【正文】 片。摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字電路對人們影響越來越廣，數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展致使工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技和國防等領(lǐng)域以及人們的社會生活發(fā)生了令人矚目的變革。改良其接口復(fù)雜、占用數(shù)據(jù)總線接線多、芯片體積大占用空間多的缺點(diǎn)。廣泛用于家庭、公司、機(jī)關(guān)等眾多場所，為人們的日常生活提供了方便，是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠帧?單片機(jī)的發(fā)展歷程1971 年微處理器研制成功不久，就出現(xiàn)了單片機(jī)，但最早的單片機(jī)是 1 位的，處理能力有限。由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的高可靠性，硬、軟件的高利用系數(shù)，優(yōu)異的性能價格比，使它的應(yīng)用范圍由開始傳統(tǒng)的過程控制，逐步進(jìn)入數(shù)值處理、數(shù)字信號處理以及圖像處理等高技術(shù)領(lǐng)域。②用匯編語言或 C 語言編寫源程序：程序包括主程序模塊、動態(tài)顯示程序模塊、實(shí)時時鐘讀寫程序模塊、I2C 儲存讀寫程序模塊、按鍵控制程序模塊等。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計 2第 2 章 主要硬件選擇與功能介紹 單片機(jī) AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能、低功耗的CMOS8 位單片機(jī)，帶有非失性 Flash 程序存儲器。（5）4 個中斷優(yōu)先級。 LED 數(shù)碼管顯示器 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個小數(shù)點(diǎn)顯示。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。第二章 主要硬件選擇與功能介紹3 圖 21 LED 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)采用 LED 數(shù)碼管作為顯示器，其選取理由有如下幾點(diǎn)：其一，LED 數(shù)碼管相對 LCD 顯示屏比較便宜；其二， LED 數(shù)碼管顯示原理簡單，LCD 顯示原理相對復(fù)雜；其三，LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)簡單，LCD 結(jié)構(gòu)比較精密；其四，LED 數(shù)碼管的顯示器維修簡單，而 LCD 顯示屏的維修比較復(fù)雜。要判別是否有鍵按下，用單片機(jī)的位處理指令十分方便。實(shí)時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，月小或月大可以自動調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。 表 21 DS1302 有關(guān)日歷、時間的寄存器讀寄存器寫寄存器BIT7BIT6 BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0范圍81H 80H CH 秒十位 秒個位 05983H 82H 0 分十位 分個位 059AM/PM時十位11285H 84H 12/240時十位時個位02387H 86H 0 0 日十位 日個位 13189H 88H 0 0 0月十位月個位 1128BH 8AH 0 0 0 0 0 周個位 178DH 8CH 年十位 年個位 099電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計 68FH 8EH WP 0 0 0 0 0 0 0 —— 小時寄存器（85h、84h）的位 7 用于定義 DS1302 是運(yùn)行于 12 小時模式還是 24 小時模式。 秒寄存器（81h、80h）的位 7 定義為時鐘暫停標(biāo)志（CH） 。當(dāng) WP 位為 1 時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。它不僅需要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 控制字總是從最低位開始輸出。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計 8 圖 25 電路連線圖. I2C 儲存芯片介紹 24C02 是一種串行 E2PROM，是基于 I2CBUS 的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中得到大量的應(yīng)用。 （1）起始信號：時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳第二章 主要硬件選擇與功能介紹9變作為總線的起始信號。其真值表如表 26 所示。采用內(nèi)部方式產(chǎn)生時，在 C1 和 C2 引腳上接石英晶體和微調(diào)電容可以構(gòu)成振蕩器， 振蕩頻率的選擇范圍為～12MHz。本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為12MHz。 