【正文】 了 Keil 軟件進(jìn)行 C 語(yǔ)言編程、 Proteus 軟件進(jìn)行仿真測(cè)試 ， Altium Designer 軟件 進(jìn)行原理 設(shè)計(jì)。 clock circuit。 選題意義與目的 ................................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)總程序 ..........................................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 仿真與調(diào)試步驟 .................................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的走時(shí)差從分級(jí)縮小到秒級(jí)，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。多功能數(shù)字鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì) 的變化，有電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù) 。而數(shù)字化的鐘表給人們帶來(lái)了極大的方便。 因此采用電子時(shí)鐘（萬(wàn)年歷） 是一種趨勢(shì)，更是 一種時(shí)尚。 響鈴及整點(diǎn)通知功能（創(chuàng)新要求）。 因此， 本文提出了 基于 AT89 系列 單片機(jī)的 智能電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)的方案，此次設(shè)計(jì) 以 單片機(jī) 作為主控核心，與 溫度芯片、 時(shí)鐘 芯片、顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。 這個(gè) AT89C55 是一種低功耗，高性能的 8 位 CMOS 單片機(jī)，提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 20k字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 4 個(gè)（ P0、 P P P3） 8 字節(jié)端口，三個(gè)16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器， 6 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。它 有多種封裝方式，本設(shè)計(jì)采用 DIP— 40 直插式封裝的AT89C55。與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被溫度。 因此， DS18B20完全滿讀取方便、電路簡(jiǎn)潔、功耗低、成本低廉的設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)將 采用 DS2887 時(shí)鐘芯片 來(lái) 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS12887 為 DALLAS 公司 最新推出的 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，除具有實(shí)時(shí)鐘功能外，它還具有128 字節(jié)的通用 RAM 其中 14 個(gè)作為字節(jié)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。 采用DS12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路勿需 其它 外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。所以 也 不 采用了 LED 數(shù)碼管作為顯示。通過(guò) AT89C55 讀取時(shí)鐘芯片的時(shí)間和溫度芯片的溫度，用 LCD1602 來(lái)顯示，并可以通過(guò)初始化時(shí)鐘芯片和鍵盤設(shè)置鬧鈴時(shí)間． 系統(tǒng)總框圖如 ： 圖 3— 1。 主控核心 AT89C55 單片機(jī)總共有 40 個(gè)引腳，其中包含 4 組 8 位的 I/O 口； RST、ALE/PROG、 XTAL XTAL VSS、 GND、 EA/VPP、 PSEN 各一個(gè)。 P2 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 端口，它即可作通用的 I/O 口使用，也可與 P0 口相配合，作為片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址總線。其第二功能如表 31所示。 最小系統(tǒng)的復(fù)位電路 和電源 單片機(jī)的 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) ,其 第 9 引腳為復(fù)位輸入端 , 20 引腳為接地端 ,40 引腳為電源端 .此系統(tǒng)的 的復(fù)位電復(fù)位路設(shè)計(jì)兩種情況，一為上電復(fù)位電路，一為手動(dòng)復(fù)位。 