【正文】 .... 12 讀取 DS1302 時間程序設計 ...................... 12 鍵盤設定程序設計 ............................. 15 AT24C02...................................... 16 第四章 系統(tǒng)調試與測試結果分析 ............... 17 系統(tǒng)調試 ..................................... 17 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 2 仿真結果 ..................................... 17 第五章 總結與展望 ........................... 20 參考文獻 ...................................... 21 附錄 .......................................... 22 外文資料 中文譯文 致 謝 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 緒論 課題背景與來源 當今時代是一個新技術層出不窮的時代，在電子領域尤其是自動化智能控制領域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構成的控制系統(tǒng)，正以前所未有的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所 取代。 課題意義 在日常生活中我們是常用到定時控制，如擴印過程的曝光定時等等。 課題設計內容 系統(tǒng)主要由主控模塊，時鐘模塊，顯示模塊，鍵盤接口模塊等 4 部分組成。 本章小結 本章主要介紹了課題的背景和意義，對單片機的優(yōu)點及結構做了簡要敘述，也對本系統(tǒng)的應用和概況進行了說明。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義 為數(shù)據(jù) /地址的 低 八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。硬件電路包括七段式數(shù)碼管驅動模塊、蜂鳴器驅動模塊、按健控制模塊等三大模塊。復位引腳為 RST，當系統(tǒng)上電后晶振電 路穩(wěn)定后， RST 引腳有一個高電平且持續(xù)兩個機器周期以上，單片機系統(tǒng)就能實現(xiàn)復位功能。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。上電運行時，在VCC 之前， RST 必須保持低電平。 華中科技大學畢業(yè)設計（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 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。這種記錄對長時間的連續(xù)測控系統(tǒng)結果的分析及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。常用的按 鍵一般分為觸點式按鍵，根據(jù)按鍵所連接的單片機引腳的電平高低來判斷其是否按下。 圖 28 單片機打鈴電路 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 10 存儲器 圖 29 儲存器電路 存儲器用于存儲設計時間、日期、以及溫度等。從器件可以是存儲器、 LED 或 LCD 驅動器、 A/D 或 D/A 轉換器、時鐘 /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，這會造成信號傳輸?shù)难訒r。 讀取 DS1302 時間程序設計 DS1302 的寄存器 有關日歷、時間的寄存器共有 12 個，其中有 7 個寄存器（讀時 81H～ 8DH，寫時 80H～ 8CH），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式。在任何的對時鐘和 RAM 的寫操作之前， WP 位必須為 0。 表 31 日歷、時間寄存器及控制字 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 寫保護寄存器 1 0 0 0 1 1 1 慢充電寄存器 1 0 0 1 0 0 0 時鐘突發(fā)寄存器 1 0 1 1 1 1 1 最后一位 RD/W 為 “0”時表示進行寫操作，為 “1”時表示讀操作。 查詢方式是利用單片機引腳不斷查詢是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，利用延時程序去除抖動再次確認后，進入該按鍵對應的子程序執(zhí)行命令。 24C02 具有頁寫能力，每頁為 8字節(jié)。 圖 43 按鍵 line2按下后 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 19 最右面屏幕時間設置好后，按 line2 左移按鍵，最右面屏幕時間固定，中間屏幕閃爍以進行時間更改設定。本設計是針對學校的作息時間而設計的一種自動打鈴系統(tǒng)，同樣可以用于工廠車間等，它能很好地起到時鐘提醒的作用，方便了人們的日常生活。//40 個鬧鈴數(shù)據(jù) (分 ) uchar RingCount=0。//鬧鈴信號 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://設時閃動 if(s_ray amp。 case 5://調鬧鈴時的顯示 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。//無操作時的時間控制 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://設秒閃動 if(s_ray amp。break。ShowBit6。 case 5:return 0xfe。 case 7:return 0x07。//秒 } else counter++。 else S_Ray=~S_Ray。//秒閃 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） sbit s_ray=P3^0。//時鐘數(shù)據(jù) uchar RingDataH[40]。 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 20 第五章 總結與展望 經(jīng)過這段時間的努力，畢業(yè)設計接近了尾聲。由于在系統(tǒng)設計中采用模塊設計法，所以方便對各電路模塊功能進行逐級測試：數(shù)碼管模塊的調試，數(shù)據(jù)存儲模塊的調試，時鐘模塊的調試，鍵盤模塊的調試，打鈴模塊的調試等，最后 將各模塊組合后進行整體測試。 開始 初始化DS1302 讀取時，分，秒 寫入相應數(shù)據(jù) DS1302 應答 結束 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 16 N Y 圖 33 單片機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 的組織結構及兩線串行接口。具體的讀寫時序參考圖 5，但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對時鐘信號敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（ DS1302 正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設計成這樣：平時 SCLK 保持低電平，在時鐘變動前設置數(shù)據(jù)，在時鐘變動后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在 SCLK 保持為低電平的時候，相鄰的操作之間間隔有一個上升沿和一個下降沿。此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關的寄存器等。當該位置為 1時，時鐘振蕩器停止， DS1302 處于低功耗狀態(tài)；當該位置為 0 時，時鐘開始運行。讀取已知信息之后就要判斷時間是否與設定要求打鈴時間一致，如果一致則進行上述后續(xù)步驟， P3口驅動，三極管 2N222A 導通即驅動繼電器導通。 在標準的 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400bit/s。 I2C串行總線的運行由主器件控制。 華中科技大學畢業(yè)設計（論文） 9 圖 27 單片機鍵盤設計 打鈴電路設計 打鈴電路一般用聲音或音樂作為提醒，本設計選用蜂鳴器和燈實現(xiàn)聲光雙重打鈴功能，電路如圖，打鈴時間到時，單片機 引腳置高， NPN 型三極管2N2222A 導通，使上面開關吸合，繼電器導通， 220V電壓進入，電鈴響。 圖 26 單片機顯示電路 鍵盤電路設計 鍵盤是單片機應用中常用的一種輸入器件，鍵盤的按鍵有觸點式和非觸點式之分，按接口原理有編碼鍵盤和非編碼鍵盤之分。 時鐘電路設計 圖 25 DS1302時鐘電路 DS1302 存在時鐘精度不高，易受環(huán) 境影響，出現(xiàn)時鐘混亂等缺點。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。 引腳功能及結構 DS1302 的引腳排列 ,其中 VCC1 為后備電源， VCC2 為主電源。本設計選用內部振蕩方式，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳之間連一個 12MHz 的晶振，再分別外接 30p的對地電容。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。這是由于內部上拉的緣故。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8 個 TTL 門電流。且 I/O 接口數(shù) 相對較多，價錢也相對比較便宜。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，擴大了數(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，單片機的應用領域已經(jīng)從面向工業(yè)控制、通訊 、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費品、辦公自動化、汽車電子、 PC 機外圍以及網(wǎng)絡通訊等廣大領域。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為控制器，以 DS1302 時鐘芯片為系統(tǒng)提供時間，并在顯示設備上顯示，通過按鍵可以設定定時打鈴時間和打鈴時間間隔。 — 編寫程序，完成單片機基于 D