基于單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

1、-. z課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)學(xué)院：學(xué)生：*：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：2016年 4月22 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)學(xué)生所在學(xué)院專業(yè)、年級(jí)、班設(shè)計(jì)要求：1、具有電源開關(guān)及指示燈，有調(diào)節(jié)鍵；2、本次設(shè)計(jì)完成電子時(shí)鐘年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示及環(huán)境溫度測(cè)量等功能的根底上完成定時(shí)鬧鐘的功能。硬件電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片電路模塊、LCD1602液晶顯示模塊、按鍵模塊、DS18B20溫度傳感器模塊、蜂鳴器報(bào)警電路模塊；軟件局部主要通過(guò)c程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)展時(shí)間數(shù)據(jù)的讀和寫，然后通過(guò)液晶顯

2、示程序?qū)r(shí)間顯示出來(lái)。設(shè)計(jì)中結(jié)合硬件、軟件的分步調(diào)試，到達(dá)要求的控制效果。3、系統(tǒng)具有調(diào)時(shí)間及鬧鐘定時(shí)溫度顯示功能，可以調(diào)節(jié)時(shí)間、定時(shí)報(bào)時(shí)提醒，顯示環(huán)境溫度。學(xué)生應(yīng)完成的工作： 完成電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)，調(diào)試燒制程序，利用Altium Designer軟件繪制電路原理圖，設(shè)計(jì)制作電路的PCB板，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展安裝、調(diào)試，并提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。肖顯在本次課程設(shè)計(jì)中應(yīng)完成的任務(wù)是繪制電路原理圖，系統(tǒng)的安裝，元器件的焊接等工作。參考文獻(xiàn)閱讀： 1微機(jī)原理與應(yīng)用M.繼紅，徐晨，王春明，徐慧：高等教育，2014. 2單片機(jī)原理與應(yīng)用王艷編著航空航天大學(xué)，2009.5.3單片機(jī)原理與實(shí)踐高衛(wèi)東、辛友順、彥征編著航空

3、航天大學(xué)，2008.1.4 毅剛，喜元，宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.：高等教育，2013.5 谷樹忠.Altium Designer教程-原理圖、PCB設(shè)計(jì)與仿真M.：電子工業(yè)，2010.6 周佩玲.16位微型計(jì)算機(jī)原理接口及其應(yīng)用M.：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2000.工作方案： 4月11日4月15日，介紹課程設(shè)計(jì)整體情況擬定課題并確定優(yōu)化檔案；4月16日4月19日學(xué)生根據(jù)程序流程圖編寫程序制作硬件電路并檢查課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫進(jìn)度；4月20日4月21燒錄程序系統(tǒng)調(diào)試；4月22日，提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告并集中收取實(shí)物。任務(wù)下達(dá)日期：2016 年4月 11 日 任務(wù)完成日期：2016 年4月 22 日指導(dǎo)教師簽名

4、： 學(xué)生簽名： 基于單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)摘要：設(shè)計(jì)了一個(gè)多功能電子時(shí)鐘，該系統(tǒng)具有定時(shí)、報(bào)時(shí)、溫度顯示功能，到設(shè)定時(shí)間時(shí)蜂鳴器會(huì)響。該電路主要由時(shí)鐘芯片模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊、溫度傳感器模塊、蜂鳴器報(bào)警電路模塊、復(fù)位模塊構(gòu)成。軟件局部主要通過(guò)C程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)展時(shí)間數(shù)據(jù)的讀和寫，然后通過(guò)液晶顯示程序?qū)r(shí)間顯示出來(lái)。利用Altium Designer軟件對(duì)電路圖進(jìn)展了原理圖的設(shè)計(jì)和PCB板的設(shè)計(jì)，并對(duì)電路進(jìn)展了安裝和調(diào)試，調(diào)試結(jié)果與設(shè)計(jì)預(yù)期一致。關(guān)鍵詞：電子時(shí)鐘、溫度顯示、Altium Designer、PCB目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _

5、Toc4500438151.設(shè)計(jì)背景 PAGEREF _Toc450043815 h 3HYPERLINK l _Toc4500438161.1 電子時(shí)鐘的研究背景 PAGEREF _Toc450043816 h 3HYPERLINK l _Toc4500438171.2數(shù)字電子時(shí)鐘的開展趨勢(shì) PAGEREF _Toc450043817 h 3HYPERLINK l _Toc4500438182.設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc450043818 h 3HYPERLINK l _Toc4500438192.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc450043819 h 3HYPERLIN

6、K l _Toc4500438202.2 系統(tǒng)硬件描述 PAGEREF _Toc450043820 h 3HYPERLINK l _Toc4500438212.3 系統(tǒng)軟件描述 PAGEREF _Toc450043821 h 3HYPERLINK l _Toc4500438222.4 設(shè)計(jì)程序及預(yù)期結(jié)果 PAGEREF _Toc450043822 h 3HYPERLINK l _Toc4500438233. 方案實(shí)施 PAGEREF _Toc450043823 h 3HYPERLINK l _Toc4500438243.1主要器件介紹 PAGEREF _Toc450043824 h 3HYPE