C 30PFC 30PF12MHZAT89S51X1X2VCC外部時鐘信號AT89S51X1X2 圖 31 內(nèi)部震蕩 圖 32 外部震蕩在本次設(shè)計中采用的是內(nèi)部震蕩方式，具體電路如圖 33 所示。例如：若時鐘頻率為12MHZ，每機(jī)器周期為 1μs，則只需 2μs 以上時間的高電平。只要保證 RST 為高電平的時間大于 2 個機(jī)器周期便能正常復(fù)位。于是，本系統(tǒng)設(shè)計采用的是第二種按鍵復(fù)位電路，如圖 35 所示。鍵盤如圖 37 所示。圖38 38譯碼器連線電路圖圖39 日期顯示數(shù)碼管連線圖電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計 16圖310 時間顯示數(shù)碼管連線圖第四章 軟件設(shè)計17第 4 章 軟件設(shè)計 動態(tài)顯示模塊程序 設(shè)計中采用動態(tài)掃描方式來顯示，采用共陰 LED 數(shù)碼管作顯示器、38 譯碼器 74LS138 做驅(qū)動電路，用 3 片 74LS138 并聯(lián)擴(kuò)展 IO 口，將 5 位 IO 口擴(kuò)展成 24 位驅(qū)動端口，74LS138 產(chǎn)生的驅(qū)動信號為低電平有效，當(dāng) P2 口前 5 位輸入一個有效的 5 位 BCD 碼時，選中對應(yīng)的一位共陰數(shù)碼管，同時 P0 口送入段選信號，即完成動態(tài)掃描顯示功能。 P0=disp_code[x]。for(j=0。電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計 18}else if(j==4) disp(disp_buffer[j]%101,2*j)。disp_buffer[9]=~disp_buffer[9]+1。disp(disp_buffer[9]%100/10,17)。}}}{disp(disp_buffer[j]/16,2*j1)。具體程序如下所示。 i7。 for(i=0。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易懂，使用該軟件設(shè)計者可以容易地設(shè)計電路原理圖、畫元件圖、設(shè)計電路板圖、層次原理圖設(shè)計、報表制作、畫元件封裝、電路仿真以及邏輯器件設(shè)計等功能，是業(yè)內(nèi)人士首選的電路板設(shè)計工具。因此在繪制原里圖過程中應(yīng)再三細(xì)心，按照正確的步驟和方式進(jìn)行原里圖的繪制。②：放置元件。③：原理圖布線。這些屬性包括元件名，參數(shù)，封裝圖等。若有錯誤就需要根據(jù)錯誤情況進(jìn)行改正。打印輸出原理圖。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PCB 的密度越來越高。因此，在設(shè)計印制電路板的時候，應(yīng)注意采用正確的方法，遵守 PCB 設(shè)計的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計的要求。使用 Design/Netlist 菜單，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。另外，如果在布線后出現(xiàn)綠線交叉應(yīng)進(jìn)行手動調(diào)整，比如用飛線的方法對其進(jìn)行修改，或者適量縮小焊盤大小來增加焊盤間的距離，以便較寬的線路通過。 元件的焊接在 PCB 板制作完成后，就應(yīng)該進(jìn)行元件放置和焊接了，根據(jù)原理圖和頂部絲印層對元件進(jìn)行正確的放置，比如二極管和電解電容等元件的極性。調(diào)試的基本過程如下：將所要調(diào)試的程序輸入到 keil 中，然后進(jìn)行編譯，根據(jù)系統(tǒng)的提示，將出錯的地方改正，之后再編譯，直到編譯通過后保存。在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題：（1）七段數(shù)碼管全部顯示的是“888888”或者亂碼，經(jīng)分析原因在P0、P2 口接線有誤，顯示數(shù)據(jù)無法正常的送到段碼口和位碼口，經(jīng)調(diào)整以后，顯示正常。在這次完成課程設(shè)計的過程中，也不斷地拓展和加深了專業(yè)知識，且在其他各個方面都有提高。 通過這次日歷時鐘的課程設(shè)計，我已經(jīng)掌握了設(shè)計電子系統(tǒng)的基本方法和過程。通過對這個設(shè)計任務(wù)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計和調(diào)試，使我對電子技術(shù)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，相信這種興趣會在今后的工作中起到很大推動作用，在今后，我會更深一步的去接觸電子產(chǎn)品以及這個行業(yè)。董老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向董老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。這種軟件設(shè)計與硬件設(shè)計的結(jié)合，以一片器件代替由多片小規(guī)模集成數(shù)字電路組成的電路，其優(yōu)勢已經(jīng)越來越明顯。在學(xué)習(xí)和設(shè)計的過程，我掌握了 Protel 原理圖的繪畫，以及單片機(jī)在編程方面的技巧