【正文】 30 附錄二：源程序 include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit LCD_EN=P3^5。本文從選題目的及意義開始，介紹了系統(tǒng)的方案設計，其中提供了兩種設計方案，經(jīng)過互相之間的比較后選擇了簡單易行的一種方案，后面還列出了其他兩種模塊的設計方案，并經(jīng)比較后選擇 了合適的方案，然后對系統(tǒng)的硬件設計進行了闡述，包括電路圖和元器件的介紹，對它們實現(xiàn)的功能和內(nèi)部結構都進行了說明，接著是軟件部分的設計，這也是此設計的關鍵部分，有很詳細的說明。 制作與調(diào)試過程如下： 按照元器件清單準備好所需要用到的元器件。 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。 寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0D7=指令碼， E=高脈沖；輸出：無。當?shù)刂分羔樦赶?RAM 的最后一個地址 3FH 時 ，若進行多字節(jié)操作，則地址指針將會復位而指向 00H，這樣原來存在 00H 的數(shù)據(jù)將會丟失。單片機的 P2 口作為 LCD1602 的數(shù)據(jù)線端口， P3口控制 LCD1602 的使能端。 單片機在啟動時需要 復位，使系統(tǒng)各器件處于初始狀態(tài)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。如果需要，可通過 SFR 的第 0 位置禁止 ALE 操作，但 ALE 的禁止位不影響對外部存儲器的訪問。 P3 口（ ～ ）為 8 位準雙向 I/O 口，是雙功能復用口，可驅動 4 個 TTL 負載，能夠實現(xiàn)第一功能，可作為通用 I/O 口。 I/O 口分配： P0 口（ ～ ）為雙向 8 位三態(tài) I/O 口，當作為 I/O 口使用時，可直接連接外部 I/O 設備。主要特性： 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲器； 1000 次擦鞋周期； 的電壓工作范圍； 全靜態(tài)工作模式： 0Hz33MHz； 三級程序加密鎖； 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 32 個可編程 I/O 口線（ P P P P4）； 2 個 16 位定時 /計數(shù)器，可通過編程實現(xiàn) 4 種工作方式； 1 個具有 6 個中斷源、 4 個優(yōu)先級的中斷潛嵌套結構； 全雙工 UART 通道； 低功耗空閑和掉電模式； 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)； 看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針； 掉電標識和快速編程特性； 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁寫模式）。 早期的單片機是 8 位或 4 位的，其中最成功的是 INTEL 的 8031 單片機，因簡單可靠而獲得了很大的好評。 本設計中按鍵電路如圖 33 所示，由單片機的 P1 口控制按鍵電路。它的主要特點： 可對秒、時、分、每月的天數(shù)、月份、每周的天數(shù)進行計數(shù)，并具有閏年補償功能，記年上線為 2100 年； 56 字節(jié)非易失性 RAM； 兩線串行接口； 可編程方波輸出； 自動掉電檢測和切換電路； 在電池備份模式下，功耗小于 50nA； 工業(yè)級工作溫度： 40℃ 80℃； 8 引腳 DIP 和 SOIC 封裝。 設計方案 本設計系統(tǒng)框圖如圖 23 所示。 半導體數(shù)碼管的每個線段都是一個發(fā)光二極管（ Light Emitting Diode，簡稱 LED），因而也把它叫作 LED 數(shù)碼管或 LED 七段顯示器。 DS1307，它是 I2C 總線接口實時時鐘芯NE555 時基電路 分頻器 100Hz 信號 數(shù)據(jù) 鎖存器 1Hz 信號 數(shù)碼管驅動 數(shù)碼管顯示 時鐘芯片 秒計時 單片機 液晶顯示器顯示 計時時間 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 5 片，可以獨立于 CPU 工作，不受 CPU 主晶振及其電容的影響，且計時準確，月累積誤差一般小于 10 秒。設計框圖如圖 22 所示。 第四章：系統(tǒng)軟件部分的設計，主要是對系統(tǒng)的主程序的結構圖和流程圖的解說。 80C51 同樣如此，從開始的無人問津到現(xiàn)在的隨處可見，紅綠燈，記分牌，電子秒表，遙控器，電飯煲，電視等只要是電子產(chǎn)品，都會和芯片有關，其實河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 3 芯片并不是什么神秘的高科技，它只是里面裝了一些編好的程序而己．