7、RLINK l _Toc4500438253.2單片機(jī)的功能 PAGEREF _Toc450043825 h 3HYPERLINK l _Toc4500438263.3 單片機(jī)最小系統(tǒng) PAGEREF _Toc450043826 h 3HYPERLINK l _Toc4500438273.4電源電路 PAGEREF _Toc450043827 h 3HYPERLINK l _Toc4500438283.5液晶顯示電路 PAGEREF _Toc450043828 h 3HYPERLINK l _Toc4500438293.6鍵盤電路 PAGEREF _Toc450043829 h 3HYPERL

8、INK l _Toc4500438303.7時(shí)鐘芯片電路 PAGEREF _Toc450043830 h 3HYPERLINK l _Toc4500438313.8溫度測(cè)量電路 PAGEREF _Toc450043831 h 3HYPERLINK l _Toc4500438323.9蜂鳴器電路 PAGEREF _Toc450043832 h 3HYPERLINK l _Toc4500438333.10原理圖的繪制及PCB的布線 PAGEREF _Toc450043833 h 3HYPERLINK l _Toc4500438344. 系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc450043834 h 3H

9、YPERLINK l _Toc4500438354.1 PCB板的安裝 PAGEREF _Toc450043835 h 3HYPERLINK l _Toc4500438364.2最小系統(tǒng)的調(diào)試 PAGEREF _Toc450043836 h 3HYPERLINK l _Toc4500438374.3 液晶顯示模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊的調(diào)試 PAGEREF _Toc450043837 h 3HYPERLINK l _Toc4500438384.4 整體調(diào)試 PAGEREF _Toc450043838 h 3HYPERLINK l _Toc4500438395. 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc45

10、0043839 h 3HYPERLINK l _Toc4500438405.1 軟件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明 PAGEREF _Toc450043840 h 3HYPERLINK l _Toc4500438415.2主程序流程圖 PAGEREF _Toc450043841 h 3HYPERLINK l _Toc4500438425.3主程序代碼 PAGEREF _Toc450043842 h 3HYPERLINK l _Toc4500438436.結(jié)果與結(jié)論 PAGEREF _Toc450043843 h 3HYPERLINK l _Toc4500438447. 致 PAGEREF _Toc4500438

11、44 h 3HYPERLINK l _Toc4500438458.參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc450043845 h 3HYPERLINK l _Toc4500438468. 附件 PAGEREF _Toc450043846 h 3HYPERLINK l _Toc450043847附件I電路原理圖 PAGEREF _Toc450043847 h 3HYPERLINK l _Toc450043848附件II PCB布線圖 PAGEREF _Toc450043848 h 3HYPERLINK l _Toc450043849附件III實(shí)物圖 PAGEREF _Toc450043849 h 3H

12、YPERLINK l _Toc450043850附件IV元器件清單 PAGEREF _Toc450043850 h 3HYPERLINK l _Toc450043851附件V子源程序 PAGEREF _Toc450043851 h 3-. z1.設(shè)計(jì)背景1.1 電子時(shí)鐘的研究背景1957年，Ventura創(chuàng)造了世界第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的根底，電子時(shí)鐘開場(chǎng)迅速開展起來(lái)?，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)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒的定義，通過(guò)計(jì)數(shù)方式進(jìn)展?jié)M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)位清零。從而到達(dá)計(jì)時(shí)的功能。傳統(tǒng)的數(shù)字電子時(shí)鐘采用了較多

13、的分立元器件，不僅占用了很大的空間而且利用率也比很低。隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的不斷提高，用傳統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很難滿足設(shè)計(jì)需求。20世紀(jì)末，電子技術(shù)得到了極速的開展，毫無(wú)疑問(wèn)，在其推動(dòng)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(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，這有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的開展和社會(huì)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(lái)越快。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萬(wàn)年歷、電子秒表、溫度檢測(cè)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。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(duì)環(huán)境溫度檢測(cè)的功能，溫度是一種最根本的環(huán)境

14、參數(shù)。目前，典型的溫度檢測(cè)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。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(cè)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)接口電路構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，可以廣泛用于距離遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)分布多的場(chǎng)合具有較強(qiáng)推廣應(yīng)用價(jià)值。數(shù)字電子時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡谋匦杵罚捎跀?shù)字集成電路的開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(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大擴(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。例如定時(shí)自動(dòng)

15、報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)播送、自動(dòng)啟閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電器的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為根底的。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數(shù)字電子時(shí)鐘的開展趨勢(shì)數(shù)字電子時(shí)鐘，自從它創(chuàng)造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(lè)帶來(lái)極大的方便。但隨著時(shí)間的推移，社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來(lái)越高，應(yīng)用越來(lái)越廣，可以說(shuō)時(shí)間的準(zhǔn)確已成為各行各業(yè)平安運(yùn)行的根底。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，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(duì)單片

16、機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘。其中，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子時(shí)鐘具有硬件構(gòu)造簡(jiǎn)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(guò)它的時(shí)鐘信號(hào)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(lái)。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(wèn)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(dòng)測(cè)試技術(shù)的結(jié)晶。21世紀(jì)后，智能溫度傳感器毫無(wú)疑問(wèn)正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及高平安性等高科技的方向迅速開展，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(cè)溫系統(tǒng)已是刻不容緩，在日常生活和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，我們時(shí)常會(huì)遇到對(duì)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

