傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻，但是由于模擬溫度傳感器輸出為模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字信號后才能與單片機(jī)等微處理器接口，使得硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)

19、雜，制作成本較高。近年來，美國DALLAS公司生產(chǎn)的DSl8B20為代表的新型單總線數(shù)字式溫度傳感器以其突出優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于倉儲管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、氣象觀測、科學(xué)研究以及日常生活中。DSl8B20 集溫度測量和A/D轉(zhuǎn)換于一體，直接輸出數(shù)字量，傳輸距離遠(yuǎn)，可以很方便地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量，硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，與單片機(jī)接口幾乎不需要外圍元件8。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）是上世紀(jì)90年代中期問世的。此類傳感器是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器。智能溫度傳感器內(nèi)部一般包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶

20、多路選擇器、中央控制器、隨機(jī)存取存儲器和只讀存儲器。智能溫度傳感器能實(shí)時(shí)更新并輸出溫度數(shù)據(jù)，適配于各種微控制器也就是通常所說的單片機(jī)（MCU），并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)顯示功能，其智能化取決于軟件和硬件的綜合開發(fā)水平，二者缺一不可。目前，新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、集成化向智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展9。21世紀(jì)后，智能溫度傳感器毫無疑問正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及高安全性等高科技的方向迅速發(fā)展，開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制更先進(jìn)的單片測溫系統(tǒng)已是刻不容緩10。在日常生活和自動控制系統(tǒng)中，我們時(shí)常會遇到對時(shí)間和溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。這就給具有多種功能的時(shí)鐘提供了市場，也有了市場

21、開發(fā)的前景。本文給出了一種基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)帶溫度檢測的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過程。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 多功能時(shí)鐘的工作原理本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為本系統(tǒng)的控制模塊，輔以必要的外圍電路，如圖2-1所示。其中單片機(jī)是核心部件，完成數(shù)據(jù)處理和控制功能，它將時(shí)鐘模塊，溫度檢測模塊的數(shù)據(jù)讀取并進(jìn)行處理，從而把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊，實(shí)現(xiàn)溫度、日歷和鬧鈴的顯示。時(shí)鐘部分采用時(shí)鐘芯片DS1302，提供年月日、時(shí)分秒信息；溫度部分采用溫度傳感器DS18B20，向系統(tǒng)提供溫度信息；以LCD1602液晶顯示器為顯示模塊，把單片機(jī)傳來的數(shù)據(jù)顯示出來，并且顯示多樣化。在顯示電路中，主要靠按鍵來實(shí)現(xiàn)各種顯示要

22、求的選擇與切換。2.2 多功能時(shí)鐘的總體結(jié)構(gòu)單片機(jī)時(shí)鐘模塊顯示模塊溫度控制模塊晶振、復(fù)位電路電源模塊鍵盤輸入模塊蜂鳴器模塊圖2-1總體結(jié)構(gòu)框圖Figure 2-1 overall structure diagram 1）電源模塊電源模塊用來給整個(gè)系統(tǒng)提供能量，使整個(gè)系統(tǒng)能夠順利執(zhí)行。 2）復(fù)位、晶振電路為了初始化單片機(jī)內(nèi)部的某些特殊功能寄存器，必須采用復(fù)位方式，復(fù)位后可使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)并從初始狀態(tài)開始正常工作。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時(shí)，也可按復(fù)位鍵重新啟動?！?】 3）時(shí)鐘模塊提供單片機(jī)工作所需的頻率，計(jì)算定時(shí)器初值即需此晶振頻率，產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖

