【正文】 .... 12 讀取 DS1302 時(shí)間程序設(shè)計(jì) ...................... 12 鍵盤(pán)設(shè)定程序設(shè)計(jì) ............................. 15 AT24C02...................................... 16 第四章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析 ............... 17 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................... 17 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 仿真結(jié)果 ..................................... 17 第五章 總結(jié)與展望 ........................... 20 參考文獻(xiàn) ...................................... 21 附錄 .......................................... 22 外文資料 中文譯文 致 謝 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 課題背景與來(lái)源 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未有的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所 取代。 課題意義 在日常生活中我們是常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程的曝光定時(shí)等等。 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容 系統(tǒng)主要由主控模塊，時(shí)鐘模塊，顯示模塊，鍵盤(pán)接口模塊等 4 部分組成。 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題的背景和意義，對(duì)單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)要敘述，也對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用和概況進(jìn)行了說(shuō)明。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義 為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。硬件電路包括七段式數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊、按健控制模塊等三大模塊。復(fù)位引腳為 RST，當(dāng)系統(tǒng)上電后晶振電 路穩(wěn)定后， RST 引腳有一個(gè)高電平且持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上，單片機(jī)系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC 之前， RST 必須保持低電平。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 21 DS1302 的控制字 1 RAM CK A4 A3 A2 A1 A0 RAM K 數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開(kāi)始。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。常用的按 鍵一般分為觸點(diǎn)式按鍵，根據(jù)按鍵所連接的單片機(jī)引腳的電平高低來(lái)判斷其是否按下。 圖 28 單片機(jī)打鈴電路 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 存儲(chǔ)器 圖 29 儲(chǔ)存器電路 存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)間、日期、以及溫度等。從器件可以是存儲(chǔ)器、 LED 或 LCD 驅(qū)動(dòng)器、 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘 /日歷器件等，從器件必須帶有 I2C 串行總線接口。 I2C 總線上的每個(gè)器件的接口都有一定的等效電容，連接的器件越多，電容值就越大，這會(huì)造成信號(hào)傳輸?shù)难訒r(shí)。 讀取 DS1302 時(shí)間程序設(shè)計(jì) DS1302 的寄存器 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有 12 個(gè)，其中有 7 個(gè)寄存器（讀時(shí) 81H～ 8DH，寫(xiě)時(shí) 80H～ 8CH），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式。在任何的對(duì)時(shí)鐘和 RAM 的寫(xiě)操作之前， WP 位必須為 0。 表 31 日歷、時(shí)間寄存器及控制字 7 6 5 4 3 2 1 0 寄存器名稱 1 RAM/C K A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 秒寄存器 1 0 0 0 0 0 0 分寄存器 1 0 0 0 0 0 1 小時(shí)寄存器 1 0 0 0 0 1 0 日寄存器 1 0 0 0 0 1 1 月寄存器 1 0 0 0 1 0 0 星期寄存器 1 0 0 0 1 0 1 年寄存器 1 0 0 0 1 1 0 寫(xiě)保護(hù)寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時(shí)鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 最后一位 RD/W 為 “0”時(shí)表示進(jìn)行寫(xiě)操作，為 “1”時(shí)表示讀操作。 查詢方式是利用單片機(jī)引腳不斷查詢是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，利用延時(shí)程序去除抖動(dòng)再次確認(rèn)后，進(jìn)入該按鍵對(duì)應(yīng)的子程序執(zhí)行命令。 24C02 具有頁(yè)寫(xiě)能力，每頁(yè)為 8字節(jié)。 圖 43 按鍵 line2按下后 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 最右面屏幕時(shí)間設(shè)置好后，按 line2 左移按鍵，最右面屏幕時(shí)間固定，中間屏幕閃爍以進(jìn)行時(shí)間更改設(shè)定。本設(shè)計(jì)是針對(duì)學(xué)校的作息時(shí)間而設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)打鈴系統(tǒng)，同樣可以用于工廠車間等，它能很好地起到時(shí)鐘提醒的作用，方便了人們的日常生活。//40 個(gè)鬧鈴數(shù)據(jù) (分 ) uchar RingCount=0。//鬧鈴信號(hào) sbit SDA=P3^2。 if(ClockData[0]==59) { ClockData[0]=0。 case 1:return 0x06。 case 9:return 0xef。 while(count) { for(i=0。break。break。 (ShowBit==0||ShowBit==1))P0=0x40。 case 3://設(shè)時(shí)閃動(dòng) if(s_ray amp。 case 5://調(diào)鬧鈴時(shí)的顯示 P0=*(ShowAddress+ShowBit)。 case 0xf7:return 4。 SCL=1。 I2cWait()。 ByteData=1。 SCL=1。i++) { SCL=1。 SCL=1。 I2cSendByte(I2c24C02Data)。 Data=I2cReceiveByte()。