17、供了市場(chǎng)，也有了市場(chǎng)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(cè)的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。2.設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)完成電子時(shí)鐘年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示及環(huán)境溫度測(cè)量等功能的根底上完成定時(shí)鬧鐘的功能。由于DS12887時(shí)鐘芯片含一個(gè)鋰電池，所以斷電情況可以運(yùn)行十年以上不喪失數(shù)據(jù)，重新上電后不用校正時(shí)鐘。硬件電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片電路模塊、LCD1602液晶顯示模塊、按鍵模塊、DS18B20溫度傳感器模塊、蜂鳴器報(bào)警電路模塊；軟件局部主要通過(guò)c程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)展時(shí)間數(shù)據(jù)的讀和寫，然后通過(guò)液晶顯示程序?qū)r(shí)間顯示出來(lái)，通過(guò)按鍵操

18、作實(shí)現(xiàn)功能的轉(zhuǎn)換和屏幕的切換。設(shè)計(jì)中結(jié)合硬件、軟件的分步調(diào)試，到達(dá)要求的控制效果。2.2 系統(tǒng)硬件描述基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子時(shí)鐘根本構(gòu)造框圖如圖2-1所示該系統(tǒng)所需要的器件包括單片機(jī)AT89S52芯片一塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12887一塊，溫度傳感器DS18B20一塊，液晶顯示屏LCD1602一塊，雙4輸入與門芯片74LS21一塊，蜂鳴器一個(gè)，12mHZ的晶振一個(gè)，排針排線假設(shè)干組，電容電阻假設(shè)干，導(dǎo)線假設(shè)干，發(fā)光二級(jí)管一個(gè)，三極管一個(gè)，按鈕5個(gè)。電源單片機(jī)溫度傳感器DS18B20液晶顯示模塊晶振，復(fù)位電路時(shí)鐘芯片DS12887蜂鳴器聲響模塊按鍵模塊圖2.1系統(tǒng)根本構(gòu)造圖2.3 系統(tǒng)軟件描述系統(tǒng)程

19、序?qū)崿F(xiàn)三局部功能：時(shí)鐘局部實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒、星期顯示和設(shè)置、鬧鐘功能；溫度測(cè)量局部實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度測(cè)量及顯示；鍵盤局部主要為時(shí)鐘和鬧鐘設(shè)置。單片機(jī)及各變量初始化判斷模式時(shí)間設(shè)置鬧鐘設(shè)置日期設(shè)置溫度讀取退出模式選擇鍵盤操作鍵盤操作LCD1602顯示時(shí)間，日期，鬧鐘，溫度DS18B20的數(shù)據(jù)輸出DS12887數(shù)據(jù)的寫入或輸出圖2.2功能整體流程圖2.4 設(shè)計(jì)程序及預(yù)期結(jié)果該設(shè)計(jì)的主要流程如下：首先閱讀大量參考文獻(xiàn)，進(jìn)展設(shè)計(jì)方案確實(shí)定，然后在Altium Designer上進(jìn)展原理圖的繪制和修改，在根本電路原理檢查無(wú)誤的情況下，統(tǒng)計(jì)所需要的元器件清單(元器件應(yīng)考慮裕量)。接著把元器件焊接到各個(gè)

20、功能電路的模塊上，并結(jié)合程序進(jìn)展調(diào)試。最后將各個(gè)功能的電路程序組合起來(lái)，然后再進(jìn)展總體調(diào)試直到成功。本設(shè)計(jì)能到達(dá)以下結(jié)果：1顯示年、月、日、星期等日歷相關(guān)信息。通過(guò)按鍵設(shè)置年月日和星期，以及定時(shí)鬧鐘。2掉電后時(shí)鐘芯片正常運(yùn)行，重新上電后不用校正時(shí)鐘。3定時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)，蜂鳴器報(bào)警；手動(dòng)按任意鍵報(bào)警停頓；如無(wú)人工按鍵，報(bào)警在1.5min后停頓。4時(shí)時(shí)溫度顯示。3. 方案實(shí)施3.1主要器件介紹本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為控制器，用LCD液晶顯示器作為顯示模塊，調(diào)節(jié)時(shí)間按鍵模塊，時(shí)鐘芯片模塊，用DS18B20作為溫度測(cè)量輸入模塊，用蜂鳴器作為鬧鐘輸出。3.2單片機(jī)的功能中央處理器：中央處理器(C

21、PU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(部RAM)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存放變化的數(shù)據(jù)。AT89S52中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間為256個(gè)RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用的僅有前面128個(gè)，后128個(gè)被專用存放器占用。程序存儲(chǔ)器(部ROM)：程序存儲(chǔ)器用于存放程序和固定不變的常數(shù)等。通常采用只讀存儲(chǔ)器，且其又多種類型，在89系列單片機(jī)中全部采用閃存。AT89S52部配置了4KB閃存。圖3.1 AT89S52引腳圖定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)

22、定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。AT89S52共有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。并行輸入輸出(I/O)口：AT89S52共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。每個(gè)口都由1個(gè)鎖存器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。它們主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并行輸入與輸出，有些I/O口還有其他功能。全雙工串行口：AT89S52置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路的作用是產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘脈沖序列。中斷系統(tǒng)：中斷系統(tǒng)的作用主要是對(duì)外部或部的終端請(qǐng)求進(jìn)展管理與處理。AT89S52共有5個(gè)中斷源，其中又2個(gè)外部中斷

