基于單片機(jī)多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)課程名稱： 單片機(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)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 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(shū)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)生姓名所在學(xué)院專業(yè)、年級(jí)、班設(shè)計(jì)要求：1、具有電源開(kāi)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)量等功能的基礎(chǔ)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；軟件部分主要通過(guò)c程序的編程實(shí)現(xiàn)

2、對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)，然后通過(guò)液晶顯示程序?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，達(dá)到要求的控制效果。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)行安裝、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.陳繼紅，徐晨，王春明，徐慧北京：高等教育出版社，2014. 2單片機(jī)原理與應(yīng)用王艷編著北京航空航天大學(xué)

3、出版社，2009.5.3單片機(jī)原理與實(shí)踐高衛(wèi)東、辛友順、韓彥征編著北京航空航天大學(xué)出版社，2008.1.4 張毅剛，彭喜元，彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2013.5 谷樹(shù)忠.Altium Designer教程-原理圖、PCB設(shè)計(jì)與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社，2010.6 周佩玲.16位微型計(jì)算機(jī)原理接口及其應(yīng)用M.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2000.工作計(jì)劃： 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(xiě)程序制作硬件電路并檢查課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)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)

4、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）： 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。軟件部分主要通過(guò)C程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)，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)行了原理圖的設(shè)計(jì)和PCB板的設(shè)計(jì)，并對(duì)電路進(jìn)行了安裝和調(diào)試，調(diào)試結(jié)果與設(shè)計(jì)預(yù)期一致。關(guān)鍵

5、詞：電子時(shí)鐘、溫度顯示、Altium Designer、PCB目錄1.設(shè)計(jì)背景11.1 電子時(shí)鐘的研究背景11.2數(shù)字電子時(shí)鐘的發(fā)展趨勢(shì)12.設(shè)計(jì)方案22.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路22.2 系統(tǒng)硬件描述22.3 系統(tǒng)軟件描述32.4 設(shè)計(jì)程序及預(yù)期結(jié)果33. 方案實(shí)施43.1主要器件介紹43.2單片機(jī)的功能43.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)73.4電源電路83.5液晶顯示電路83.6鍵盤(pán)電路103.7時(shí)鐘芯片電路103.8溫度測(cè)量電路133.9蜂鳴器電路133.10原理圖的繪制及PCB的布線134. 系統(tǒng)調(diào)試144.1 PCB板的安裝144.2 最小系統(tǒng)的調(diào)試154.3 液晶顯示模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊的調(diào)試15

6、4.4 整體調(diào)試155. 軟件設(shè)計(jì)155.1 軟件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明155.2主程序流程圖165.3主程序代碼166.結(jié)果與結(jié)論177. 致 謝188.參考文獻(xiàn)198. 附件20附件I電路原理圖20附件II PCB布線圖20附件III實(shí)物圖21附件IV元器件清單22附件V子源程序231.設(shè)計(jì)背景1.1 電子時(shí)鐘的研究背景1957年，Ventura發(fā)明了世界第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的基礎(chǔ)，電子時(shí)鐘開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)。現(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)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)位清零。從而達(dá)到計(jì)時(shí)

7、的功能。傳統(tǒng)的數(shù)字電子時(shí)鐘采用了較多的分立元器件，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)得到了極速的發(fā)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)力的發(fā)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

8、度檢測(cè)的功能，溫度是一種最基本的環(huán)境參數(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)接口電路結(jié)構(gòu)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(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

9、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(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)啟閉路燈、定時(shí)開(kāi)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?，F(xiàn)實(shí)的意義。1.2數(shù)字電子時(shí)鐘的發(fā)展趨勢(shì)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(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)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。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

10、需要的外圍電路組成電子鐘，還可以利用對(duì)單片機(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)鐘具有硬件結(jié)構(gòu)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、高可靠性及高安全性等高科技的方向迅速發(fā)展，開(kāi)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

11、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(chǎng)，也有了市場(chǎng)開(kāi)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)量等功能的基礎(chǔ)上完成定時(shí)鬧鐘的功能。由于DS12887時(shí)鐘芯片內(nèi)含一個(gè)鋰電池，所以斷電情況可以運(yùn)行十年以上不丟失數(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；軟件部分主要通過(guò)c程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)的讀和

12、寫(xiě)，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，達(dá)到要求的控制效果。2.2 系統(tǒng)硬件描述基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子時(shí)鐘基本結(jié)構(gòu)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)，排針排線若干組，電容電阻若干，導(dǎo)線若干，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

13、.1系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖2.3 系統(tǒng)軟件描述系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)三部分功能：時(shí)鐘部分實(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)量部分實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度測(cè)量及顯示；鍵盤(pán)部分主要為時(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(pán)操作 鍵盤(pán)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(xiě)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)行設(shè)計(jì)方案的確定，然后在Altium Designer上進(jìn)行原理圖的繪制和修改，在基本電路原理檢查無(wú)誤的情況下，統(tǒng)計(jì)所需要的元

