【正文】 時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒有具體的時(shí)間記錄，因此只能記錄數(shù)據(jù)而無法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 、串口、中斷繼續(xù)工作。 所以采用了 LED 數(shù)碼管作為顯示。 電子 鐘既可廣泛應(yīng)用于家庭 ,也可應(yīng)用于銀行、郵電、賓館、 醫(yī)院 、學(xué)校、企業(yè)、商店 等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會(huì)議室、門衛(wèi)等場(chǎng)所。 用單片機(jī)來控制的小型家電產(chǎn)品具有便攜實(shí)用，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 XXXXXXX 畢業(yè)論文 I 目錄 1 設(shè)計(jì)方案論 功能要求 時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。 因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 方案一： 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。而在系統(tǒng)中采用 DS1302 則能很好地解決這個(gè)問題。簡(jiǎn)單的 3線接口； DS1302 有主電源 /后備電源雙電源引腳： VCC1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份； VCC2 在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運(yùn)用方式中， VCC1 連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時(shí)間信息以及數(shù)據(jù)。上電運(yùn)行時(shí)，在 VCC = 之前， RST 腳必須保持低電平?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸入 /輸出。數(shù)據(jù)讀寫程序如圖 34 所示。 DS1302 的時(shí)鐘電路如圖 36所示。靜態(tài)顯示有并行輸出和串行輸出兩種方式。 9101112131415161 2 3 4 5 6 7 8A0 A1 A2Y\0 Y\1 Y\2 Y\3 Y\4 Y\5 Y\6Y\7 GNDVCCG1G\2A G\2B XXXXXXX 畢業(yè)論文 8 圖 38 74LS244 引腳圖 4 硬件設(shè)計(jì) 電路設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)概述 本電路是由 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時(shí)鐘電路由 DS1302 提供，它是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。如圖 42 所示。 C1 C2 的值采用 30pF。本設(shè)計(jì)的突出之處在于硬件電路簡(jiǎn)單，大大減少了硬件開銷，這樣又勢(shì)必增加了軟件開發(fā)的難度，但降低了成本有利于市場(chǎng)的開闊。 標(biāo)志位初始化是對(duì)時(shí)間調(diào)整時(shí)判斷是調(diào)分還是調(diào)時(shí)等而專設(shè)的位標(biāo)志，初始化過程中標(biāo)志位全部置0，即開始時(shí)是處于顯示狀態(tài)，而不是調(diào)整狀態(tài)，這一點(diǎn)在程序中相當(dāng)明了。 日歷時(shí)鐘子程序設(shè)計(jì) DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。 。只有在 SCLK為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平，這一點(diǎn)我們要一定注意。 6 系統(tǒng)調(diào)試 單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過總體設(shè)計(jì)，完成了硬件和軟件設(shè)計(jì)開發(fā)。一般來說，仿真軟件能為用戶輸入的程序指令糾錯(cuò)，包括書寫格式、標(biāo)號(hào)未定義或多重定義、轉(zhuǎn)移地址溢出等錯(cuò)誤。調(diào)試的方法有兩種：一種是斷開樣機(jī)穩(wěn)壓電源的輸出端，檢查空載時(shí)電源工作情況；另一種是拔下樣機(jī)上的主要集成芯片，檢查電源的負(fù)載能力（用假負(fù)載）。單片機(jī)系統(tǒng)大都是數(shù)字邏輯電路，使用電平檢查法可首先查出邏輯設(shè)計(jì)是否正確，選用器件和連接關(guān)系是否符合要求等。閃爍標(biāo)志位輔助標(biāo)志位 ZHUAN1 BIT 51H 。開始并初始化 ORG 000BH 。T0,TI 工作方式 1 MOV TH0,00H MOV TL0,00H MOV TH1,0FCH MOV TL1,43H SETB EA 。命令字節(jié)， 07H 寄存器寫 ACALL WBYTE MOV A,00H 。寫一個(gè)字節(jié) INC R0 DJNZ R2,CHUSHI 。判鍵按下 LJMP JIAN4 JI1:LCALL DELAY 。調(diào)顯示 JNB ,JIAN11 。轉(zhuǎn)調(diào)月子程序 JIA5:MOV A,5FH CJNE A,6,JIA6 LJMP TIAON 。減轉(zhuǎn)移 LJMP JIAN0 MIAOZ:LCALL DELAY 。調(diào)延時(shí)去抖動(dòng) JNB ,MIAOJ1 LJMP JIAN0 MIAOJ1:LCALL XIAN JNB ,MIAOJ1 。分離低四位 MOV 40H,A 。啟動(dòng)寫 MOV A,80H 。調(diào)延時(shí)去抖動(dòng) JNB ,FENZ1 LJMP JIAN0 XXXXXXX 畢業(yè)論文 24 FENZ1:LCALL XIAN JNB ,FENZ1 。判鍵 K3 松開 MOV A,31H 。存數(shù)據(jù)到寄存器 MOV A,31H SWAP A 。分寫命令字節(jié) ACALL WBYTE MOV A,31H 。調(diào)時(shí) TIAOS:CLR ZHUAN5。存數(shù)據(jù)到寄存器 XXXXXXX 畢業(yè)論文 25 SETB 。A 除以 B MOV 62H,B 。取秒數(shù)據(jù) ADD A,1 。寫秒數(shù)據(jù)到 DS1302 LCALL WBYTE LCALL XIAN LJMP JIAN0 RET 。半字節(jié)交換 ANL A,0FH MOV 41H,A 。取秒數(shù)據(jù) MOV B,10H DIV AB 。判鍵 K2 松開 MOV A,30H 。轉(zhuǎn)調(diào)星期子程序 JIAN3:CLR ZHUAN1 。