23、源和3個(gè)部中斷源。引腳功能如下:VCC：電源電壓。GND：地。P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I0口，也即地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫l可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址低8位和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活部上拉電阻。P1口：Pl是一個(gè)帶部上拉電阻的8位雙向IO口，Pl的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫l，通過(guò)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮瑁?個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流IIL。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，Pl

24、接收低8位地址。P2 口：P2 是一個(gè)帶有部上拉電阻的8 位雙向IO 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4 個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫1，通過(guò)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)椴看嬖谏侠娮瑁?個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流IIL。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例如執(zhí)行MOV*DPTR指令時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器如執(zhí)行MOV*Ri 指令時(shí)，P2 口線上的容也即特殊功能存放器SFR區(qū)中P2存放器的容，在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。P3 口：P3

25、 口是一組帶有部上拉電阻的8 位雙向I0 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)吸收或輸出電流4 個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入l時(shí)，它們被部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流IIL。P3口除了作為一般的I0口線外，更重要的用途是它的第二功能P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AU*R的DISRT0 位地址8EH可翻開或關(guān)閉該功能。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平翻開狀態(tài)。ALEPROG：

26、當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE地址鎖存允許輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)F1ash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖PROG。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能存放器SFR區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可制止ALE 操作。該位置位后，只有一條M0V*和M0VC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。PSEN程序儲(chǔ)存允許PSEN 輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)A

27、T89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令或數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒(méi)有兩次有效的PSEN 信號(hào)。EAVPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器地址為0000HFFFFH，EA端必須保持低電平接地。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平接VCC端，CPU則執(zhí)行部程序存儲(chǔ)器中的指令。F1ash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。*TAL1：振蕩器反相放大器及部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的單片機(jī)最小系統(tǒng)主要包括AT89S52芯片，晶振電路和復(fù)位電路。一時(shí)鐘電路最小系

28、統(tǒng)晶振電路如圖3.2所示。圖3.2 時(shí)鐘電路STC89C52部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳*TAL0和*TAL1分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。部方式的時(shí)鐘電路如圖3-9所示，在*TAL0和*TAL1引腳上外接定時(shí)元件，部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。單片機(jī)晶振兩個(gè)電容的作用：這兩個(gè)電容叫晶振的負(fù)載電容，分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容，一般在幾十pf。它會(huì)影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度。晶振的

29、負(fù)載電容=(Cd*Cg)/(Cd+Cg)+Cic+C式中Cd，Cg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容，Cic集成電路部電容+CPCB上電容經(jīng)歷值為3至5pf。二復(fù)位電路無(wú)論使用哪種類型的單片機(jī)，總要涉及到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng)，并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后，在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了死機(jī)、程序走飛等現(xiàn)象，這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的16。復(fù)位電路的根本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)才最小系統(tǒng)復(fù)位電路如圖3.3所示：圖3.3 復(fù)位電路撤銷復(fù)位信號(hào)

30、，以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位電路參數(shù)的選定須在振蕩穩(wěn)定后保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種類型：微分型復(fù)位電路；積分型復(fù)位電路；比擬器型復(fù)位電路；看門狗型復(fù)位電路。3.4電源電路圖3.4 AC12V變DC5V伏電路采用橋堆及LM7805將12V交流電轉(zhuǎn)化為該系統(tǒng)需要的+5V直流穩(wěn)定電壓，電路中器件選擇可以通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路參數(shù)。如圖3.2所示，P5接口為輸入12V交流電，VCC為輸出+5V直流穩(wěn)壓電壓為系統(tǒng)供電。3.5液晶顯示電路圖3.6液晶顯示電路液晶LCD1602的D0-D7引腳與AT89C52芯

31、片的P2口相接，而控制引腳RS、R/W、CS則分別接P1.6，P1.5，P1.4。引腳3接一個(gè)1K的電位器來(lái)調(diào)整比照度，從而到達(dá)適宜的背光燈比照度。液晶顯示模塊由于具有低功耗、壽命長(zhǎng)、體積小、顯示容豐富、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(hào)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，這樣不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，而且極提高了系統(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

32、供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格廉價(jià)，具有很高的性價(jià)比。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個(gè)字符，芯片工作電壓:4.55.5V，工作電流:2.0mA(5.0V)，模塊最正確工作電壓:5.0V ，字符尺寸:2.954.35(WH)mm 。引腳功能說(shuō)明：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器比照度調(diào)整端，接正電源時(shí)比照度最弱，接地時(shí)比照度最高，比照度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生鬼影，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整比照度。第4腳：RS為存放器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時(shí)選擇指令存放器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)展讀操作，低電平時(shí)進(jìn)展寫操作。當(dāng)R

33、S和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。 LCD1602 讀寫操作時(shí)序總體上來(lái)說(shuō)是比擬簡(jiǎn)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)電平上下和變化。很顯然第二種更簡(jiǎn)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/

34、W=L，D0-D7=指令碼，E=高脈沖輸出：無(wú)讀數(shù)據(jù)-輸入：RS=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(wú)LCD1602初始化過(guò)程：(1)延時(shí)15ms(2)寫指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào))(3)延時(shí)5ms(4) 寫指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào))(5)寫指令5ms(6) 寫指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào))(7)之后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測(cè)忙信號(hào)(8)寫指令38H：顯示模式設(shè)置(9)寫指令08H：顯示關(guān)閉(10) 寫指令01H：顯示清屏幕(11) 寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置(12) 寫指令0CH：顯示及光標(biāo)設(shè)置。3.

