萬(wàn)年歷時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 萬(wàn)年歷時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 課 程： 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 第 一 部 分任務(wù)書單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課題名稱萬(wàn)年歷時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)周立功實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行設(shè)計(jì)并調(diào)試。二、課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是課程教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它對(duì)幫助學(xué)生全面牢固地掌握課堂教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和實(shí)際動(dòng)手能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門理論性、實(shí)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)占有更加重要的地位。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生在理論

2、學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)完成一個(gè)涉及MCS-51單片機(jī)多種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計(jì)與編程應(yīng)用，使學(xué)生不但能將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，而且能進(jìn)一步加深對(duì)電子電路、電子元器件等知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解，同時(shí)在軟件編程、排錯(cuò)調(diào)試、相關(guān)軟件和儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。為今后能夠獨(dú)立進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。通過(guò)單片機(jī)硬件和軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)的培訓(xùn)，使學(xué)生初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉開展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)以89C51單片機(jī)和外圍元器件構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，并完成相應(yīng)的軟硬件調(diào)試。

3、1. 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：綜合運(yùn)用單片機(jī)課程中所學(xué)到的理論知識(shí)，學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)。2. 硬件電路設(shè)計(jì)：對(duì)方案中以單片機(jī)為核心的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，包括元器件的選擇和電路參數(shù)的計(jì)算，并畫出總體電路圖。3. 軟件設(shè)計(jì)：根據(jù)已設(shè)計(jì)出的軟件系統(tǒng)框圖，用匯編語(yǔ)言或C51編制出各功能模塊的子程序和整機(jī)軟件系統(tǒng)的主程序。4. 調(diào)試：在單片機(jī)EDA仿真軟件環(huán)境Proteus下進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)并調(diào)試；或在單片機(jī)周立功實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)并調(diào)試。四、課程設(shè)計(jì)要求1. 學(xué)習(xí)PCF8563T功能與使用方法；2. 通過(guò)按鍵切換LED上日期與時(shí)間的顯示；3. 具有日期與時(shí)間的預(yù)置功能；4. 設(shè)計(jì)硬

4、件原理圖；5. 編寫程序。五、進(jìn)度安排序號(hào)內(nèi)容天數(shù)1布置任務(wù)，熟悉課題要求0.52總體方案確定，硬件電路設(shè)計(jì)1.53軟件編程1.54Proteus仿真，或在周立功實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)試25總結(jié)，撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告1.5七、課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容：總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程，寫出設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告具體內(nèi)容要求如下：1課程設(shè)計(jì)的目和設(shè)計(jì)的內(nèi)容。2課程設(shè)計(jì)的要求。3控制系統(tǒng)總框圖及系統(tǒng)工作原理。4控制系統(tǒng)的硬件電路連接圖，電路的原理。 5軟件設(shè)計(jì)流程圖及其說(shuō)明。6電路設(shè)計(jì)，軟件編程、調(diào)試中遇到的問(wèn)題及分析解決方法。7實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析。8體會(huì)。第 二 部 分課程設(shè)計(jì)報(bào)告目 錄1 課題簡(jiǎn)介61.1 設(shè)計(jì)目的61.2 設(shè)計(jì)要求62 萬(wàn)年

5、歷時(shí)鐘方案設(shè)計(jì)62.1芯片介紹62.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介102.3 系統(tǒng)工作原理113 萬(wàn)年歷時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì)113.1 整體原理圖123.2 分塊介紹123.3 器件地址及存放單元134 萬(wàn)年歷時(shí)鐘軟件編程設(shè)計(jì)144.1 程序介紹144.2 系統(tǒng)控制流程圖155 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析165.1 調(diào)試方法165.2 調(diào)試過(guò)程175.3 調(diào)試結(jié)果分析176 小結(jié)與體會(huì)18附錄20正文1 課題簡(jiǎn)介1.1 設(shè)計(jì)目的熟練掌握I2C總線的控制，深刻理解實(shí)時(shí)時(shí)鐘PCF8563T、ZLG7290鍵盤LED控制的各種功能，并能把它們相結(jié)合，組成具有實(shí)際功能的萬(wàn)年歷時(shí)鐘。1.2 設(shè)計(jì)要求1. 學(xué)習(xí)PCF856

6、3T功能與使用方法；2. 通過(guò)按鍵切換LED上日期與時(shí)間的顯示；3. 具有日期與時(shí)間的預(yù)置功能；4. 設(shè)計(jì)硬件原理圖；5. 編寫程序。2 萬(wàn)年歷時(shí)鐘方案設(shè)計(jì)2.1芯片介紹2.1.1 PCF8563 I2C 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片1.概述PCF8563 是低功耗的 CMOS 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)中斷輸出和掉電檢測(cè)器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過(guò) I2C 總線接口串行傳遞。最大總線速度為400Kbits/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。2特性*低工作電流：典型值為 0.25A（VDD=3.0V，Tamb=25時(shí)）。*世紀(jì)標(biāo)志*大工作電壓范圍：1.05.5*低休眠