寄存器加 1 MOV 5FH,A XXXXXXX 畢業(yè)論文 21 CJNE A,8,JIANX LJMP JIAN3 JIANX:MOV A,5FH CJNE A, 1,JIA1 。判 K2 鍵為 0 轉(zhuǎn) JNB ,JIAN3 。主程序 MAIN:LCALL JIAN 。RST=0,停止傳送 MOV R0,30H 。開放 T0 中斷 SETB TR0 。定時(shí) /計(jì)數(shù) T1 中斷 LJMP ZDUAN2 ZDUAN:MOV TH0,00H 。月開閃爍的標(biāo)志位 ZHUAN3 BIT 53H 。 7 結(jié)論 硬件系統(tǒng)關(guān)系到所要設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品好懷，如系統(tǒng)抗干擾性等，所以要合理的安排盡量減少干擾提高性能。 通電檢查：在確保電源良好前提下，接通電源。在這階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序在運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)，數(shù)據(jù)緩沖單元是否發(fā)生沖突，標(biāo)志位的建立和清除在設(shè)計(jì)上是否失誤，堆棧是否溢出，輸入輸出狀態(tài)是否正常等。 但編制好的程序或焊接好的線路不能按預(yù)計(jì)的那樣正常工作是常見的事，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯(cuò)誤，這是軟件和硬件開發(fā)者經(jīng)常遇見的，這就需要通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正。在串行時(shí)鐘的下降沿， DS1302向 I/O端口輸出一位數(shù)據(jù)， 8個(gè)串行時(shí)鐘脈沖就可以輸出一字節(jié)的數(shù)據(jù)。所有時(shí)序都是 將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。 圖 51 程序流程圖 鍵盤子程序設(shè)計(jì) 多功能鍵盤程序的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是完成本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，當(dāng)有鍵按下時(shí)，調(diào)用 10ms 延時(shí)程序，再判斷是否有鍵按下無則返回，若有先調(diào)用顯示程 序再判斷是否松開，否則再轉(zhuǎn)到顯示程序，這樣避免了在按鍵松開之前能正常顯示。其任務(wù)是在整體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi) RAM 資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)，最后連接起來成為一 個(gè)完整應(yīng)用程序，與硬件相結(jié)合完成相應(yīng)功能。 電路原理圖如圖 44所示，顯示部分用 P0 口做為輸出數(shù)據(jù)接到 LED 數(shù)碼管a到 h，并接 74ls244 做為各段的驅(qū)動(dòng)（為了簡(jiǎn)化電路圖在此用了 8個(gè)上拉電阻代替 74ls244）。 單片機(jī)系統(tǒng)的晶振電路 單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能進(jìn)行工作。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 31*8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 譯碼器 74HC138 74HC138 譯碼器是通過 3條線來達(dá)到控制 8條線的狀態(tài)，就是通過 3條控制線 A0、 A A2 不同的高低電平組合來控制 Y0～ Y7的輸出狀態(tài)，其中 4 和 5 為使能地端，與 8 引腳共同接地，當(dāng)接高電平時(shí) Y0 到 Y7 輸出高電平。控制相應(yīng)的管導(dǎo)通，就能顯示出對(duì)應(yīng)字符。 寄存器 命令碼 數(shù)據(jù)范圍 寄存器中各位的內(nèi)容 名稱 地址 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒 00H 80H 81H 00~59 CH 秒數(shù)據(jù) 分 01H 82H 83H 00~59 0 分?jǐn)?shù)據(jù) 時(shí) 02H 84H 85H 01~12 或 00~23 12/ 24 0 10/ AP 時(shí)數(shù)據(jù) 日 03H 86H 87H 01~28， 29 30， 31 0 0 日數(shù)據(jù) 月 04H 88H 89H 01~12 0 0 0 月數(shù)據(jù) 星期 05H 9AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 星期數(shù)據(jù) 年 06H 8CH 8DH 00~99 年數(shù)據(jù) 多字節(jié)讀寫 BEH BFH — — 表 35 片內(nèi)時(shí)鐘數(shù)據(jù)寄存器 的應(yīng)用 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，也可以關(guān)閉充電功能 ，芯片采用 32768Hz 晶振。位 6規(guī)定時(shí)鐘或 RAM，而位0規(guī)定讀或?qū)憽?DS1302 的管腳圖如圖 31 所示，表32 為各引腳的功能。當(dāng) VCC2大于 VCC1+ 時(shí)，VCC2給 DS1302 供電；當(dāng) VCC2小于 VCC1時(shí)， DS1302 由 VCC1供電。 DS1302 時(shí) 鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM。實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)； DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。所以不采用此方案。 方案確定 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證 方案一 : 采用 89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲(chǔ)空間 ,能于 3V 的超低壓工作 ,而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 ,但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備 ISP 在線編程技術(shù) , 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。 現(xiàn)今，高 精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用 LED顯示器