35、6鍵盤電路圖3.7鍵盤電路74LS21芯片為兩組 4 輸入與門正邏輯。本設(shè)計(jì)中的四個(gè)按鍵分別接到74LS21芯片的1A，1B，1C，1D，即4輸入與門的4個(gè)輸入。而74LS21的輸出1Y則接到AT89S52芯片的P3.2(INT0)引腳，由于該引腳為低電平有效，當(dāng)警報(bào)發(fā)生時(shí)按下四個(gè)按鍵中任意一個(gè)都會(huì)使輸出1Y變?yōu)榈碗娖?，則芯片發(fā)生中斷，報(bào)警停頓。同時(shí)，四個(gè)按鍵key1-key4也接到AT89S52芯片的起到調(diào)節(jié)時(shí)間日期等功能。四個(gè)按鍵中S1為切換鍵，S2為設(shè)定鍵，S3為上調(diào)鍵，S4下調(diào)鍵。3.7時(shí)鐘芯片電路(一)DS12887功能特點(diǎn):DS12887是美國(guó)達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司推出的時(shí)鐘芯片，此芯片

36、是基于CMOS技術(shù)的，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片部，這無(wú)疑大大簡(jiǎn)化了外圍電路，同時(shí)它與目前IBM AT計(jì)算機(jī)常用的時(shí)鐘芯片MC146818B和DS1287芯片引腳兼容，可直接進(jìn)展對(duì)等交換。其主要功能如下：圖3.8時(shí)鐘電路 (1) 含一個(gè)鋰電池，斷電可運(yùn)行十年，并且不會(huì)喪失數(shù)據(jù)，時(shí)間功能正常運(yùn)行。(2) 可計(jì)時(shí)至2100年前的秒、分、時(shí)、星期、日、月、年等日歷信息并帶有閏年補(bǔ)償功能。(3) 可通過(guò)編程選擇BCD碼或者二進(jìn)制數(shù)表示日歷和定時(shí)鬧鐘。(4) 可通過(guò)編程選擇12小時(shí)或24小時(shí)制，12小時(shí)時(shí)鐘模式帶有PM和AM提示，此外還有有夏令時(shí)功能。(5) 可選擇MOTOROLA

37、和INTEL總線時(shí)序。 (6) 部共有128個(gè)RAM單元，這在常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘中屬于較大的。其中14個(gè)字節(jié)作為時(shí)鐘和控制存放器，114字節(jié)為通用RAM，所有ARAM單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。 (7) 可編程并選擇的方波信號(hào)輸出。(8) 中斷信號(hào)輸出(IRQ)和總線兼容，定時(shí)鬧鐘中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期完畢中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)展測(cè)試。(9) 三種可供選擇的中斷方式-時(shí)間性中斷-周期性中斷-時(shí)鐘更新完畢中斷二DS12887的原理圖3.9顯示了DS12887管腳排列圖。下面說(shuō)明管腳功能：GND：電源地圖3.9 DS12887管腳VCC：直流電源+5V電壓。假設(shè)外部提供的VCC電源小

38、于4.25V，讀寫會(huì)即刻被制止，但芯片部的計(jì)時(shí)仍在繼續(xù)，重新通上+5V電源后，通過(guò)編程即可顯示當(dāng)前時(shí)間；假設(shè)外部提供的VCC電源小于3V，電源方式切換為部鋰電池提供，同樣可以保持芯片部計(jì)時(shí)仍然繼續(xù)。 MOT(模式選擇)：接VCC+5V時(shí)，芯片在MOTOROLA時(shí)序下工作，接GND地時(shí)，芯片在INTEL時(shí)序下工作。 SQW(方波信號(hào))：通過(guò)15個(gè)分頻器抽頭中的13個(gè)提供方波輸出。 AD0AD7(雙向地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線)：數(shù)據(jù)和控制指令都通過(guò)此8個(gè)引腳來(lái)于單片機(jī)等控制器傳輸。AS(地址選通輸入)：地址鎖存引腳。 DS(數(shù)據(jù)選通或讀輸入)：該引腳有兩種操作模式，視該芯片是出于MOTOROLA模式或者I

39、NTEL模式，當(dāng)使用MOTOROLA時(shí)序時(shí)，DS是一正脈沖，出現(xiàn)在總線周期的后段，稱為數(shù)據(jù)選通；假設(shè)為INTEL時(shí)序，DS稱作(RD)，RD與典型存貯器的允許信號(hào)(OE)的定義一樣。 R/W(讀/寫輸入)：R/W管腳同樣也有兩種操作模式。此引腳的兩種模式與DS相似。 CS(片選輸入)：在訪問(wèn)DS12887的總線周期，片選信號(hào)必須保持為低。 IRQ(中斷申請(qǐng)輸入)：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。沒(méi)有中斷條件滿足時(shí)，IRQ處于高阻態(tài)。IRQ線是漏極開路輸入，要求外接上拉電阻。 RESET(復(fù)位輸出)：假設(shè)要保證DS12887有效復(fù)位，必須讓該腳保持低電平時(shí)間大于200ms。3.8溫度測(cè)量電路圖