14、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)功能電路的模塊上，并結(jié)合程序進(jìn)行調(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)行總體調(diào)試直到成功。本設(shè)計(jì)能達(dá)到以下結(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)警停止；如無(wú)人工按鍵，報(bào)警在1.5min后停止。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

15、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(CPU)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(內(nèi)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)被專用寄存器占用。程序存儲(chǔ)器(內(nèi)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內(nèi)部配置了4KB閃存。圖3

16、.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)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內(nèi)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

17、內(nèi)部的終端請(qǐng)求進(jìn)行管理與處理。AT89S52共有5個(gè)中斷源，其中又2個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)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(kāi)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(xiě)“l(fā)”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)期間激活內(nèi)部上拉電阻。P1口：Pl是一個(gè)帶內(nèi)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(xiě)“l(fā)”，通過(guò)內(nèi)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)

18、，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(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接收低8位地址。P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)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(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)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)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(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MOVXDPTR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MOVXRi 指令）時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（

19、也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)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 口是一組帶有內(nèi)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(xiě)入“l(fā)”時(shí)，它們被內(nèi)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。WD

20、T 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。 ALEPROG：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)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，

21、只有一條M0VX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)AT89S51 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)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。F1ash

22、存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)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 最小系統(tǒng)晶振電路如圖3.2所示。 圖3.2 時(shí)鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL0和XTAL1分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖3-9所示，在XTAL0和XTAL1引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)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1.2

23、12MHz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（集成電路內(nèi)部電容）+C（PCB上電容）經(jīng)驗(yàn)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)”

24、、“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)位電路的基本功能是：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(jiàn)，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)，以防電源開(kāi)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；比較器型復(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

25、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)整對(duì)比度，從而達(dá)到合適的背光燈對(duì)比度。液晶顯示模塊由于具有低功耗、壽命長(zhǎng)、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(hào)等點(diǎn)陣式液晶顯示模

26、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(jiǎn)單，價(jià)格便宜，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)， 模塊最佳工作電壓: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為液晶顯示器對(duì)

27、比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(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)整對(duì)比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)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(xiě)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(xiě)操作時(shí)

28、序總體上來(lái)說(shuō)是比較簡(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(xiě)時(shí)電平高低和變化。很顯然第二種更簡(jiǎn)單、直接，下面就列出典型讀寫(xiě)的時(shí)序要求，以方便編寫(xiě)程序。讀狀態(tài)-輸入：RS=L，R/W=H，E=H 輸出：D0-D7=狀態(tài)字寫(xiě)指令-輸入：RS=L，R/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(xiě)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(xiě)指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào))(3)延時(shí)5ms(4) 寫(xiě)指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào))

29、(5)寫(xiě)指令5ms(6) 寫(xiě)指令38H(不檢測(cè)忙信號(hào))(7)之后每次寫(xiě)指令、讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)操作之前均需檢測(cè)忙信號(hào)(8)寫(xiě)指令38H：顯示模式設(shè)置(9)寫(xiě)指令08H：顯示關(guān)閉(10) 寫(xiě)指令01H：顯示清屏幕(11) 寫(xiě)指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置(12) 寫(xiě)指令0CH：顯示及光標(biāo)設(shè)置。3.6鍵盤(pán)電路圖3.7鍵盤(pán)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

30、變?yōu)榈碗娖?，則芯片發(fā)生中斷，報(bào)警停止。同時(shí)，四個(gè)按鍵key1-key4也接到AT89S52芯片的P1.0-P1.3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)電路集于芯片內(nèi)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MCB和DS1287芯片引腳兼容，可直接進(jìn)行對(duì)等交換。其主要功能如下：圖3.8時(shí)鐘電路 (1) 內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電可運(yùn)行十年，并且不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，

31、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和INTEL總線時(shí)序。 (6) 內(nèi)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)鐘和控制寄存器，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、

32、時(shí)鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測(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)鐘更新結(jié)束中斷（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。若外部提供的VCC電源小于4.25V，讀寫(xiě)會(huì)即刻被禁止，但芯片內(nèi)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；若外部提供的VCC電源小于3V，電源方式切換為內(nèi)部鋰電池提供，同樣可以保持芯片內(nèi)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

33、（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INTEL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；若為INTEL時(shí)序，DS稱作(RD)，RD與典型存貯器的允許信號(hào)(OE)的定義相同。 R/W(讀/寫(xiě)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

34、輸入)：在訪問(wèn)DS12887的總線周期內(nèi)，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(kāi)路輸入，要求外接上拉電阻。 RESET(復(fù)位輸出)：若要保證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，若要使用多個(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)芯片的內(nèi)部序列號(hào)來(lái)識(shí)別。3.9蜂鳴器電路蜂鳴器報(bào)

35、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。打開(kāi)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(pán)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