7、電流；典型值為 0.25A(VDD=3.0V,Tamb=25)*400KHz 的 I2C 總線接口（VDD=1.85.5V 時(shí)）。*可編程時(shí)鐘輸出頻率為：32.768KHz，1024Hz，32Hz，1Hz。*報(bào)警和定時(shí)器。*掉電檢測(cè)器。*內(nèi)部集成的振蕩器電容。*片內(nèi)電源復(fù)位功能。*I2C 總線從地址：讀，0A3H；寫，0A2H。*開漏中斷引腳。3內(nèi)部結(jié)構(gòu)3管腳排列PCF8563 的管腳排列及描述如下圖及表所示：4. 功能描述PCF8563 有 16 個(gè)8位寄存器：一個(gè)可自動(dòng)增量的地址寄存器，一個(gè)內(nèi)置 32.768KHz 的 振蕩器（帶有一個(gè)內(nèi)部集成的電容），一個(gè)分頻器（用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘 RTC

8、提供源時(shí)鐘），一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)定時(shí)器， 一個(gè)報(bào)警器， 一個(gè)掉電檢測(cè)器和一個(gè) 400KHz I2C總線接口。所有 16 個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的 8 位并行寄存器，但不是所有位都有用。前兩個(gè)寄存 器（內(nèi)存地址 00H，01H）用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址 02H08H 用于時(shí)鐘計(jì) 數(shù)器（秒年計(jì)數(shù)器），地址 09H0CH 用于報(bào)警寄存器（定義報(bào)警條件），地址 0DH 控制 CLKOUT 管腳的輸出頻率，地址 0EH 和 0FH 分別用于定時(shí)器控制寄存器和定時(shí)器寄存器。 秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時(shí)報(bào)警、日?qǐng)?bào)警寄存器，編碼格式為 BCD， 星期和星期報(bào)警寄存器不以 BCD

9、 格式編碼。當(dāng)一個(gè) RTC 寄存器被讀時(shí)，所有計(jì)數(shù)器的內(nèi)容被鎖存，因此，在傳送條件下， 可以禁 止對(duì)時(shí)鐘日歷芯片的錯(cuò)讀。2.1.2 ZLG7290 I2C 接口鍵盤及 LED 驅(qū)動(dòng)器(1)特點(diǎn)*I2C 串行接口，提供鍵盤中斷信號(hào)，方便與處理器接口。*可驅(qū)動(dòng) 8 位共陰數(shù)碼管或 64 只獨(dú)立 LED 和 64 個(gè)按鍵*可控掃描位數(shù)，可控任一數(shù)碼管閃爍*提供數(shù)據(jù)譯碼和循環(huán)、移位、段尋址等控制*8 個(gè)功能鍵,可檢測(cè)任一鍵的連擊次數(shù)*無(wú)需外接元件即直接驅(qū) LED，可擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電流和驅(qū)動(dòng)電壓*提供工業(yè)級(jí)器件，多種封裝形式 PDIP24、SO24(2)引腳及說(shuō)明采用 24 引腳封裝，引腳圖見下，其引腳功能分

10、述如下(3)功能描述1)鍵盤部分ZLG7290 可采樣 64 個(gè)按鍵或傳感器，可檢測(cè)每個(gè)按鍵的連擊次數(shù)， 其基本功能如下:(1)鍵盤去抖動(dòng)處理當(dāng)鍵被按下和放開時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)電平狀態(tài)反復(fù)變化，稱作鍵盤抖動(dòng)，若不作處理會(huì)引起按鍵盤命令 錯(cuò)誤，所以要進(jìn)行去抖動(dòng)處理，以讀取穩(wěn)定的鍵盤狀態(tài)為準(zhǔn)。(2)雙鍵互鎖處理當(dāng)有兩個(gè)以上按鍵被同時(shí)按下時(shí)，ZLG7290 只采樣優(yōu)先級(jí)高的按鍵優(yōu)先順序?yàn)?S1S2S64（如同時(shí)按下 S2 和 S18 時(shí)采樣到 S2）(3)連擊鍵處理當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，輸出一次鍵值后，如果該按鍵還未釋放，該鍵值連續(xù)有效，就像連續(xù)壓按該鍵一樣，這種功能稱為連擊。連擊次數(shù)計(jì)數(shù)器（RepeatC

11、nt）可區(qū)別出單擊（某些功能不允許連擊如開關(guān)) 或連擊，判斷連擊次數(shù)可以檢測(cè)被按時(shí)間以防止某些功能誤操作（如連續(xù)按 5 秒經(jīng)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)）。(4)功能鍵處理功能鍵能實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)以上按鍵同時(shí)按下來(lái)擴(kuò)展按鍵數(shù)目或?qū)崿F(xiàn)特殊功能 如 PC 機(jī)上的 Shift、Ctrl、Alt鍵。2)顯示部分在每個(gè)顯示刷新周期，ZLG7290 按照掃描位數(shù)寄存器（ScanNum）指定的顯示位數(shù) N把顯示緩存 DpRam0。DpRamN 的內(nèi)容按先后循序送入 LED 驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。減少 N 值可提高每位顯示掃描時(shí)間的占空比，以提高 LED 亮度，顯示緩存中的內(nèi)容不受影響。修改閃爍控制寄存器FlashOnOff可改