40、3.10溫度模塊電路溫度傳感器DS18B20的接法很簡(jiǎn)單，它的DQ引腳與STC89C52芯片的P1.7引腳相連接。這里只用到一個(gè)溫度傳感器，假設(shè)要使用多個(gè)則只需將所有的DS18B20的I/O口接在一起即可，在具體操作時(shí)，通過(guò)讀取每個(gè)芯片的部序列號(hào)來(lái)識(shí)別。3.9蜂鳴器電路蜂鳴器報(bào)警電路的作用：當(dāng)定時(shí)鬧鐘時(shí)間到時(shí)，P3.5引腳會(huì)發(fā)送一個(gè)高電平，蜂鳴器發(fā)出預(yù)設(shè)的聲音，而發(fā)光二極管則會(huì)隨著音樂(lè)閃爍。本電路采用PNP三極管為蜂鳴器圖3.11蜂鳴器電路放大電流，基極通過(guò)4.7k電阻與單片機(jī)STC89C52的閑置引腳P3.5相連接，集電極直接接地，發(fā)射極接發(fā)光二極管和蜂鳴器。3.10原理圖的繪制及PCB的布

41、線在分析完各種模塊電路之后，接下來(lái)將用Altium Designer繪制原理圖。翻開Altium Designer軟件新建工程文件，原理圖文件，PCB文件，并分別命名保存在C盤下的新建文件夾下，方便自己在使用時(shí)很快自己找到該工程文件。建好以上文件之后就可以在元件庫(kù)里面查找本次系統(tǒng)所能使用到的元件(像單片機(jī). DS1820. DS12C887. 電阻.電容等等).把所有的元器件找到并放到Schematic里在使用工具欄里的放置線功能，按之前分析論證后的模塊間連接方式連線。可以把單個(gè)模塊單獨(dú)放在一塊，而模塊與模塊之間則用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的方式進(jìn)展連接。這樣模塊之連接與模塊之間連接就比擬清晰可辯。畫好原理圖

42、使用【Tools】/【Annotate Schematics.】自動(dòng)標(biāo)號(hào)，之后檢查是否有漏的元器件，錯(cuò)誤和漏畫線及虛畫線的地方并及時(shí)更正。檢查原理圖沒(méi)有錯(cuò)誤后，保存原理圖。再生成PCB板之前應(yīng)檢查各個(gè)元器件是否都有封裝及封裝是否正確等，檢查并改正確認(rèn)沒(méi)有錯(cuò)誤后保存原理圖。在原理圖編輯器中，選擇菜單命令【Design】/【Import Changes From danpianji.prjpcb】單擊【Validate Changes】在沒(méi)有錯(cuò)誤后，單擊【E*ecute Changes】執(zhí)行按鈕，系統(tǒng)開場(chǎng)執(zhí)行將所有的元器件信息和網(wǎng)絡(luò)信息的傳送，完成后假設(shè)無(wú)錯(cuò)誤，勾選Done狀態(tài)并關(guān)閉。這是把元器件

43、按模塊在PCB板上擺放整齊緊湊，接著自動(dòng)和手動(dòng)結(jié)合布線，并調(diào)整線的寬度這里線寬用25mil焊盤孔徑為30mil外直徑為60mil的圓形焊盤。通過(guò)不斷的調(diào)整元器件的擺放的位置盡可能的減少跳線的使用。布好線后一檢查是否有錯(cuò)誤布線的地方并及時(shí)更正。二要檢查布線是否合理，把線線距離靠得太近的地方改變線的寬度為了制版時(shí)能別離開來(lái)不會(huì)連到一塊造成短路的情況。檢查沒(méi)有錯(cuò)誤后保存。接著裁板，板要盡可能小點(diǎn)。裁好板保存就完成了PCB的制作。4. 系統(tǒng)調(diào)試4.1 PCB板的安裝完成打孔后將各個(gè)匹配的元器件從銅板的反面將兩個(gè)或多個(gè)引腳引入，然后利用焊接工具將元器件焊接到銅板上。焊接工作完成后，對(duì)整個(gè)電路板進(jìn)展全面的

44、測(cè)試工作，如果在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，就需要通過(guò)第一步設(shè)計(jì)的原理圖來(lái)確定問(wèn)題的位置，然后重新進(jìn)展焊接或者更換元器件。當(dāng)測(cè)試順利通過(guò)后，整個(gè)電路板就制作完成了。任何組裝好的電子PCB電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查PCB電路連線是否有錯(cuò)誤。對(duì)照PCB電路圖，按一定的順序逐級(jí)對(duì)應(yīng)檢查。特別要注意檢查電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短路，二極管方向和電解電容的極性是否接反，集成PCB電路和晶體管的引腳是否接錯(cuò)，輕輕拔一拔元器件，觀察焊點(diǎn)是否結(jié)實(shí)，等等。4.2 最小系統(tǒng)的調(diào)試使用Altium Designer設(shè)計(jì)完電路圖后，首先在電路板上焊制了單片機(jī)最小系統(tǒng)，通過(guò)向芯片中寫入讓每個(gè)引腳持續(xù)規(guī)律地在1和0電