23、信號，并提供給顯示模塊，顯示出時(shí)分秒及溫度。本時(shí)鐘芯片采用DS1302。 4）溫度測量模塊通過DS18B20溫度傳感器將周圍環(huán)境的溫度測出，并將此模擬數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊。 5）蜂鳴器模塊當(dāng)接收到警報(bào)信號時(shí)，蜂鳴器有電流流過，開始工作，發(fā)出聲響。 6）顯示模塊采用DS1302液晶顯示器，將接收到的時(shí)間模擬信號及溫度模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號顯示出來。 7）鍵盤輸入模塊可以通過按鍵來實(shí)現(xiàn)時(shí)間或溫度的顯示，還可進(jìn)行鬧鐘的設(shè)定。根據(jù)本時(shí)鐘的功能設(shè)置以下功能鍵：K1選定鍵，當(dāng)調(diào)整時(shí)間或定時(shí)時(shí)，使時(shí)間部分閃爍，可以輔助調(diào)整時(shí)間；K2加一鍵和K3減一鍵：當(dāng)調(diào)整時(shí)間或定時(shí)時(shí)進(jìn)行加一或減一調(diào)整；K4確認(rèn)鍵，用于定時(shí)

24、或校對時(shí)間后，進(jìn)行確認(rèn)，取消閃爍。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 硬件介紹3.1.1 單片機(jī)AT89C51AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)AT89C51提供了高性價(jià)比的解決方案。 AT89C51是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)

25、計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。單片機(jī)主控電路的主要元件是AT89C51，其外型如圖3-1。圖3-1 單片機(jī)AT89C51結(jié)構(gòu)圖Figure 3-1 single-chip AT89C51 structure diagram單片機(jī)AT89C51管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以

26、被定義為數(shù)據(jù)或地址的第八位。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門電流。P1口管腳寫入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門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(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

27、流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(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，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(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和控制信號。 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門電流。當(dāng)P3口寫入“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。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口

28、，如下所示： P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可

29、用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出，可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX時(shí)ALE才起作用。另外該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間對程序存儲器的讀操作只限定外部程序存儲器（0000H-FFFFH）。當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)讀內(nèi)部程序存儲器。在FL

30、ASH編程期間，此引腳也用于施加12V或5V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.1.2 時(shí)鐘芯片DS1302DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與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)鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小于31天時(shí)可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.55.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充

31、電的能力。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時(shí)，可使系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。圖3-2外部引腳分配Figure 3-2 distribution of extern

32、al pins各引腳的功能為：DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初

33、始化，允許對DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。SCLK為時(shí)鐘輸入端。3.1.3 溫度傳感器DS18B20 1)DS18B20功能特點(diǎn)DS18B20具有超小體積和超低硬件開銷，精度高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。具有全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出，單總線數(shù)據(jù)通信，最高12 位分辨率，檢測溫度范圍大的特征，是開發(fā)溫度相關(guān)產(chǎn)品的很好的選擇。其主要功能如下：a 獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊b 簡單

34、的多點(diǎn)分布應(yīng)用c 無需外部器件d 可通過數(shù)據(jù)線供電e 零待機(jī)功耗f 測溫范圍-55+125，以0.5遞增。華氏器件-67+2570F，以0.90F 遞增g 溫度以9 位數(shù)字量讀出h 溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms（典型值）i 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置j 報(bào)警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件k 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng) 2）DS18B20內(nèi)部工作原理 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL配置寄存器。如圖3-3所示。圖3-3 DS18B20原理圖Figure 3-3 s

35、chematic diagram of DS18B20DS18B20引腳定義： 1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端2)GND為電源地3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）圖3-4 DS18B20引腳圖Figure 3-4 the the pin figure of DS18B20圖3-5給出了DS18B20測溫原理：DS18B20用一個(gè)高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個(gè)門周期，內(nèi)部計(jì)數(shù)器在這個(gè)門周期內(nèi)對一個(gè)低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來得到溫度值。計(jì)數(shù)器被預(yù)置到對應(yīng)于-55的一個(gè)值。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束前到達(dá)0，則溫度寄存器（同樣被預(yù)置到-55）的值增加，表明所測溫度大于-55。