12、變閃爍頻率和占空比（亮和滅的時(shí)間）。ZLG7290 提供兩種控制方式：寄存器映象控制和命令解釋控制。如上述對(duì)顯示部分的控制寄存器映象控制是指直接訪問(wèn)底層寄存器，實(shí)現(xiàn)基本控制功能。這些寄存器須字節(jié)操作命令解釋控制是指通過(guò)解釋命令緩沖區(qū)（CmdBuf0 CmdBuf1）中的指令，間接訪問(wèn)底層寄存器實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展控制功能。如實(shí)現(xiàn)寄存器的位操作對(duì)顯示緩存循環(huán)、移位、對(duì)操作數(shù)譯碼等操作。2.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C51單片機(jī)是一種低功耗，高性能的片內(nèi)含有4KB可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的8

13、位COMS微控制器，使用高密度，非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與AT89C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)存儲(chǔ)器重復(fù)編程。引腳說(shuō)明 AT89C51單片機(jī)采用40條引腳雙列直插式器件，引腳除5V（Vcc 40腳）和電源地（Vss 20腳）外，其功能分為時(shí)鐘電路、控制信號(hào)、輸入/輸出三大部分，邏輯框圖及引腳圖分別如圖所示AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)中除了程序存儲(chǔ)器由FPEROM取代了87C51單片機(jī)的EPROM外，其余部分完全相同，其管腳說(shuō)明如下：（1）VCC：供電電壓（2）GND：接地（3）時(shí)鐘電路XTAL1（19腳）芯片內(nèi)部振蕩電路（單

14、級(jí)反相放大器）輸入端。XTAL2（18腳）芯片內(nèi)部振蕩電路（單級(jí)反相放大器）輸出端。 （4）控制信號(hào)RST（9腳）復(fù)位信號(hào)：ALE（30腳）地址鎖存信號(hào)/PSEN（29腳）片外程序存儲(chǔ)器讀選通： /EA/Vpp(30腳）（5）I/O接口P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。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(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

15、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)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功

16、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口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：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(chǔ)器寫選通）P3.7 /

17、RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。2.3 系統(tǒng)工作原理開始上電時(shí)，系統(tǒng)開始工作，在系統(tǒng)里面預(yù)設(shè)的時(shí)間日期存入PCF8563，再由ZLG7290送LED顯示，由于一開始CLR swich_date，所以先顯示的時(shí)間，當(dāng)按下鍵時(shí)，經(jīng)過(guò)查詢得到按下的是哪個(gè)鍵，然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序執(zhí)行，得到相應(yīng)的結(jié)果。若按下的KEY1切換鍵，跳轉(zhuǎn)到切換程序，顯示切換到日期顯示，再次按下KEY1鍵，則切換到時(shí)間顯示，如此循環(huán)顯示。若按下的是KEY2設(shè)置鍵，切換到設(shè)置程序，日期的年位閃爍顯示，當(dāng)再次按下設(shè)置鍵時(shí)，閃爍位變?yōu)樵挛?，繼續(xù)按下，則在年月日時(shí)分秒循環(huán)閃爍顯示。在設(shè)置鍵按下

18、時(shí)，按下KEY1切換鍵是無(wú)效的。在切換鍵按下后，即有位在閃爍顯示時(shí)，按下KEY3加一鍵則跳轉(zhuǎn)到加一程序，此時(shí)進(jìn)行加一操作，按下Key4減一減則跳轉(zhuǎn)到減一程序，此時(shí)進(jìn)行減一操作。當(dāng)設(shè)置完成后，按下Key5確定鍵，跳轉(zhuǎn)到確定程序，此時(shí)將設(shè)置的時(shí)間送到PCF8563時(shí)間芯片里面，再由ZLG7290送LED顯示。3 萬(wàn)年歷時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì)3.1 整體原理圖該電路由以下幾個(gè)部分組成：AT89C51單片機(jī)，PCF8563T時(shí)鐘芯片，ZLG7290 I2C 接口鍵盤及 LED 驅(qū)動(dòng)器. 其中，AT89C51單片機(jī)是總控制器，負(fù)責(zé)啟動(dòng)控制PCF8563、將得到的時(shí)鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行碼制轉(zhuǎn)；PCF8563負(fù)責(zé)讀取時(shí)間寫