45、位轉(zhuǎn)換的程序，將引腳接到發(fā)光二極管之后，發(fā)光二極管可以規(guī)律地亮或者滅，這說(shuō)明實(shí)現(xiàn)了最小系統(tǒng)的測(cè)試。這樣可以繼續(xù)焊制后面的模塊。4.3 液晶顯示模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊的調(diào)試液晶模塊的顯示是通過(guò)普中科技單片機(jī)箱來(lái)調(diào)試的，由于該試驗(yàn)箱中同樣有STC1602芯片，所以向此芯片中寫入簡(jiǎn)單的顯示0，1，2的小程序，可以正常顯示。蜂鳴器報(bào)警模塊的調(diào)試同樣是通過(guò)最小系統(tǒng)的那個(gè)小程序，寫入之后，報(bào)警模塊的蜂鳴器規(guī)律的響，同時(shí)發(fā)光二極管隨著規(guī)律的亮滅。4.4 整體調(diào)試進(jìn)展整體調(diào)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，液晶顯示無(wú)法定格在一個(gè)畫面，而是一直跳動(dòng)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查焊點(diǎn)，并重新接線之后問(wèn)題仍然存在。所以判斷是按鍵模塊出了問(wèn)題，比方虛焊或

46、者*個(gè)按鍵接錯(cuò)了變成長(zhǎng)導(dǎo)通的狀態(tài)。但是將按鍵模塊剔除出系統(tǒng)后，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題仍然存在。然后判斷是時(shí)鐘模塊出現(xiàn)問(wèn)題，但是將時(shí)鐘芯片拔除后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題仍然存在。最后判斷應(yīng)該是最小系統(tǒng)及周邊電路出現(xiàn)問(wèn)題。所以我重新焊制了一個(gè)最小系統(tǒng)，重新接線后，畫面可以定格，日歷和溫度信息正常顯示。至此，系統(tǒng)調(diào)試成功。5. 軟件設(shè)計(jì)5.1 軟件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明本系統(tǒng)的程序采用C語(yǔ)言編寫，為了便于修改和調(diào)試，系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，程序的編寫編譯在keil uVision4軟件中完成。首先對(duì)STC89C52、DS12887、LCD1602、DS18B20進(jìn)展初始化，日歷和溫度信息通過(guò)LCD1602顯示出來(lái)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與設(shè)定的鬧鐘時(shí)

47、間一樣后，LCD1602上顯示的時(shí)間停頓，但，實(shí)際上芯片部的時(shí)間仍然在走。時(shí)鐘芯片向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求，單片機(jī)通過(guò)報(bào)警模塊進(jìn)展警報(bào)，此時(shí)，假設(shè)按下四個(gè)按鍵中的任意一個(gè)，報(bào)警停頓，LCD1602顯示的時(shí)間繼續(xù)準(zhǔn)確顯示。系統(tǒng)中有四個(gè)按鍵，即：設(shè)置鍵S1、切換鍵S2、上調(diào)鍵S3、下調(diào)鍵S4。1按下S1鍵，系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，再按下S2鍵可在除了溫度外的工程，如年、月、日、時(shí)、分、秒、星期、鬧鐘上停留，此時(shí)再按下上調(diào)鍵S3即可進(jìn)展加一操作，按下下調(diào)鍵S4即可進(jìn)展減一的操作。2同時(shí)按下S1鍵和S2鍵會(huì)將當(dāng)前的時(shí)間恢復(fù)到程序中設(shè)定的默認(rèn)時(shí)間。3同時(shí)按下S3鍵和S4鍵可對(duì)鬧鐘進(jìn)展開啟和關(guān)閉的操作。5.2主程序

48、流程圖圖5.1 主程序流程圖5.3主程序代碼void main()lcd_init(); /LCD初始化Start_calendar (); /日歷開啟initial_irq (); /中斷開啟enable_set = F; /設(shè)置制止while(1)if ( enable_play_song ) /鈴聲使能play_song(); /播放鈴聲enable_play_song = F; /制止鈴聲update_display_data (); /更新顯示數(shù)據(jù)display_calender_and_temp (); /顯示日歷及溫度if (enable_set) /設(shè)置使能delay (100

49、); /延時(shí)100msupdate_set_display (cur_set_pos); /更新設(shè)置的信息display_calender_and_temp (); /顯示日歷及溫度信息delay (100); /延時(shí)100msdate_timeTIME_SIGN_POS = :; /時(shí)間的時(shí)和分之間顯示：continue; /繼續(xù)循環(huán)delay (200); /延時(shí)200msflash_time_sign (); /：閃爍6.結(jié)果與結(jié)論1.本次選擇電子時(shí)鐘為的設(shè)計(jì)完成了我們預(yù)期的結(jié)果，系統(tǒng)具有時(shí)時(shí)溫度顯示，定時(shí)提醒功能。把元器件焊接到各個(gè)功能電路的模塊上，并結(jié)合程序進(jìn)展調(diào)試。1顯示年、月、日