36、同時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位到一個(gè)值，這個(gè)值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補(bǔ)償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計(jì)數(shù)器又開始計(jì)數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過程。斜坡式累加器用來補(bǔ)償感溫振蕩器的非線性，使其在測溫時(shí)獲得比較高的分辨率。這是通過改變計(jì)數(shù)器對溫度每增加一度所需計(jì)數(shù)的值來實(shí)現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一度的計(jì)數(shù)值。DS1820 內(nèi)部對此計(jì)算的結(jié)果可提供0.5的分辨力。溫度以16bit帶符號位擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式讀出。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。DS1820 測溫范圍-55+125，以0.5遞增。如用于華氏溫度，必須要用一個(gè)轉(zhuǎn)換因

37、子查找表。圖3-5 DS18B20測溫原理圖Figure 3-5 temperature measurement schematic diagram of DS18B20 DS18B20與單片機(jī)的硬件連接有兩種方法：一是VDD接外部電源，GND接地I/O與單片機(jī)的I/O線相接；二是用寄生電源供電，此時(shí)VDD和GND接地，I/O接單片機(jī)I/O。無論是那種供電方式，I/O線都要接4.7k左右的上拉電阻。圖3-6中，DS18B20采用寄生電源方式，其VDD和GND均接地，而圖3-7中，DS18B20采用外接電源方式，其VDD端用3-5.5v電源供電。本設(shè)計(jì)采用3-7所示接線，即外接電源工作方式11。

38、 圖3-6 DS18B20接寄生電源圖Figure 3-6 Parasitic power diagram of DS18B20圖3-7 DS18B20外接電源圖Figure 3-7 Circumscribed power diagram of DS18B203.1.4 液晶顯示屏LCD1602 1）LCD1602特點(diǎn)說明12 13液晶顯示模塊由于具有低功耗、壽命長、體積小、顯示內(nèi)容豐富、價(jià)格低、接口控制方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在各類電子產(chǎn)品中被極廣泛地推廣和應(yīng)用。字符型液晶顯示模塊是一類專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用字符型液屏顯示模塊LCD1602作為顯示器件，這樣

39、不僅簡化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，而且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。字符型液晶顯示模塊LCD1602是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。LCD1602 可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用5V電源供電，外圍電路配置簡單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比14。 2）LCD1602功能介紹 LCD1602各引腳功能如表3-1所示。表3-1 LCD1602管腳功能表Table 3-1 pins function table of CLD1602編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓編號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇

40、端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極a 基本操作時(shí)序：LCD1602 讀寫操作時(shí)序總體上來說是比較簡單的，掌握其有兩種方法：一種是直接看時(shí)序圖，另外一種方法是直接記憶和總結(jié)讀寫時(shí)電平高低和變化。很顯然第二種更簡單、直接，下面就列出典型讀寫的時(shí)序要求，以方便編寫程序。讀狀態(tài)-輸入：RS=L，R/W=H，E=H 輸出：D0-D7=狀態(tài)字寫指令-輸入：RS=L，R/W=L，D0-D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：無讀數(shù)據(jù)-輸入：R

41、S=H，R/W=H，E=H 輸出：D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)-輸入：RS=H，R/W=L，D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無b 狀態(tài)字說明：表3-2 狀態(tài)字表Table 3-2 state word tableSTA7D7STA6D6STA5D5STA4D4STA3D3STA2D2STA1D1STA0D0STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1：禁止 0：允許對控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保STA7為0c 指令說明：表3-3 顯示模式設(shè)置表Table 3-3 the table of showed mode setting 指令碼功能00111000設(shè)置1

42、6×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)口表3-4 顯示開/關(guān)及背光燈設(shè)置表Table 3-4 the table of showed on or off and backlight指令碼功能00001DCBD1 開顯示；D=0 關(guān)顯示C=1 顯示光標(biāo)；C=0 不顯示光標(biāo)B=1 光標(biāo)閃爍；B=0光標(biāo)不顯示000001NSN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一S=1 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光標(biāo)不移動而屏幕移動的效果S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動d 數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部有一個(gè)數(shù)據(jù)地址