19、入芯片，在送ZLG7290；ZLG7290可驅(qū)動(dòng)8位共陰數(shù)碼管并讓數(shù)碼管顯示。3.2 分塊介紹3.2.1 AT89C51SDA接P1.7；SCL接P1.6；RST接P1.0；INT_KEY接P3.23.2.2 LED與PCF85633.2.3 按鍵與ZLG72903.3 器件地址及存放單元MTD EQU 40H ;發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器MRD EQU 49H ;接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)ZLG7290 EQU 70H ;ZLG7290的器件地址PCF8563 EQU 0A2H;PCF8563的器件地址ACK BIT10H ;應(yīng)答標(biāo)志位SLA DATA50H ;器件的從地址SUBA DATA51H ;器件的子地址N

20、UMBYTE DATA52H ;讀/寫的字節(jié)數(shù)變量disp_buf EQU 60H set_date_buf EQU 30H ;設(shè)置的時(shí)間7字節(jié)30H36H秒分時(shí)日月年set_date EQU 5AH ;B 從低到高依次代表秒分時(shí)日月年閃爍控制位,最高兩位不可用swich_date BIT1AH ;時(shí)間日期顯示標(biāo)志位4 萬(wàn)年歷時(shí)鐘軟件編程設(shè)計(jì)4.1 程序介紹4.1.1 主程序MAIN主程序?qū)崿F(xiàn)的功能有：(1) 初始化時(shí)間日期(2) 把時(shí)間日期數(shù)據(jù)寫入PCF8563通過(guò)CLR swich_date使LED先顯示的是時(shí)間4.1.2主循環(huán)MAINLOOP主循環(huán)實(shí)現(xiàn)的功能有：(1) 時(shí)間日期的顯示DI

21、SPLAY(2) PCF8563的數(shù)據(jù)送ZLG7290使得LED每一秒刷新一次。4.1.3時(shí)間日期顯示程序display_date與display_timedisplay_date與display_time的顯示過(guò)程相似，實(shí)現(xiàn)的功能主要如下(1) 判斷是否在設(shè)置程序里(2) 若在設(shè)置程序里面則通過(guò)8563讀取設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行顯示(3) 若不在則直接讀取8563的時(shí)間進(jìn)行顯示4.1.4按鍵處理子程序KEY_HANDLE按鍵處理子程序?qū)崿F(xiàn)的功能有：(1)當(dāng)按鍵按下時(shí)，通過(guò)查詢方式判斷按下的是哪個(gè)按鍵，再執(zhí)行相應(yīng)的程序(2)切換鍵若按下KEY1，swich_date會(huì)發(fā)生變化，則時(shí)間日期會(huì)切換顯示。如

22、果在有位閃爍時(shí)按下，則無(wú)效。(3)設(shè)置鍵KEY_SET當(dāng)按下此鍵，年位進(jìn)入閃爍狀態(tài)，此時(shí)可以進(jìn)行加一減一操作再次按下則可以進(jìn)行移位閃爍，即可加一減一的位變化。(4)加一鍵KEY_ADD與減一鍵KEY_SUB在設(shè)置鍵按下，即有位閃爍顯示時(shí)，按這兩個(gè)鍵可分別進(jìn)行加一減一操作。在此段程序中有設(shè)置每年的月數(shù)，每月的天數(shù)，每天的小時(shí)數(shù)，沒小時(shí)的分鐘數(shù)，每分鐘的秒數(shù)。這樣時(shí)間設(shè)置時(shí)才能正常進(jìn)位。(5)確定鍵 KEY_OK當(dāng)設(shè)置完畢后，按下此鍵，結(jié)束閃爍顯示，將時(shí)間寫入8563時(shí)鐘芯片，并送LED顯示。4.2 系統(tǒng)控制流程圖送ZLG7290驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示日期與時(shí)間顯示的切換設(shè)置結(jié)果送PCF8563T設(shè)置時(shí)間

23、按鍵按下讀取PCF8563T內(nèi)的時(shí)間日期初始化日期時(shí)間數(shù)據(jù)主程序流程圖開始切換鍵S1按下設(shè)置鍵S2按下設(shè)置時(shí)間顯示設(shè)置的時(shí)間判斷設(shè)置鍵是否按下顯示設(shè)置的時(shí)間判斷設(shè)置鍵是否按下顯示設(shè)置的時(shí)間顯示設(shè)置的時(shí)間顯示PCF8563T的時(shí)間設(shè)置鍵按下顯示設(shè)置的時(shí)間顯示PCF8563T的時(shí)間設(shè)置鍵未按下判斷設(shè)置鍵是否按下時(shí)間日期顯示程序流程圖開始顯示設(shè)置的時(shí)間顯示PCF8563T的時(shí)間查詢判斷按的是哪個(gè)鍵加減按鍵S3、S4按下查詢判斷按的是哪個(gè)鍵加減按鍵S3、S4按下按下按鍵查詢判斷按的是哪個(gè)鍵查詢判斷按的是哪個(gè)鍵按下按鍵查詢判斷按的是哪個(gè)鍵按下加減按鍵減一鍵S4按下加一鍵S3按下進(jìn)行減一操作進(jìn)行加一操作切