36、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)行連接。這樣模塊之內(nèi)連接與模塊之間連接就比較清晰可辯。畫(huà)好原理圖使用【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(huà)線及虛畫(huà)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

37、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【Execute Changes】執(zhí)行按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行將所有的元器件信息和網(wǎng)絡(luò)信息的傳送，完成后若無(wú)錯(cuò)誤，勾選Done狀態(tài)并關(guān)閉。這是把元器件按模塊在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(pán)孔徑為30mil外直徑為60mil的圓形焊盤(pán)。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

38、靠得太近的地方改變線的寬度為了制版時(shí)能分離開(kāi)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背面將兩個(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)行全面的測(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)行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)

39、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)是否牢固，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(xiě)入讓每個(gè)引腳持續(xù)規(guī)律地在1和0電位轉(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(xiě)入簡(jiǎn)

40、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(xiě)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)行整體調(diào)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，液晶顯示無(wú)法定格在一個(gè)畫(huà)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，比如虛焊或者某個(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(huà)面可以定格，日歷和溫度信息正常顯示。至此，

41、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(xiě)，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(xiě)編譯在keil uVision4軟件中完成。首先對(duì)STC89C52、DS12887、LCD1602、DS18B20進(jìn)行初始化，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)間相同后，LCD1602上顯示的時(shí)間停止，但，實(shí)際上芯片內(nèi)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)行警報(bào)，此時(shí)，若按下四個(gè)按鍵中的任意一個(gè)，報(bào)警停止，LCD1602顯示的時(shí)間繼續(xù)精確顯示。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、

42、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項(xiàng)目，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)行加一操作，按下下調(diào)鍵S4即可進(jìn)行減一的操作。（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)行開(kāi)啟和關(guān)閉的操作。5.2主程序流程圖圖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(kāi)啟initial_irq (); /中斷開(kāi)啟enable_set = F; /設(shè)置禁止while(1)if (

43、enable_play_song ) /鈴聲使能play_song(); /播放鈴聲enable_play_song = F; /禁止鈴聲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); /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_SIG

44、N_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)行調(diào)試。（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)警停止；如無(wú)人工按鍵，報(bào)警在1.5min后停止。（4） 時(shí)時(shí)溫度顯示。2.在為期兩周的課程設(shè)

45、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(jiàn)。雖然在本次的項(xiàng)目制作的過(guò)程中我們也遇到了不少問(wèn)題，一部分是自身專業(yè)知識(shí)不足而導(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。在段老師的悉心指導(dǎo)下成功解決程序循壞定時(shí)的問(wèn)題。另一部分問(wèn)題是可以避免的馬虎，例如在畫(huà)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)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)我時(shí)刻認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，在以后的項(xiàng)目制作中我會(huì)努力做好這一點(diǎn)，將自己的不足加以改正。3.通過(guò)本次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，不僅

46、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)的一些不足之處，例如對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的理解不夠深刻，掌握得不夠牢固，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)貫通，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)AT89S52單片機(jī)的構(gòu)造以及原理有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)也加深和鞏固了我對(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(xiě)都難免遇到了不少困難和障礙，例如匯編語(yǔ)言編寫(xiě)出錯(cuò)、電路元件無(wú)從入手

47、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，克服困難，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 謝首先感謝我們的段老師耐心的指導(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)項(xiàng)目，通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)很好的讓我們所學(xué)的知識(shí)學(xué)會(huì)融匯貫通，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

48、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老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。段老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、兢兢業(yè)業(yè)的工作精神使我受益匪淺。段老師豁達(dá)的胸懷對(duì)我樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀產(chǎn)生了積極的影響。在段老師的指導(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)腳印都凝聚著老師的心血。跟隨段老師學(xué)習(xí)這學(xué)年所獲得的知識(shí)將是我一生中最寶貴的財(cái)富。在此謹(jǐn)向段老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。 最后感謝我的同學(xué)一直以來(lái)對(duì)我的無(wú)私幫助和默默關(guān)懷從這次的課程設(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

49、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.陳繼紅，徐晨，王春明，徐慧北京：高等教育出版社，2014. 2單片機(jī)原理與應(yīng)用王艷編著北京航空航天大學(xué)出版社2009.5.3單片機(jī)原理與實(shí)踐高衛(wèi)東、辛友順、韓彥征編著北京航空航天大學(xué)出版社2008.1.4 張毅剛，彭喜元，彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2013.5 谷樹(shù)忠.Altium Designer教程-原理圖、PCB設(shè)計(jì)與仿真M.北京：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.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2009. 附件附件I電路原理圖附件II PCB布線圖附件III實(shí)物圖附件IV元器件清單元器件名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注單片機(jī)AT89S521底座40腳底座1晶振12MHZ1電容104130pf333pf210uf61000pf1100uf7電阻10k11k114.7k81k1滑動(dòng)變阻器顯示器160