【正文】 ）溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)其精度比較高，稱重輕，精確可靠，操作簡(jiǎn)單。數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 根據(jù)以上的論述，采用方案二。在本系統(tǒng)中，我們采用了八段四位一體數(shù)碼管串口的動(dòng)態(tài)顯示。 鍵盤模塊的選擇在對(duì)日期和時(shí)間進(jìn)行切換，對(duì)日期和時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)校準(zhǔn)過程中，系統(tǒng)需要產(chǎn)生激勵(lì)電流，因此需要用按鍵。 方案一：使用獨(dú)立式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案二：使用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤是由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上，行線、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單且不增加成本，這種鍵盤適合按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合。 根據(jù)以上的論述，因本系統(tǒng)需要的按鍵不多，日期加1鍵，月數(shù)加1鍵，年數(shù)加1鍵，分?jǐn)?shù)加1鍵，時(shí)數(shù)加1鍵，時(shí)間/日期切換鍵，要求簡(jiǎn)單。所以采用方案一獨(dú)立式鍵盤。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定系統(tǒng)由主控模塊、時(shí)控模塊、及顯示模塊和鍵盤接口模塊共4個(gè)模塊組成。主控芯片使用51系列STC89C52RC單片機(jī)，時(shí)鐘芯片使用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302。采用DS1302作為計(jì)時(shí)芯片，可以做到計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。更重要的是，DS1302可以在很小電流的后備電源（～，），而且DS1302可以編程選擇多種充電電流來為后備電源進(jìn)行慢速充電，可以保證后備電源基本不耗電。顯示模塊采用普通的共陽極四位一體八段LED數(shù)碼管。第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 主控制器STC89C52RC STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘、機(jī)器周期和6時(shí)鐘、機(jī)器周期可以任意選擇。 主要特性如下：● 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘、機(jī)器周期和12時(shí)鐘、機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)。● 工作電壓：~● 工作頻率范圍：0~44MHz?！?用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)● 片上集成512字節(jié)RAM● 通用I/O口32個(gè)，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上位，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。● ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP（再應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RXD/,TXD/ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。● 具有EEPROM功能● 具有看門狗功能● 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。及定時(shí)器T0、TT2● 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒● 通用異步串行口（UART）,還可用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART● 工作溫度范圍:40~+85度（工業(yè)級(jí)）/0~75度（商業(yè)級(jí)）● PDIP封裝 DS1302的性能特性:● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行比較；● 用于高速數(shù)據(jù)暫存的31*8位RAM；● 最少引腳的串行I/O；● ～；● ；● 用于時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)讀/寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式；● 簡(jiǎn)單的三線接口；● 可選的慢速充電（至Vcc1）的能力。DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時(shí)必須先初始化，把RST腳置為高電平，然后把8位地址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被訪問到。在開始8個(gè)時(shí)鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時(shí)鐘周期在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)寫入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8，在多字節(jié)方式下為8+字節(jié)數(shù)，最大可達(dá)248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST腳為低電平，則會(huì)終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。DS1302的控制字如表所示。控制字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)；為1則表示存取RAM數(shù)據(jù)。位5～1（A4～A0）指示操作單元的地址。最低有效位（位0）如果為0，則表示藥進(jìn)行寫操作；為1表示進(jìn)行讀操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出。為了提高對(duì)32個(gè)地址尋址能力（地址/命令位1～5=邏輯1）,可以把時(shí)鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時(shí)鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)憽Ｔ跁r(shí)鐘/日歷寄存器中的地址9～31或RAM寄存器中的地址31不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在多字節(jié)方式下，讀或?qū)憦牡刂?