【正文】 無論是那一方面都馬虎不得。整理階段就是把設計的原理圖及程序做裝飾。就準備來說，主要查資料。其中有一點是值得我們注意的：在程序設計之前一定要知道設計要求，要清楚地知道本程序所有內容以及程序的執(zhí)行過程，據此畫出本程序的流程圖，然后根據流程圖進行程序設計，這樣的程序比較有條理，各部的程序可以分別進行調試和檢查。我相信我們的能力。特別是認識到使用單片 機進行軟件、硬件的開發(fā)過程中應注意設計要求、經過及解決一些客觀存在問題的重要性及其意義。同時也使我的能力進一步提高。 在執(zhí)行設計任務的過程中，零件的選購、實物的焊接以及到后來論文的完成都不是最難的，最難的是硬件的調試，因為理論與實踐總是存在著差距，想出來的東西沒有經過實踐的檢驗是不可靠的，任何一個小小的疏忽大意都能導致失敗。 如果采用實時多任務操作系統(tǒng)，一般是逐個任務進行調試，調試方法與上相似只是實時多任務操作系統(tǒng)的應用程序是由若干個任務程序組成，一般是逐個進行調試，在調試某一個任務時，同時也調試相關的子程序、中斷服務程序和一些操作系統(tǒng)的程序。通過檢測可以發(fā)現程序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉移地址的錯誤，同時也可以發(fā)現用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設計故障。在用戶系統(tǒng)的樣機（主機部分）調試好后，可以插上用戶系統(tǒng)的其他外圍部件如 .鍵盤 .顯示器輸出驅動板、 A/D、 D/A板等。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，尤其應注意單片機插座上各點電位是否正常，若有高壓，聯(lián)機時將會損壞開發(fā)機。這類錯誤包括錯線 .開路 .短路 .相位錯等。在匯編過程中，可能發(fā)現源程序的某些錯誤，需作修改。程序的基本結構是有 順序結構，分支結構和子程序結構等四類。不同的方法在占用存儲單元數，計算精度，編程工作量等方面是有差別的，這就需要進行比較和選擇。 分析題目 分析題 目就是明確題目的任務，弄清所給頂的原始數據和應得到的結果，以及運算精度和速度的要求等。這種模塊化程序便于設計和調試，容易完成可供多個程序共享的優(yōu)點，但各個模塊之間的連接有一定的難度。 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 29 （ 6） 加強軟件抗干擾設計，它是提高計算機應用系統(tǒng)可靠性的有力措施。 （ 2）培養(yǎng)結構化程序設計 風格，各功能程序實行模塊化、子程序化。 第七章 系統(tǒng)軟件設計思路 系統(tǒng)定義 系統(tǒng)定義是指在軟件設計前，首先要進一步明確設計軟件所要完成的任務，然后結合硬件結構，而確定軟件承擔的任務細節(jié)。利用仿真機調試成功后通過編程器將程序寫入芯片中調試，調試結 果顯示，該模塊可以顯示時和分 ，可以正常工作。 采用動態(tài)顯示方式比較節(jié)省 I/O 接口，硬件電路也較靜態(tài)顯示方式簡單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數較多時， CPU要依次掃描，占用 CPU 較多的時間。 (2)共陽極結構：如果所有的發(fā)光二極管的陽極接在一起，稱為共陽極結構，則數碼顯示段輸入低平有效，當某段輸入低電平該段便發(fā)光， 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 23 abcdefgdpR X 8 圖 56 共陰極七段 LED顯 示器 LED 顯示接口 顯示電路中分動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示： （ 1）靜態(tài)顯示方式： LED 的靜態(tài)顯示是指當數碼管顯示某一字符時，相應段的發(fā)光二極管處于恒定的導通或截止狀態(tài)，直到需要顯示另一字符為止。本設計中采用獨立式按鍵接口電路。 圖 54 按鍵過程 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 21 鍵盤的接口電路 獨立式鍵盤的接口電路：在單片機應用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息。復位后， PC 程序計數器的內容為 0000H，片內 RAM 中內容不變。外接晶體引腳。 中斷系統(tǒng) AT89S51 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。規(guī)定的功能隨單片機的應用系統(tǒng)不同而不同。此情況下必須在部線上加驅動器。即 可進行時間設定，在新的時間點上運行，實現時間設置功能。 方案二； 行列式鍵盤每條行線與列線在交接處不直接相通，而是通過一個按鍵用以連接，當按鍵較多時可采用行列式鍵盤以節(jié)省 I/O接口。由于本題顯示信息比較簡單，采用液晶顯示界面不清晰，操作不方便。但 由于每次執(zhí)行程序時，定時器都必須重新賦值，所以時鐘精度不高。為了降低成本、簡化硬件結構，某些 功能可由軟件來完成。 時鐘控制就是利用鍵盤輸入一個時設定的時間值，再經過程序中的比較判斷程序來控制時鐘走。 設計電子時鐘的最終目的是能把它應用到實際中去。單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。你知道電腦的核心芯片 CPU 吧，比如英特爾公司生產的什么 “ 奔騰 ”“ 酷睿 ”“ 酷睿雙核 ” 等等。時鐘走時是利用定時器計數進行的，顯示由鍵盤顯示接口電路與四個數碼 LED 顯示組成，利用可實現對 鍵盤、顯示器的自動掃描并且可以減輕對ＣＰＵ的負擔，具有顯示穩(wěn)定、程序簡單、不會出現誤動作的特點。 另一方面為提高經濟效率，縮短研制周期，最好選用最熟悉的機畢業(yè)論文 [選取日期 ] 7 種和器件。