24、換鍵S1按下查詢判斷按的是哪個(gè)鍵查詢判斷按的是哪個(gè)鍵按下按鍵查詢判斷按的是哪個(gè)鍵按下按鍵開始按鍵流程圖設(shè)置鍵S2按下日期與時(shí)間顯示的切換年位閃爍按需求對(duì)該位進(jìn)行加一減一操作確定鍵S5按下設(shè)置鍵S2按下保存設(shè)置的時(shí)間到8563閃爍位向后進(jìn)一位結(jié)束5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析5.1 調(diào)試方法5.1.1 Keil調(diào)試啟動(dòng)KEIL軟件，對(duì)每個(gè)寫好的主程序和子程序進(jìn)行單步調(diào)試，直到程序沒有錯(cuò)誤為止。5.1.2 試驗(yàn)箱調(diào)試根據(jù)程序的設(shè)計(jì)在試驗(yàn)箱上分別連接好各個(gè)端口的連接線，用串口線把計(jì)算機(jī)和試驗(yàn)箱的仿真頭連接好，打開試驗(yàn)箱，根據(jù)要求完成接線。如下所示：1. 系統(tǒng)各跳線器處在初始設(shè)置狀態(tài)，SDA接P1.7；SCL接P

25、1.6；RST接P1.0； INT_KEY接P3.2。2. 啟動(dòng)PC機(jī)，打開Keil uVision2軟件，加載程序，編譯，下載，運(yùn)行。3. 單擊Keil軟件上的“Start/Stop Debug Session”按鈕，再單擊“RUN”按鈕，運(yùn)行程序。觀察試驗(yàn)箱上出現(xiàn)的效果，分析程序的對(duì)錯(cuò)，直到調(diào)試出正確的結(jié)果。5.2 調(diào)試過(guò)程5.2.1 Keil調(diào)試在編程的過(guò)程中，我有個(gè)小插曲，本來(lái)在單片機(jī)的學(xué)習(xí)上，我的成績(jī)就是不太理想的，所以就去網(wǎng)上與圖書館找了許多的資料，但是資料上面的都是與我的題目有很大出入的，所以最后還是選擇了自己編程。在編程中，遇到的難題也蠻多的，通過(guò)向老師請(qǐng)教與跟同學(xué)討論，我確定

26、了我的大體思路：用查詢的方法判斷按下的按鍵，然后再執(zhí)行相應(yīng)的程序。這樣的思路給我的編程也減輕了不少的負(fù)擔(dān)，像加一減一這樣的程序，我只要編好加一的程序，減一的程序稍微改動(dòng)就可以了；顯示時(shí)間跟顯示日期這樣的程序，也是只要編好一個(gè)，另一個(gè)就差不多完成了。當(dāng)然，在編程時(shí)，我也犯了許多的小錯(cuò)誤，導(dǎo)致我在Keil調(diào)試階段耽誤了許多的時(shí)間。比如沒有添加LED顯示程序，還有就是指令的一些小錯(cuò)誤，或者標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的錯(cuò)誤。最后，通過(guò)自己的努力和老師同學(xué)的指導(dǎo)，我還是順利的完成了編程的工作。緊接著就開始了試驗(yàn)箱上的調(diào)試。5.2.2 試驗(yàn)箱調(diào)試當(dāng)我把接線接好，程序運(yùn)行后，LED并沒有顯示，經(jīng)過(guò)檢查，我發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤所在，我把

27、程序的入口地址寫成了8000H，修改后，顯示順利。當(dāng)我按下KEY1鍵后，LED的顯示實(shí)現(xiàn)了切換。但是當(dāng)按下KEY2后，并沒有實(shí)現(xiàn)閃爍顯示，而且顯示也變成了亂碼，我就開始進(jìn)行對(duì)程序的檢查，600多行的程序，我找了很久都沒有找到問(wèn)題所在，之后我發(fā)現(xiàn)LLOOP:LJMPMAINLOOP被我寫成LLOOP:LJMP lp；修改后設(shè)置鍵有效，繼續(xù)按下也循環(huán)切換顯示。按下加一減一鍵也能實(shí)現(xiàn)操作，但是每月的天數(shù)都是31天，這我才想到我的并沒有設(shè)置每月的天數(shù)。這時(shí)我又開始了變成的工作，這段程序，我采用了取月數(shù)，然后設(shè)置每月應(yīng)該是多少天，其中2月我統(tǒng)一設(shè)置成了28天。這樣也省了我的一些時(shí)間。再次進(jìn)行試驗(yàn)箱調(diào)試，