50、、星期等日歷相關(guān)信息。通過(guò)按鍵設(shè)置年月日和星期，以及定時(shí)鬧鐘。2掉電后時(shí)鐘芯片正常運(yùn)行，重新上電后不用校正時(shí)鐘。3定時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)，蜂鳴器報(bào)警；手動(dòng)按任意鍵報(bào)警停頓；如無(wú)人工按鍵，報(bào)警在1.5min后停頓。時(shí)時(shí)溫度顯示。2.在為期兩周的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我們小組選擇電子時(shí)鐘課題是經(jīng)過(guò)大家一致的意見。雖然在本次的工程制作的過(guò)程中我們也遇到了不少問(wèn)題，一局部是自身專業(yè)知識(shí)缺乏而導(dǎo)致的錯(cuò)誤，如軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中未能設(shè)計(jì)完整的程序致使定時(shí)器不能正常的工作。在段教師的悉心指導(dǎo)下成功解決程序循壞定時(shí)的問(wèn)題。另一局部問(wèn)題是可以防止的馬虎，例如在畫原理圖時(shí)不小心漏掉一個(gè)部件導(dǎo)致仿真時(shí)出錯(cuò)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決了。還有就是

51、在PCB布線時(shí)沒(méi)有合理得控制布局導(dǎo)致設(shè)置的不合理從新布線所以在以后的工作中要養(yǎng)成細(xì)心的習(xí)慣。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)這個(gè)工程的學(xué)習(xí)我時(shí)刻認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，在以后的工程制作中我會(huì)努力做好這一點(diǎn)，將自己的缺乏加以改正。3.通過(guò)本次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，不僅豐富了我的理論知識(shí)，而且在實(shí)踐過(guò)程中更令我學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力。此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)需要運(yùn)用到許多之前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，令我認(rèn)識(shí)到自己以前學(xué)習(xí)的一些缺乏之處，例如對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的理解不夠深刻，掌握得不夠結(jié)實(shí)，運(yùn)用不夠靈活。這讓我懂得了認(rèn)真學(xué)習(xí)的重要性，以及要孜孜不倦地鉆研所學(xué)過(guò)的知識(shí)，做得融會(huì)貫穿，不能一覽而過(guò)，不求甚解。在邊學(xué)習(xí)邊動(dòng)手的過(guò)程中，我對(duì)AT89S5

52、2單片機(jī)的構(gòu)造以及原理有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)也加深和穩(wěn)固了我對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)。除此之外，由于是第一次做單片機(jī)，因此在此次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，無(wú)論是電路繪制還是匯編語(yǔ)言編寫都難免遇到了不少困難和障礙，例如匯編語(yǔ)言編寫出錯(cuò)、電路元件無(wú)從入手等。在面對(duì)困難和障礙時(shí)，我慶幸自己沒(méi)有選擇退縮和逃避，而是通過(guò)各種方法，迎難而上，以堅(jiān)持、耐心和努力勇敢無(wú)畏地面對(duì)困難，克制困難，解決困難。讓我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及動(dòng)手實(shí)踐的能力都有了很大的提高，并了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義。7. 致首先感我們的段教師耐心的指導(dǎo)，本組同學(xué)的互相幫助是能順利的做好這個(gè)課程設(shè)計(jì)工程，通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)很好的

53、讓我們所學(xué)的知識(shí)學(xué)會(huì)融匯貫穿，以及很好的培養(yǎng)了同學(xué)之間團(tuán)結(jié)協(xié)作。單片機(jī)是我所學(xué)專業(yè)的主要課程之一，不僅培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,而且提高了我實(shí)際動(dòng)手操作能力.現(xiàn)實(shí)生活中，單片機(jī)在應(yīng)用可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此在大學(xué)中說(shuō)掌握單片機(jī)的實(shí)用技術(shù)是十分重要的，也是十分必要的。其次本課題的研究和論文的完成是在段教師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)心下完成的。段教師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的實(shí)踐經(jīng)歷、兢兢業(yè)業(yè)的工作精神使我受益匪淺。段教師豁達(dá)的胸懷對(duì)我樹立正確的人生觀和價(jià)值觀產(chǎn)生了積極的影響。在段教師的指導(dǎo)和幫助下，我的專業(yè)知識(shí)水平和學(xué)習(xí)能力都得到了很大的提高。我在大學(xué)學(xué)習(xí)道路上的每一個(gè)

54、腳印都凝聚著教師的心血。跟隨段教師學(xué)習(xí)這學(xué)年所獲得的知識(shí)將是我一生中最珍貴的財(cái)富。在此謹(jǐn)向段教師表示崇高的敬意和衷心的感。最后感我的同學(xué)一直以來(lái)對(duì)我的無(wú)私幫助和默默關(guān)心從這次的課程設(shè)計(jì)中，我才真正明白理論結(jié)合實(shí)際的道理，在以后的學(xué)習(xí)中，更要把理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)即是如此，出色的程序最終用實(shí)際操作來(lái)實(shí)現(xiàn)才是完美。十分慶幸擁有這次課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺。8.參考文獻(xiàn)1微機(jī)原理與應(yīng)用M.繼紅，徐晨，王春明，徐慧：高等教育，2014. 2單片機(jī)原理與應(yīng)用王艷編著航空航天大學(xué)2009.5.3單片機(jī)原理與實(shí)踐高衛(wèi)東、辛友順、彥征編著航空航天大學(xué)2008.1.4 毅剛，喜元，宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.：高等教育，2013.5 谷樹忠.Altium Designer教程-原理圖、PCB設(shè)計(jì)與仿真M.：電子工業(yè)出社，2010.6 周佩玲.16位微型計(jì)算機(jī)原理接口及其應(yīng)用M.：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2009. 附件附