的位0開始。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?個(gè)寄存器。但是，當(dāng)以多字節(jié)方式寫RAM時(shí)，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有的31字節(jié)，不管是否謝了全部31字節(jié)，所寫的每一字節(jié)都將傳送至RAM。 DS1302控制字 DS1302共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字如上表所示，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。時(shí)鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時(shí)鐘暫停位。當(dāng)它為1時(shí)，DS1302停止振蕩，進(jìn)入低功耗的備份方式，通常在對(duì)DS1302進(jìn)行寫操作時(shí)（如進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整程序）,停止振蕩。當(dāng)它為0時(shí)，時(shí)鐘將開始啟動(dòng)。 AMPM/1224小時(shí)方式：小時(shí)寄存器的位7定義為12或24小時(shí)方式選擇位。它為高電平時(shí)，選擇12小時(shí)方式。在此方式下，位5為第二個(gè)10小時(shí)位（20～23h）。 DS1302的晶振選用32768Hz，電容推薦值為6pF。因?yàn)檎袷庮l率較低，也可以不接電容，對(duì)計(jì)時(shí)精度影響不大。顯示部分采用普通的共陽數(shù)碼管顯示，采用動(dòng)態(tài)掃描，以減少硬件電路。年月日、時(shí)分秒、報(bào)警共需要24位數(shù)碼顯示，用8位數(shù)碼管以按鍵切換的方式來顯示?？紤]到一次掃描24位數(shù)碼管顯示時(shí)會(huì)出現(xiàn)閃爍情況，故采用動(dòng)態(tài)掃描，可將數(shù)碼管數(shù)量減少至8位，顯示時(shí)采用串行口輸出段碼。 鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)很重要的部件。為了輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤，鍵盤是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。鍵盤可分為編碼和非編碼鍵盤兩種。編碼鍵盤采用硬件線線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤能自動(dòng)生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動(dòng)功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜，PC機(jī)所用的鍵盤就屬于這種。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關(guān)工作狀態(tài)，其他工作由軟件完成，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡(jiǎn)單，一般在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。此處主要介紹該類非編碼鍵盤及其與MCS—51型單片機(jī)的接口。按鍵開關(guān)在電路中的連接如圖所示。按鍵未按下時(shí)，A點(diǎn)電位為高電平5V；按鍵按下時(shí)，A點(diǎn)電位為低電平。A點(diǎn)電位就用于向CPU傳遞按鍵的開關(guān)狀態(tài)。但是由于按鍵的結(jié)構(gòu)為機(jī)械彈性開關(guān)，在按鍵按下和斷開時(shí)，觸點(diǎn)在閉合和斷開瞬間還會(huì)接觸不穩(wěn)定，引起A點(diǎn)電平不穩(wěn)定，如圖211b所示，鍵盤的抖動(dòng)時(shí)間一般為5～10ms，抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)引起CPU對(duì)一次鍵操作進(jìn)行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此必須設(shè)法消除抖動(dòng)的不良后果。 鍵操作和鍵抖動(dòng)消除抖動(dòng)的不良后果的方法有硬、軟件兩種。為了節(jié)省硬件，通常在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動(dòng)，而是用軟件消除抖動(dòng)的方法。根據(jù)抖動(dòng)特性，在第一次檢測(cè)到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時(shí)5~10ms讓前延抖動(dòng)消失后再一次檢測(cè)鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給5~10ms的延時(shí)，待后延抖動(dòng)消失后才轉(zhuǎn)入該鍵處理程序。按照鍵盤與CPU的連接方式可以分為查詢按鍵和矩陣式鍵盤。查詢式按鍵是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口線上按鍵的工作狀態(tài)。查詢式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場(chǎng)合。矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，有n個(gè)行線和m個(gè)列線，經(jīng)限流電阻接+5V電源上，按鍵跨接在行線和列線上，nm行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成mn個(gè)按鍵，組成一個(gè)鍵盤。與獨(dú)立式按鍵相比，mn個(gè)按鍵只占用m+n根I/O口線，因此適用于按鍵較多的場(chǎng)合。當(dāng)無鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的I/O之間開路。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連接的兩條I/O口線之間短路。判斷有無鍵按下的方法是：第一步，置列線相關(guān)I/O口為輸入態(tài)，從行線相對(duì)應(yīng)的I/O口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，置行線相關(guān)I/O口輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號(hào)。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，對(duì)鍵盤的處理工作僅是CPU工作內(nèi)容的一部分，CPU還要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、顯示和其他輸入輸出操作，因此鍵盤處理工作既不能占用CPU太多時(shí)間，又需要CPU對(duì)鍵盤操作及時(shí)作出響應(yīng)。CPU對(duì)鍵盤處理控制的工作方式有以下幾種：1.