28、運(yùn)行后突然都不亮了，我檢查程序也沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，于是我開始懷疑是不是試驗(yàn)箱有問(wèn)題，當(dāng)我換了一個(gè)試驗(yàn)箱后，LED是正常顯示的。這時(shí)候我繼續(xù)一個(gè)一個(gè)調(diào)試，當(dāng)我調(diào)試到秒位加一減一時(shí)，發(fā)現(xiàn)秒位的顯示是有問(wèn)題的，但是在正常時(shí)間顯示中是沒有問(wèn)題的，而且秒的這段程序與時(shí)分等的程序都是一樣類似的，別的程序都沒有問(wèn)題，只有這個(gè)問(wèn)題。這時(shí)候我找來(lái)了老師，老師告訴我，秒位可以不用設(shè)置，因?yàn)樵谖以O(shè)置的過(guò)程中，8563中已經(jīng)不知道走了多少秒了。但在之后的調(diào)試過(guò)程中，秒位也不知道為什么又好了，所以我還是把秒位的設(shè)置留了下來(lái)。這樣，我的調(diào)試過(guò)程也就完成了。5.3 調(diào)試結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果1. 上電時(shí)顯示的是時(shí)間

29、，當(dāng)按下KEY1鍵時(shí)，切換到日期顯示，再按下時(shí)，切換到時(shí)間顯示。2. 當(dāng)按下KEY2鍵時(shí)，日期的年位閃爍顯示，此時(shí)按KEY3鍵進(jìn)行加一操作，按KEY鍵進(jìn)行減一操作。再按一次KEY2鍵，則變?yōu)樵挛婚W爍顯示，這樣在年月日時(shí)分秒中循環(huán)切換閃爍，當(dāng)閃爍時(shí)可以進(jìn)行加一減一操作。3. 當(dāng)按下KEY2設(shè)置鍵后，再按下KEY1切換鍵則無(wú)作用。4. 當(dāng)設(shè)置完畢后，可以通過(guò)KEY5確認(rèn)鍵進(jìn)入顯示。5. 能夠在斷電的情況下，通過(guò)時(shí)鐘芯片中的鋰電池提供電源，保證時(shí)鐘能夠繼續(xù)計(jì)時(shí)而不丟失原來(lái)的數(shù)據(jù)。各個(gè)時(shí)標(biāo)的進(jìn)位和周期頻率都很沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤。6 小結(jié)與體會(huì)通過(guò)一周半的努力，在老師同學(xué)的指導(dǎo)與幫助下，我順利完成了萬(wàn)年歷時(shí)鐘

30、的設(shè)計(jì)。一開始，在剛剛拿到題目的時(shí)候，我看到的是一個(gè)完全沒有接觸過(guò)的芯片，本來(lái)我這門課的學(xué)習(xí)就不是特別好，多匯編語(yǔ)言的變成也不是很熟練，所以我覺得這個(gè)題目可能我做不起來(lái)。但是當(dāng)我看到大家的題目大多數(shù)都是用沒有接觸過(guò)的芯片完成課程設(shè)計(jì)，我的信心也強(qiáng)了起來(lái)。由于之前使用ZLG7290做過(guò)實(shí)驗(yàn)，所以對(duì)于ZLG7290的原理和應(yīng)用還是蠻熟悉的。但是 對(duì)于PCF8563，我一點(diǎn)都沒有接觸過(guò)，所以中午我就開始在圖書館和網(wǎng)上查找關(guān)于PCF8563的有關(guān)資料。了解了PCF8563的工作原理后便開始了設(shè)計(jì)的工作。本次的設(shè)計(jì)基于AT89C51單片機(jī)的LED顯示系統(tǒng)主要由89C51單片機(jī)處理器控制、位掃描控制電路、

31、端碼顯示驅(qū)動(dòng)電路及與計(jì)算機(jī)的接口電路組成。此外還包括一些基本的電路如電源電路，晶振電路，及接口電路。我通過(guò)了四天的時(shí)間完成了程序的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)圖書學(xué)到了很多知識(shí)，并通過(guò)無(wú)數(shù)遍的調(diào)試，我們完成了主程序，初始化程序，讀寫顯示程序，設(shè)置程序，按鍵查詢程序等等。之后又花了兩天的時(shí)間進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)箱上的調(diào)試，最后在自己的努力和老師的幫組下順利完成了課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這一周半的課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了許多東西，我自己也發(fā)現(xiàn)了許多的不足，首先，我最先想到的是去網(wǎng)上找現(xiàn)成的而不是自己做，這樣的想法是不對(duì)的，這樣的學(xué)習(xí)態(tài)度，不管做什么事都不會(huì)有好的成果。這一點(diǎn)在之后的學(xué)習(xí)生活中，我一定要改正。然后