計(jì)數(shù)門開(kāi)啟 的 時(shí)間 是由 （高溫系數(shù)）振蕩器 來(lái)確 定， 在 每次檢測(cè)之前， 先將 基準(zhǔn)溫度 55 ℃ 存入溫度的寄存器和減法計(jì)數(shù)器 1 中 ， 使溫度寄存器與減法計(jì)數(shù)器 1 被初始化，低溫系數(shù)的晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)由減法計(jì)數(shù)器 1 進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)其值減至 0 時(shí)，溫度寄存器中的數(shù)值將進(jìn)行加 1 操作，而減法計(jì)數(shù)器 1 將重新賦值，它 又重新開(kāi)始對(duì)低溫系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，一直重復(fù)下去直到（減法）計(jì)數(shù)器 2 中的值減到 0 時(shí)，終止溫度寄存器中的數(shù)值的增加，此時(shí)它內(nèi)部的數(shù)值就是所檢測(cè)的溫度值。 寄生電源供電時(shí)， VDD、 GND 接地， DQ 接單片機(jī)的 I/O 口，為了 確保 在有效的DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流， 一般要 用一個(gè) MOSFET 來(lái)完成對(duì)總線的上拉；外部電源供電時(shí)， VDD 接電源，在它和電源之間接一個(gè) 的電阻， GND接地， DQ 接單片機(jī)的 I/O 口。 在無(wú) 中斷 產(chǎn)生時(shí)， IRQ 一直 保持為高阻態(tài)， 由于 IRQ 端口內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是 漏極開(kāi)路 ， 故 它工作時(shí) 要求 接 上 拉電阻 ； RESET表示復(fù)位端它復(fù)位時(shí)低電平的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于 200ms， 才能使 DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片復(fù)位成功。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 3— 5 時(shí)鐘模塊的原理圖 ． LCD1602芯片的引腳功能 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn) 16 腳接口 ，分別為： VSS（ 1 腳 ） 為電源地 ； VDD（ 2 腳 ） 接 +5V電源 ； V0（ 3 腳 ） 為 對(duì)比度調(diào)整端， 使 LCD1602 液晶顯示器顯示達(dá)到最佳效果， 在 接 電源正極時(shí)對(duì)比度 是 最弱 的 ， 在 接 電源負(fù)極時(shí)對(duì)比度 是 最高 的 ，對(duì)比度不宜過(guò)高也不宜過(guò)低，過(guò)高 會(huì) 產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，過(guò)低會(huì)很模糊， 使用時(shí)可 接 一個(gè) 10K 的 可變電阻 調(diào)整對(duì)比度 ； RS（ 4 腳 ） 為寄存器 功能 選擇， 在 高電平 時(shí)表示選擇了操作存放數(shù)據(jù)的寄存器， 在低電平 時(shí)表示選擇了指令代碼寄存器； RW（ 5 腳 ） 表示讀 /寫信號(hào)選擇端， 高電平時(shí) 表示讀操作，而 低電平 表示 寫操作 ； EN 或 E 端 （ 6 腳 ） 為使能端 ； 第 DB0～ DB7（ 7～ 14腳 ） 為 8 位 I/O 口（一字節(jié)的雙向數(shù)據(jù)端）； 15～ 16 腳 為 背景燈光電源接口， 當(dāng)為 背 景燈 光 電源 時(shí)， 15 腳 為 背 景 燈 光電源 正極， 16為 腳 為 背 景 燈 光電源負(fù)極 。 由于獨(dú)立鍵盤在按鍵少時(shí)實(shí)現(xiàn)容易，電路簡(jiǎn)單，編程方便。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)一一 對(duì)應(yīng)，按照整體功能分 割 成多個(gè)程序模塊， 它們是 分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試 出來(lái)的 ，最后通過(guò)主程序?qū)⒏?子 程序模塊 結(jié)合 。主程序流程圖如圖 41 所示，程序見(jiàn)附錄 二 。讀一字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù) uint read_bit()。流程圖如圖 42所示。讀 /寫一字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)就是從芯片中取數(shù)據(jù)與存數(shù)據(jù)，從而給芯片寫指令或數(shù)據(jù)， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 41 主程序流程圖 開(kāi)始 開(kāi)中 斷 初始化 LCD 初始化 DS12887 初始化 DS18B20 調(diào)用鍵盤掃描 函 數(shù) 調(diào)用年調(diào)整函 數(shù) 調(diào)用設(shè)置鬧鐘 函 數(shù) 鬧鐘？ 開(kāi)鬧 鐘 調(diào)用星期轉(zhuǎn)換函數(shù) 調(diào)用顯示時(shí)間 函 數(shù) 調(diào)用顯示溫度 函 數(shù) 顯示？ Y Y N N 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 是芯 片能正常工作，它是通過(guò)串行輸出的，一次只能讀或?qū)懸晃贿B續(xù)進(jìn)行 8 此此操作。 