43、指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部80字節(jié)RAMe 數(shù)據(jù)指針設(shè)置表3-5 數(shù)據(jù)指針設(shè)置表Table 3-5 the data pointers setting table指令碼功能80H+地址碼（0-27H,40H-67H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針f 其他設(shè)置表3-6 其他設(shè)置指令表Table 3-6 other setting instruction table指令碼功能01H顯示清屏：1.數(shù)據(jù)指針清零 2.所有顯示清零02H顯示回車：1.數(shù)據(jù)指針清零3）LCD1602初始化過程a 延時(shí)15msb 寫指令38H(不檢測忙信號)c 延時(shí)5msd 寫指令38H(不檢測忙信號)e 寫指令5msf 寫指令

44、38H(不檢測忙信號)g 之后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號h 寫指令38H：顯示模式設(shè)置i 寫指令08H：顯示關(guān)閉j 寫指令01H：顯示清屏幕k 寫指令06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置l 寫指令0CH：顯示及光標(biāo)設(shè)置3.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)架3.2.1 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。圖3-8為AT89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)。為了初始化單片機(jī)內(nèi)部的某些特殊功能寄存器，必須采用復(fù)位方式，復(fù)位后可使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)并初始狀態(tài)開始正常工作。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時(shí)，也可按復(fù)位鍵重新啟動。【15】晶振電路的作用

45、是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。圖3-8 最小系統(tǒng)電路圖Figure 3-8 the smallest system circuit diagram3.2.2 溫度測量模塊溫度測量傳感器采用DALLAS公司DS18B20的單總線數(shù)字化溫度傳感器，測溫范圍為-55125，可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率達(dá)到0.0625，直接輸出數(shù)字信號，使設(shè)計(jì)簡單控制方便，采用寄生電源工作方式，CPU只需一根口線便能與DS18B20通信，占用CPU口線少，可節(jié)省大量引線和邏輯電路。接口電路如圖3-9所示。圖3-9 DS18B20測量電路Figure 3-9

46、measure circuit of DS18B203.2.3 時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊采用DS1302芯片，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷電路提供秒分時(shí)日日期月年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時(shí)格式，DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線：RST復(fù)位、I/O數(shù)據(jù)線、SCLK串行時(shí)鐘。時(shí)鐘RAM的讀寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信

47、息時(shí)功率小于1mW，其接線電路如圖3-10所示：圖3-10 時(shí)鐘電路Figure 3-10 clock circuit3.2.4 電源模塊 單片機(jī)工作需要使用5V電壓，因此需要給單片機(jī)設(shè)計(jì)電源電路。圖3-11是單片機(jī)的電源電路。它采用LM7805三端集成穩(wěn)壓器，可輸出+5V的直流電壓供電。圖3-11 電源電路Figure 3-11 power circuit3.2.5 LCD液晶顯示模塊LCD液晶顯示模塊采用LCD1602型號，具有很低的功耗，正常工作時(shí)電流僅2.0mA/5.0V。通過編程實(shí)現(xiàn)自動關(guān)閉屏幕能夠更有效的降低功耗。LCD1602分兩行顯示，每行可顯示多達(dá)16個(gè)字符。LCD1602液

48、晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，通過內(nèi)部指令可實(shí)現(xiàn)對其顯示多樣的控制，并且還能利用空余的空間自定義字符。其接線如圖3-12所示：圖3-12 LCD顯示電路Figure 3-12 Showed circuit of LCD3.2.6 蜂鳴器模塊當(dāng)接收到警報(bào)信號時(shí)，蜂鳴器有電流流過，開始工作，發(fā)出聲響。本模塊采用PNP三極管為蜂鳴器放大電流，基極通過10k電阻與單片機(jī)89C51的閑置引腳P1.3相連接，集電極直接接地，發(fā)射極接蜂鳴器。報(bào)警模塊電路如圖3-13所示。圖3-13報(bào)警電路Figure 3-13 the warming circuit3.2.7