32、，我也發(fā)現(xiàn)了我粗心大意的缺點(diǎn)，比如入口地址寫成了8000H,程序里面標(biāo)點(diǎn)、指令也出現(xiàn)了好多錯(cuò)誤。這個(gè)缺點(diǎn)我也需要多加改正。在此次課程設(shè)計(jì)中，我一開始沒有寫注釋，我后面去看花了好長(zhǎng)時(shí)間去重新理解，這樣讓我養(yǎng)成了編程過(guò)程中寫注釋的習(xí)慣。在軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，利用了Keil這個(gè)軟件在程序錄入和調(diào)試的時(shí)候的優(yōu)越性，讓我能夠在編寫軟件的時(shí)候很方便的發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，現(xiàn)在已經(jīng)能夠使用Keil對(duì)所設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行調(diào)試。這也讓我了解到，借助一些專業(yè)的軟件是多么的重要，在以后的日子里面我還要學(xué)習(xí)更多的專業(yè)軟件，并且熟練應(yīng)用，以便更好的完成學(xué)習(xí)任務(wù)和以后工作里面的任務(wù)。最后，我要感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和同學(xué)對(duì)我的幫助。沒

33、有他們的幫助我是不太可能順利完成這次課程設(shè)計(jì)的。在以后的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)時(shí)時(shí)敦促自己更加努力，不辜負(fù)師長(zhǎng)、親人、朋友對(duì)我的期望。參 考 文 獻(xiàn)1 張毅剛主編，單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京：高等教育出版社，20042 陳濤編著，單片機(jī)應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20083 周潤(rùn)景主編，PROTEUS入門實(shí)用教程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20074 皮大能主編，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，北京：北京理工大學(xué)出版社，20105 樓然苗主編，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)（Proteus仿真版），浙江：浙江大學(xué)出版社, 2010 6 王法能主編，單片機(jī)原理及應(yīng)用 科學(xué)出版社 20047 控制、電子技術(shù)類雜志、報(bào)

34、刊8 廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司提供的PCF8563 I2C 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片與ZLG7290 I2C 接口鍵盤及 LED 驅(qū)動(dòng)器講解文件附錄 SDA BIT P1.7 ;I2C總線引腳定義SCL BIT P1.6 ;I2C時(shí)鐘引腳定義RST BIT P1.0 ;I2C復(fù)位引腳定義KEY_INT BIT P3.2 MTD EQU40H ;發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器MRD EQU49H ;接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū);定義器件地址ZLG7290 EQU70H ;ZLG7290的器件地址PCF8563 EQU 0A2H;PCF8563的器件地址ACK BIT 10H ;應(yīng)答標(biāo)志位SLA DATA50H ;器件的從地址SU

35、BA DATA51H ;器件的子地址NUMBYTEDATA52H ;讀/寫的字節(jié)數(shù)變量 ;00 01 02 03 04 05 06 07 ;秒 秒 分 分 時(shí) 時(shí) ;08 09 10 11 12 13 14 15 ;日 日 月 月 年 年disp_buf EQU 60H set_date_buf EQU 30H ;設(shè)置的時(shí)間7字節(jié)30H36H秒分時(shí)日月年 set_date EQU 5AH ;B 從低到高依次代表秒分時(shí)日月年閃爍控制位swich_date BIT1AH;主程序ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN: MOV set_date,#0x00MOV SP,#70HCL

36、R RST ;復(fù)位I2CLCALL DELAYSETB RST ;置位I2CLCALL DELAY;初始化日期時(shí)間數(shù)據(jù)MOVMTD,#00H ;PCF8563T的控制REG1MOVMTD+1,#12H ;PCF8563T的控制REG2 MOVMTD+2,#00H ;PCF8563T的秒regMOVMTD+3,#30H ;PCF8563T的分regMOVMTD+4,#15H ;PCF8563T的時(shí)regMOVSLA,#PCF8563 ;指定器件地址MOVSUBA,#00H ;指定子地址MOVNUMBYTE,#05H ;發(fā)送5字節(jié)數(shù)據(jù) 兩個(gè)控制寄存器 和秒分時(shí)LCALLIWRNBYTE ;調(diào)用寫5

37、字節(jié)數(shù)據(jù)程序LCALL DELAYMOVMTD,#30H ;日的首地址MOVMTD+1,#04H ;周的首地址MOVMTD+2,#05H ;月的首地址MOVMTD+3,#14H ;年的首地址MOVSLA,#PCF8563 ;指定器件地址MOVSUBA,#05H ;指定子地址 日的地址MOVNUMBYTE,#04H ;發(fā)送4字節(jié)數(shù)據(jù)LCALLIWRNBYTE ;調(diào)用寫4字節(jié)數(shù)據(jù)程序LCALL DELAYCLR swich_date ;先顯示時(shí)間;主循環(huán)開始MAINLOOP: MOV A,set_date JNZ lp ;判斷是否設(shè)置時(shí)間，設(shè)置就不讀PCF中數(shù)據(jù)MOVSLA,#PCF8563 ;指

38、定器件地址MOVSUBA,#02H ;指定子地址 讀取時(shí)間數(shù)據(jù) 首地址02HMOVNUMBYTE,#07H ;發(fā)送7字節(jié)數(shù)據(jù)LCALLIRDNBYTE ;調(diào)用讀取7個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)程序 LCALL DELAYlp: JB swich_date,display_date LJMP display_time ;顯示日期display_date: MOV A,set_date JZ disp_normal MOV A,set_date_buf+3 MOV MRD+3,A MOV A,set_date_buf+5 MOV MRD+5,A MOV A,set_date_buf+6 MOV MRD+6,Adis