該芯片內部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具備畢業(yè)論文 [選取日期 ] 8 完善的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設置，使得軟件編程相對簡單，為保證電網電壓不足或突然掉電 等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內部含鋰電池，以備隨時提供正確的時間。數碼管亮度高、體積小、重量輕，但其顯示信息簡單、有限。 LED 動態(tài)顯示硬件連接簡單，但動態(tài)掃描的顯示方式需占用 CPU 較多的時間，在該系統(tǒng)中由于單片機除了掃描AT89C51 芯片外沒有太多的實時測控任務，故選用動態(tài)掃描方式在 6個數碼管上顯示當前時間 。 3 個按鍵接口 通過 3 個按鍵進行調整，調整范圍：時、分。為了簡化硬件線路，同時還要使用到的存儲器空間地址連續(xù)，通常采用譯碼器、線選法相結合的辦法。 可靠性是指在規(guī)定的條件規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力。 程序存儲器 (ROM) 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 16 AT89S51 共有 4KB 掩膜 ROM，最大可擴展 64K 字節(jié)，用于存放用戶程序，原始數據或表格。采用內部振蕩器時，它接外部石英晶體和微調電容的一個引腳。 AT89S51 單片機復位方式 單片機在開機時或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復位。由于抖動，會造成被查詢的開關狀態(tài)無法準確讀出。 在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。因此應用比較廣泛。在段選碼和位選碼每送出一次后，應保持1ms 左右，這個時間應根據實際情況而定。如圖 57 所示。即 可進行時間設定，在新的時間點上運行，實現時間設置功能。所以事先要給予以定義。這不僅是程序設計的一個重要組成部分，而且是決定成敗的關鍵部分。 對于復雜的課題設計，可采用實時多任務操作系統(tǒng)，此操作系統(tǒng)應具備任務調度，實時控制，實時 時鐘，輸入輸出和中斷控制，系統(tǒng)調用，多個任務并行運行等功能。再繪制出詳細 的流程圖（細框圖）。例如，對于單純的數值計算問題，匯編語言指令本身只能進行加、減、乘、除 ? .等基本運算，但是實際問題可能是計算某個函數之后才解方程。流程圖是有規(guī)定的圖形符號配合文字說明來表示算法或處理總是的步驟。編程根據程序流程圖來進行，所編寫的源程序要力求簡單明了，層次清晰，運行時間短，占用存儲空間小。 第八章 硬件調試 硬件調試方法 電子 時鐘 的硬件和軟件調試是分不開的，許多硬件故障是在軟件設計時才發(fā)現的。 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 35 調試方法 （ 1）脫機調試： 在樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查站樣機線路的正確性，并核對元器件的型號 .規(guī)格和安裝是否符合要求。通電后執(zhí)行開發(fā)機的讀寫指令，對用戶樣機的存儲器畢業(yè)論文 [選取日期 ] 36 I/O 端口進行讀寫操作邏輯檢查，若有故障，可用示波器觀察有關波形（如選中的譯 碼器輸出波形 .主導寫控制信號 .地址數據波形以及有關控制電平）。如果采用模塊程序設計技術，則逐個模塊分別調試。若用戶系統(tǒng)是在開發(fā)機的監(jiān)控程序下運行時，還要考慮用戶緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。由于時間有限和本身知識水平的發(fā)揮，我們認為本系統(tǒng)還有需要改進和提高的地方，例如選用更高精度的元器件，硬件電路更加精確穩(wěn)定，軟件測量算法進一步的改進與完善等。我想，通過這次 設計，特別是通過對硬件的制作而不單單是對原理的論述，我學到的不僅僅是電子方面的知識，更重要的是，我學到了作為一名電子設計者所必需的心理素質，那就是 —— 決心加上耐心！ 當然，在制作的過程中我也強烈地感受到團隊的力量，沒有團隊地共同努力是不可能完成設計任務地。這使我受益非淺，感受很深。使我對單片機的開發(fā)產 生了濃厚的興趣，對我的將來充滿斗志和信心。在經過反復檢查、分析、調試之后，從中發(fā)現了中斷時的數值設置不太適合，不能使用兩個時鐘標準等一系列問題，經過自己的反復修改、調試和驗證，最終才得以解決達到設計的要求。有時我們所使用的元件在元件庫中無法找到，這就需要我們自己制作，在整個制作過程中，元件的定義是很關鍵很重要的一步，我們必須對元件的每一管腳功能都很熟悉，以及元件的每一項參數也要了解。同時，要具有一定的編程能力以及應用能力；而調試驗證階段主要就程序的調試，及驗證結果。 在這個設計過程中，我們如果沒有對以上的知識進行學習就不可能對它們整體化，系統(tǒng)化；也就不能完成課題設計。 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 46 總之，本次單片機電子時鐘課題的設計讓我學到了很多東西，使我受益非淺。提交答辯。此階段要求熟練操作計算機軟件。 在這次的電子時鐘的課 題設計過程中，我對所學的 PROTEL99 設計應用軟件有了更深一步的理解與掌握，能夠十分熟練的運用其各個菜單的功能，在設計電路時要細心，有耐心，每一個環(huán)節(jié)都不能有半點的差錯，每一個連接點都不能粗心，否則就不能成功。在軟件設計時，由于相對應單片機的中斷系統(tǒng)指令系統(tǒng)內部和外部存儲器不是很了解，所以出現了許多不必要的麻煩。 雖本次設計中我走了不少的彎路，吃了不少的苦頭。 經過這幾周電子時鐘課題的設計，我從中學到了很多東西。這只是一個例子，在設計的過程中遇到的問題遠遠不止這一個。 結 論 本系統(tǒng)以 AT89S51 為核心部件，利用軟件編程，通過鍵盤控制和LED 顯示實現了時鐘功能，能實現題目的基本要