i++) { if(I2cRead24C02(j)==I2cEndByte)break。iRingCount。 RingDataL[j+1]=t。 uchar BeforKey=0xff。 ShowRing[1]=RingDataH[ShowRingCount]。 switch(NowKey) { case 1://增加一個(gè)鬧鈴 if(RingCount!=40 amp。 ShowRing[2]=ShowRingCount。 RingDataL[i]=RingDataL[i+1]。iRingCount。 } ShowRing[0]=RingDataL[ShowRingCount]。 if(NowKey!=BeforKey) { count1=0x40。//無(wú)操作時(shí)的時(shí)間控制 S_Ray_Flag=1。 uchar NowKey。 t=RingDataL[j]。 } } //排序的程序 void Taxis(void) { uchar i,j,t。 if(StartByte==I2cStartByte) for(i=0。 I2cStart()。 I2cSendByte(AddressWrite24C02)。 } SDA=1。 for(i=0。 } SDA=1。0x80) SDA=1。 I2cWait()。 _nop_()。 case 0xfd:return 2。 else P0=Show。 else P0=Show。 case 1://設(shè)秒閃動(dòng) if(s_ray amp。break。ShowBit6。 case 5:return 0xfe。 case 7:return 0x07。//秒 } else counter++。 else S_Ray=~S_Ray。//秒閃 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） sbit s_ray=P3^0。//時(shí)鐘數(shù)據(jù) uchar RingDataH[40]。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第五章 總結(jié)與展望 經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)接近了尾聲。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試：數(shù)碼管模塊的調(diào)試，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的調(diào)試，時(shí)鐘模塊的調(diào)試，鍵盤(pán)模塊的調(diào)試，打鈴模塊的調(diào)試等，最后 將各模塊組合后進(jìn)行整體測(cè)試。 開(kāi)始 初始化DS1302 讀取時(shí)，分，秒 寫(xiě)入相應(yīng)數(shù)據(jù) DS1302 應(yīng)答 結(jié)束 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 N Y 圖 33 單片機(jī)控制按鍵子程序流程圖 AT24C02 圖 34 24C02引腳排列 24C02 是電可擦除 PROM，采用 256*8bit 的組織結(jié)構(gòu)及兩線串行接口。具體的讀寫(xiě)時(shí)序參考圖 5，但是請(qǐng)注意，無(wú)論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫(xiě)入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（ DS1302 正是如此的，但是在芯片手冊(cè)里沒(méi)有明確說(shuō)明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計(jì)成這樣：平時(shí) SCLK 保持低電平，在時(shí)鐘變動(dòng)前設(shè)置數(shù)據(jù)，在時(shí)鐘變動(dòng)后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在 SCLK 保持為低電平的時(shí)候，相鄰的操作之間間隔有一個(gè)上升沿和一個(gè)下降沿。此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關(guān)的寄存器等。當(dāng)該位置為 1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為 0 時(shí)，時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行。讀取已知信息之后就要判斷時(shí)間是否與設(shè)定要求打鈴時(shí)間一致，如果一致則進(jìn)行上述后續(xù)步驟， P3口驅(qū)動(dòng)，三極管 2N222A 導(dǎo)通即驅(qū)動(dòng)繼電器導(dǎo)通。 在標(biāo)準(zhǔn)的 I2C 普通模式下，數(shù)據(jù)的傳輸速率為 100kbit/s,高速模式下可達(dá)400bit/s。 I2C串行總線的運(yùn)行由主器件控制。 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 27 單片機(jī)鍵盤(pán)設(shè)計(jì) 打鈴電路設(shè)計(jì) 打鈴電路一般用聲音或音樂(lè)作為提醒，本設(shè)計(jì)選用蜂鳴器和燈實(shí)現(xiàn)聲光雙重打鈴功能，電路如圖，打鈴時(shí)間到時(shí)，單片機(jī) 引腳置高， NPN 型三極管2N2222A 導(dǎo)通，使上面開(kāi)關(guān)吸合，繼電器導(dǎo)通， 220V電壓進(jìn)入，電鈴響。 圖 26 單片機(jī)顯示電路 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)是單片機(jī)應(yīng)用中常用的一種輸入器件，鍵盤(pán)的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式之分，按接口原理有編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)之分。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 圖 25 DS1302時(shí)鐘電路 DS1302 存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán) 境影響，出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺點(diǎn)。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。 引腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列 ,其中 VCC1 為后備電源， VCC2 為主電源。本設(shè)計(jì)選用內(nèi)部振蕩方式，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳之間連一個(gè) 12MHz 的晶振，再分別外接 30p的對(duì)地電容。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏 極 開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8 個(gè) TTL 門(mén)電流。且 I/O 接口數(shù) 相對(duì)較多，價(jià)錢(qián)也相對(duì)比較便宜。這些具有人們所需要的智能化特性產(chǎn)品減輕了人們的勞動(dòng)，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字 化提供可能。目前已經(jīng)滲入到人們生活和工作的方方面面，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從面向工業(yè)控制、通訊 、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為控制器，以 DS1302 時(shí)鐘芯片為系統(tǒng)提供時(shí)間，并在顯示設(shè)備上顯示，通過(guò)按鍵可以設(shè)定定時(shí)打鈴時(shí)間和打鈴時(shí)間間隔。 — 編寫(xiě)程序，完成單片機(jī)基于 D