49、 鍵盤輸入模塊時(shí)間日期的校正需要按鍵模塊來完成。四個(gè)按鍵K1-K4接到89C51芯片的起到調(diào)節(jié)時(shí)間日期等功能。如圖3-14所示，四個(gè)按鍵中K1為切換鍵，K4為確認(rèn)鍵，K2為上調(diào)鍵，K3下調(diào)鍵。圖3-14 按鍵電路Figure 3-14 key-press circuit3.2.8 整體電路 系統(tǒng)整體電路如圖3-15所示：圖3-13 系統(tǒng)總體電路圖Figure 3-13 circuit diagram of overall system4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程 本章主要介紹各部分的工作流程，使各部分的工作流程更清晰明了。4.1 主程序流程主程序就是主流程程序，它可以調(diào)用溫度設(shè)置、時(shí)間日期設(shè)置及定時(shí)設(shè)

50、置這三個(gè)子程序來實(shí)現(xiàn)其需要的功能。開始初始化讀取溫度、時(shí)間儲存器顯示時(shí)間、溫度定時(shí)設(shè)置時(shí)間日期設(shè)置溫度設(shè)置圖4-1主程序流程圖Figure 4-1 flow diagram of main program4.2 時(shí)間日期程序流程 時(shí)間日期程序主要進(jìn)行對時(shí)間日期的調(diào)整。開始初始化讀取日期和時(shí)間數(shù)據(jù)調(diào)整日期和時(shí)間將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成液晶字符返回圖4-2時(shí)間日期程序流程圖Figure 4-2 flow diagram of time and date program4.3 溫度顯示程序流程溫度顯示程序主要對溫度進(jìn)行讀取并顯示。開始初始化讀取DS18B20數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為液晶字符顯示返回圖4-3 溫度顯示程序

51、流程圖Figure 4-3 flow diagram of temperature showed program4.4 定時(shí)報(bào)警程序流程定時(shí)報(bào)警程序主要來實(shí)現(xiàn)定時(shí)報(bào)警功能，當(dāng)設(shè)置的時(shí)間到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲響。開始初始化選擇鬧鐘設(shè)置時(shí)間開始計(jì)時(shí)時(shí)間到 N蜂鳴器發(fā)出聲響Y返回圖4-4定時(shí)報(bào)警程序流程圖Figure 4-4 flow diagram of alarm timing program5 仿真結(jié)果與分析討論本章節(jié)中主要對proteus軟件和keil uvision3軟件進(jìn)行介紹，并簡單說明兩者聯(lián)合調(diào)試的過程。5.1 proteus簡介Proteus是由英國labcenter electron

52、ics公司開發(fā)的，是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器【16】。 Proteus軟件由ISIS和ARES兩個(gè)軟件構(gòu)成其中ISIS是一款

53、便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺軟件，ARES是高級的布線編輯軟件。通過Proteus ISIS軟件的VSM(虛擬仿真技術(shù))，用戶可以對模擬電路、數(shù)字電路以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元件一起仿真 Proteus軟件的模擬仿真直接兼容SPICE模型，采用了擴(kuò)充的SPICE3175電路仿真模型，能夠記錄基于圖表的頻率特性、直流的傳輸特性、參數(shù)的掃描、噪聲分析、傅里葉分析等。 Proteus軟件的數(shù)字仿真支持JDEC文件的物理器件仿真，有全系列的rrL和CMOS數(shù)字電路仿真模型。同時(shí)一致性分析易于系統(tǒng)的自動測試Proteus軟件可提供的模擬(數(shù)字)、交(直)流等元器件達(dá)30 多個(gè)元件庫，共計(jì)數(shù)千

54、種。如各類運(yùn)算放大器、計(jì)數(shù)器、寄存器、 多位數(shù)碼管、多種D/A和A/D轉(zhuǎn)換器等，都可直接調(diào)用。此外， 對于元件庫中沒有的器件，也可依照需要自己創(chuàng)建。在 儀器儀表方面，Proteus除了提供常見的交、直流電壓、電流表、 示波器外，還有邏輯分析儀、計(jì)數(shù)器、SPI調(diào)試器、IIC調(diào)試器、信號發(fā)生器、點(diǎn)陣圖形發(fā)生器等特殊的儀器。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)。例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗【17】。5.2 Keil uVision3軟件簡介 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的