【正文】 ）溫，對外界環(huán)境要求低，易于維護，同時其精度比較高，稱重輕，精確可靠，操作簡單。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)碼管串口的動態(tài)顯示。 鍵盤模塊的選擇在對日期和時間進行切換，對日期和時間進行調(diào)節(jié)校準過程中，系統(tǒng)需要產(chǎn)生激勵電流，因此需要用按鍵。 方案一：使用獨立式鍵盤。獨立式鍵盤是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。 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、列的交叉點上，行線、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。其特點是簡單且不增加成本，這種鍵盤適合按鍵數(shù)量較多的場合。 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，分數(shù)加1鍵，時數(shù)加1鍵，時間/日期切換鍵，要求簡單。所以采用方案一獨立式鍵盤。按照系統(tǒng)設計功能的要求，初步確定系統(tǒng)由主控模塊、時控模塊、及顯示模塊和鍵盤接口模塊共4個模塊組成。主控芯片使用51系列STC89C52RC單片機，時鐘芯片使用美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘DS1302。采用DS1302作為計時芯片，可以做到計時準確。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)硬件電路設計 主控制器STC89C52RC STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘、機器周期和6時鐘、機器周期可以任意選擇。 主要特性如下：● 增強型8051單片機，6時鐘、機器周期和12時鐘、機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機。● 工作電壓：~● 工作頻率范圍：0~44MHz?！?用戶應用程序空間為8K字節(jié)● 片上集成512字節(jié)RAM● 通用I/O口32個，復位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上位，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻?！?ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP（再應用可編程），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16位定時器/計數(shù)器。及定時器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）,還可用定時器實現(xiàn)多個UART● 工作溫度范圍:40~+85度（工業(yè)級）/0~75度（商業(yè)級）● PDIP封裝 DS1302的性能特性:● 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M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個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(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248字節(jié)數(shù)。如果在傳送過程中置RST腳為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc≥，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。DS1302的控制字如表所示?？刂谱止?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，則表示藥進行寫操作；為1表示進行讀操作?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入/輸出。為了提高對32個地址尋址能力（地址/命令位1～5=邏輯1）,可以把時鐘/日歷或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)（burst）方式。位6規(guī)定時鐘或RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)?。在時鐘/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?個寄存器。但是，當以多字節(jié)方式寫RAM時，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個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。其日歷、時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。時鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時鐘暫停位。當它為1時，DS1302停止振蕩，進入低功耗的備份方式，通常在對DS1302進行寫操作時（如進入時鐘調(diào)整程序）,停止振蕩。當它為0時，時鐘將開始啟動。 AMPM/1224小時方式：小時寄存器的位7定義為12或24小時方式選擇位。它為高電平時，選擇12小時方式。在此方式下，位5為第二個10小時位（20～23h）。 DS1302的晶振選用32768Hz，電容推薦值為6pF。因為振蕩頻率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。顯示部分采用普通的共陽數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃描，以減少硬件電路。年月日、時分秒、報警共需要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。考慮到一次掃描24位數(shù)碼管顯示時會出現(xiàn)閃爍情況，故采用動態(tài)掃描，可將數(shù)碼管數(shù)量減少至8位，顯示時采用串行口輸出段碼。 鍵盤在單片機系統(tǒng)中是一個很重要的部件。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，鍵盤是人工干預計算機的主要手段。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現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個鍵，鍵盤能自動生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還具有去抖動功能。這種鍵盤使用方便，但硬件較復雜，PC機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，硬件簡單，一般在單片機應用系統(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，A點電位為高電平5V；按鍵按下時，A點電位為低電平。A點電位就用于向CPU傳遞按鍵的開關(guān)狀態(tài)。但是由于按鍵的結(jié)構(gòu)為機械彈性開關(guān)，在按鍵按下和斷開時，觸點在閉合和斷開瞬間還會接觸不穩(wěn)定，引起A點電平不穩(wěn)定，如圖211b所示，鍵盤的抖動時間一般為5～10ms，抖動現(xiàn)象會引起CPU對一次鍵操作進行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤。因此必須設法消除抖動的不良后果。 鍵操作和鍵抖動消除抖動的不良后果的方法有硬、軟件兩種。為了節(jié)省硬件，通常在單片機系統(tǒng)中，一般不采用硬件方法消除鍵的抖動，而是用軟件消除抖動的方法。根據(jù)抖動特性，在第一次檢測到按鍵按下后，執(zhí)行一段延時5~10ms讓前延抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認真正有鍵按下。當檢測到按鍵釋放后，也要給5~10ms的延時，待后延抖動消失后才轉(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立，每個按鍵占用一根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)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口線浪費較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場合。矩陣式鍵盤又稱行列式鍵盤，有n個行線和m個列線，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個按鍵，組成一個鍵盤。與獨立式按鍵相比，mn個按鍵只占用m+n根I/O口線，因此適用于按鍵較多的場合。當無鍵閉合時，相應的I/O之間開路。當有鍵閉合時，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)，從行線相對應的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。但是鍵閉合一次只能進行一次鍵功能操作，因此須等待近按鍵釋放后，再進行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會連續(xù)多次進行同樣的鍵操作。在單片機應用系統(tǒng)中，對鍵盤的處理工作僅是CPU工作內(nèi)容的一部分，CPU還要進行數(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太多時間，又需要CPU對鍵盤操作及時作出響應。CPU對鍵盤處理控制的工作方式有以下幾種：1.