圖 42 溫度模塊子程序流程圖 圖 43 初始化時(shí)序圖 開(kāi)始 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過(guò) ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令 讀取當(dāng)前溫度并顯示 結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 表 41 DS18B20溫度與表示值對(duì)應(yīng)表 溫度 /176。C 0000000000000000 0000h +85176。C 1111111101011110 FF5Eh +176。C 1111110010010000 FC90h 模塊 程序 此模塊 包含 三個(gè)函數(shù)，分別為 初始化 DS18B20 函數(shù) init_12887()， 寫數(shù)據(jù)到DS18B20 內(nèi)存中指定的地址函數(shù) write_12887(uchar add,uchar dat)，從 DS18B20 內(nèi)存中指定的地址讀函數(shù) read_12887(uchar add)，具體內(nèi)容見(jiàn)附錄三 ，其流程圖見(jiàn)圖 44。時(shí)間和日歷信息通過(guò)讀 與之對(duì) 應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來(lái)獲 得， 日歷、時(shí)間和 鬧鐘 通過(guò)寫 與之對(duì) 應(yīng)應(yīng)的內(nèi)存字節(jié) 來(lái) 設(shè)置 和 初始化，字節(jié) 中的 內(nèi)容可 為 十進(jìn)制或 BCD 形式。定鬧中斷的發(fā)生率可 通過(guò) 編程 來(lái)控制 ，從 1 次 /每秒到 1 次 /每天 不等 ，周期性中斷的發(fā)生率 是 可 以選擇 的 。s 的中斷，中斷頻率同樣由寄存 A 決 定，它的控制位為寄存器 B 中的 PIE 位。 圖 45 DS12887的地 址 分配圖 SET 為 0 表示 時(shí)間更新正常進(jìn)行，當(dāng) SET 為 1 表示 時(shí)間更新被禁止，程序可初始化時(shí)間和日歷字節(jié)。 DM 表示數(shù)據(jù)模式選擇位 ， DM 為 1 為十進(jìn)制 的 數(shù)據(jù)， 其時(shí)鐘、日歷和鬧鐘對(duì)應(yīng)地址與數(shù)據(jù)模式如表 42， 而 DM 為 0，則表明地址中存放的數(shù)據(jù)是以 BCD 碼形式儲(chǔ)存的。當(dāng) UIP 為 1， 表明 更新將很快發(fā)生，當(dāng) UIP 為 0，更新在 244181。 RS3， RS2， RS1， RS0：頻率選擇位， 本系統(tǒng)未用。AIE+UF 鬧鐘啟動(dòng)。 VRT 表示 內(nèi)部鋰電池狀態(tài)位， 通常 應(yīng)總讀出 1， 若 讀出 的為 0， 則表明表明內(nèi)部鋰電池 已 耗盡。所以要在 AT89C55 外部中斷函數(shù)中讀寄存器 C。 初始化 LCD1602 時(shí)，一些指令必須寫入液晶芯片內(nèi)， 顯示模式設(shè)置，指令代碼為：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 38H；顯示開(kāi) /關(guān)及光標(biāo)設(shè)置，指令代碼為： 0CH， 06H；顯示清屏指令代碼為： 01H；數(shù)據(jù)指針設(shè)置，指令代碼為： 80H+地址碼。本設(shè)計(jì)采用的是Proteus 軟件仿真。 ，按設(shè)計(jì)好的原理圖，把各元器件用導(dǎo)線連接起來(lái)，在這個(gè)過(guò)程，可以用多種方式，如用總線和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)與導(dǎo)線配合使 用，及可以簡(jiǎn)化電路，又可以是電路美觀。 7 打開(kāi) keil 軟件檢查源程序，查找并修改不合邏輯的部分， 編譯生成 .HEX 文件，重復(fù)第 6步，直到能顯示預(yù)期結(jié)果。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 5— 3 仿真 測(cè)試 設(shè)置時(shí)間效果圖 10 仿真測(cè)試鬧鐘設(shè)置測(cè)試，按下 ok 鍵看能否有光標(biāo)，其 每按一下它就會(huì)按秒、分、時(shí)的順序移動(dòng)到下一個(gè)位置，設(shè)置完了按一下就退出設(shè)置。 C 時(shí)進(jìn)行一級(jí)警告，紅畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 燈亮，當(dāng)溫度 低于 30176。 圖 55溫度報(bào)警功能效果圖 12 仿真測(cè)試，設(shè)置為 2020年 5月 22號(hào) 星期三 9點(diǎn)半，溫度為 27176。沒(méi)有一個(gè)好的規(guī)劃，就會(huì)沒(méi)有調(diào)理，可能 使要解決的問(wèn)題復(fù)雜化，是項(xiàng)目變得無(wú)法完成，更別說(shuō)完美了。 要多動(dòng)腦 ,選出最好的方法。細(xì)節(jié)決定成敗， 這在編程時(shí)最能體現(xiàn)， 這句話在這次 畢業(yè)設(shè)計(jì)中不只 一次得到了印證， 一點(diǎn)點(diǎn)的錯(cuò)誤就會(huì)使 整個(gè)程序不能 按預(yù)定邏輯運(yùn)行，達(dá)不到預(yù)期目的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛 .新編 MCS51 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