39、p_normal:MOVA,MRD+3 ANL A,#0x3fMOVMRD+3,AMOVA,MRD+5 ANL A,#0x1fMOVMRD+5,A MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x08 MOV b,#0x00 JZ ss6 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss6:MOVA,MRD+3ANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+0,A ;日的低位送顯示 MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x08 MOV b,#0x00 JZ ss7 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss7:MOVA

40、,MRD+3SWAPA ANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+1,A ;日的高位送顯示 MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x10 MOV b,#0x00 JZ ss8 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移MOV b,#0x40ss8:MOVA,MRD+5ANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+3,A ;月的低位送顯示 MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x10 MOV b,#0x00 JZ ss9 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss9:MOVA,MRD+5SWAPA ;半字節(jié)取反A

41、NL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+4,A;月的高位送顯示 MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x20 MOV b,#0x00 JZ ss10 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移MOV b,#0x40ss10:MOVA,MRD+6 ANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+6,A ;年的低位 MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x20 MOV b,#0x00 JZ ss11 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss11:MOVA,MRD+6SWAPAANL A,#0X0F ADD A,BM

42、OVdisp_buf+7,A;年的高位MOVdisp_buf+2,#1FHMOVdisp_buf+5,#1FH ;這兩位數(shù)碼管不顯示LJMPDISPLAY;顯示時(shí)間display_time: MOV A,set_date JZ disp_normal0 MOV A,set_date_buf MOV MRD+0,A MOV A,set_date_buf+1 MOV MRD+1,A MOV A,set_date_buf+2 MOV MRD+2,Adisp_normal0:MOVA,MRDANL A,#0x7fMOVMRD,AMOVA,MRD+1ANL A,#0x7fMOVMRD+1,AMOVA,M

43、RD+2ANL A,#0x3fMOVMRD+2,A MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x01 MOV b,#0x00 JZ ss0 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss0:MOVA,MRDANL A,#0X0F ADD A,B ;閃爍顯示MOVdisp_buf,A MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x01 MOV b,#0x00 JZ ss1 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss1:MOVA,MRDSWAPAANL A,#0X0F ADD A,B ;閃爍顯示MOVdisp_buf+1,A MOV a

44、,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x02 MOV b,#0x00 JZ ss2 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss2:MOVA,MRD+1ANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+3,A MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x02 MOV b,#0x00 JZ ss3 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss3:MOVA,MRD+1SWAPAANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+4,A MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x04 MOV

45、b,#0x00 JZ ss4 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss4:MOVA,MRD+2ANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+6,A MOV a,set_date ;判斷是否要閃爍顯示 ANL a,#0x04 MOV b,#0x00 JZ ss5 ;閃爍標(biāo)志位為0則轉(zhuǎn)移 MOV b,#0x40ss5:MOVA,MRD+2SWAPAANL A,#0X0F ADD a,bMOVdisp_buf+7,AMOVdisp_buf+2,#1FHMOVdisp_buf+5,#1FH;顯示程序DISPLAY:MOVR7,#0X08MOVR1,#disp_bufMOVA,

46、#0X60DISLOOP:MOVMTD,APUSHACCMOV21H,R1MOV20H,R7MOVMTD+1,R1MOVSLA,#ZLG7290;指定器件地址MOVSUBA,#07H;指定子地址MOVNUMBYTE,#02H;發(fā)送2字節(jié)數(shù)據(jù)LCALLIWRNBYTE;調(diào)用寫2字節(jié)數(shù)據(jù)程序LCALL DELAYMOVR1,21HMOVR7,20HPOP ACCINC R1INC ADJNZR7,DISLOOPLOOP1:JNBKEY_INT,KEY_HANDLE ;判斷按鍵 按鍵按下則轉(zhuǎn)移KEY_HANDLELJMPMAINLOOP;主循環(huán)結(jié)束;按鍵處理子程序KEY_HANDLE: MOVSLA

47、,#ZLG7290;指定器件地址MOVSUBA,#01H ;指定子地址MOVNUMBYTE,#01H;發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)LCALLIRDNBYTE;調(diào)用讀1字節(jié)數(shù)據(jù)程序LCALLDELAYMOVA, MRDCJNE A,#01H,TO_SET;鍵值=1 取反鍵 MOV A,set_date JNZ LPP ;若設(shè)置鍵按下 則切換顯示無(wú)用CPL swich_date ;否則，按鍵按下，swich_date取反LPP:LJMP MAINLOOPTO_SET:CJNE A,#02H,TO_ADD LCALL KEY_SET LJMP MAINLOOPTO_ADD:CJNE A,#03H,TO_SUB LCALL KEY_ADD LJMP MAINLOOPTO_SUB:CJNE