而自動打鈴系統(tǒng)是用匯編語言來編程的一個系統(tǒng)，它能夠讓一個學校或企業(yè)集團實現(xiàn)打鈴自動化，總之，一個需要時間系統(tǒng)的機構實現(xiàn)自動提醒功能。至元明之時，計時器擺脫了天文儀器的結構形式，得到了突破性的新發(fā)展。 1582 年前后，意大利的伽利略發(fā)明了重力擺， 1657 年，荷蘭的惠更斯把重力擺引入機械鐘，創(chuàng)立的擺鐘。 本次的設計重點在于實現(xiàn)自動打鈴系統(tǒng)的基本功能之外， 爭取設計出亮點，出新意，對我本身是個不小的挑戰(zhàn)，因此對這個課題的研究不管是對于我本身還是對此項目在科技方面的發(fā)展都是有很重要的意義 技術發(fā)展概況 日晷是最早報“標準時”的儀器，它由晷盤和晷針組成。 在學校生活中，每天上下課都離不開打鈴器的使用。因此，打 鈴系統(tǒng)的核心部分也是時鐘部分，為系統(tǒng)提供時間基準。打鈴器可以為上下課的學生和老師們提供時間提醒，有利于師生對上課和學習的合理安排，同時，也可作為一個提醒學生們作息時間的時間表，讓老師和學生都能有一個規(guī)律和科學的時間安排。目前自動打鈴系統(tǒng)的研究和使用已經(jīng)非常普及，之所以選這個課題就是看在他的成熟性和普遍性。 基于以上原因，本課題設計了一款基于單片機的自動打鈴系統(tǒng)，使用簡單方便、功能齊全。 亨萊茵制成了第一塊懷表，但它只有時針而沒有分針和秒針，懷表和鐘的結構其實是完全一樣的，所不同的是它利用螺旋彈簧制成的發(fā)條驅動，從而擺脫了傳統(tǒng)的鐘擺，它靠小巧的“體形”，輕松進入人們的口袋。 在我 國，東漢元初四年張衡發(fā)明了世界第一架“水運渾象”，此后唐高僧一行等人又在此基礎上借鑒改進發(fā)明了“水運渾天儀”、“水運儀象臺”。 隨著電子行業(yè)技術的發(fā)展和電子元器件工藝的精進，電子技術開始應用于各行各業(yè)，應用電子元器件設計的智能電子時鐘也開始流行起來，人們利用電子元器件和微控制器，根據(jù)使用要求可以設計出各種功能齊全、使用方便的多功能時鐘，使其應用范圍更廣 ，實用價值更高。 第三章：系統(tǒng)的硬件設計，主要介紹了硬件的電路圖，各模塊電路的設計，硬件元器件的結構，特點，引腳功能等。 圖 21 方案一設計框圖 方案二：采用 AT89S51 單片機作為系統(tǒng)控制單元，通過時鐘芯片來實現(xiàn)計時功能，單片機負責將時間送入顯示電路顯示。 方案二：采用 DS1307 時鐘芯片實現(xiàn)時鐘。常見的七段字符顯示器有半導體數(shù)碼管和液晶顯示器兩種。 綜上所述，本設計中選用液晶顯示器作為顯示單元器件。 時鐘電路 DS1307 簡介 DS1307 是 I2C 總線接口的日歷時鐘芯片，片內(nèi)有 8 個特殊寄存器和 56 字節(jié)的非易失性 RAM，是一種低功耗、 BCD 碼的 8 引腳實時時鐘芯片。按功能分，鍵盤有獨立按鍵和矩陣按鍵之分，獨立按鍵每一路按鍵就占用單片機的一個控制引 腳，單片機直接獲取其信息；矩陣按鍵將按鍵排成由行和列組成的行列式，通過確認按鍵的行號和列號來確定每一路按鍵，利用少的單片機引腳控制更多的按鍵。由于單片機在工業(yè)控制領域的廣泛應用，為使更多的業(yè)內(nèi)人士、學生和愛好者學習掌握這門技術，產(chǎn)生了單片機開發(fā)板。該器件采用 ATMEL 高密度非易失性存儲器制造技術，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管 腳相兼容。 定時器 /計數(shù)器 T0 溢出中斷： TF0 做標志，由 輸出； 定時器 /計數(shù)器 T1 溢出中斷： TF1 做標志，由 輸出； 片內(nèi)串行口產(chǎn)生的中斷： RX、 TX。一般作為擴展地址總線的高 8 為使用。其頻率為晶振頻率的 1/6，可用作外部定時或其他觸發(fā)信號。在與 Flash 并行編程 /校驗期間，該引腳施加 12V 的編程電壓 VPP。本設計選用內(nèi)部振蕩方式，在 XTAL1 和 XTAL2引腳之間連接一個 12MHz的晶振，再分別外接 30p 的對地電容。 本設計中顯示電路如圖 36 所示。 開 始初 始 化讀 取 D S 1 3 0 7 的 時 間時 間 送 液 晶 顯 示設 定 定 時 時 間判 斷 是 否 到 達打 鈴 時 間蜂 鳴 器 響L E D 燈 亮結 束NY河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 18 讀取 DS1307 時間程序設計 DS1307 中的時間寄存器地址編碼為 00H07H，而具有掉電保護的 RAM 寄存器的地址編碼為 08H3FH。時鐘模塊設計流程：單片機按如下順序將數(shù)據(jù)寫入到 DS1307 寄存器或內(nèi)部 RAM 中： START 信號 寫 SLA+W(0xd0)字節(jié)， DS1307 應答（ ACK）； 寫 1 字節(jié) 內(nèi)存地址（在以下第四步寫入的第一字節(jié)將存入到 DS1307 內(nèi)該地址處， DS1307 應答）； 寫數(shù)據(jù)（可寫多個字節(jié)，每一字節(jié)寫入后 DS1307 內(nèi)部地址計數(shù)器加一， DS1307 應答）； STOP 信號 單片機讀取 DS1307 子程序流程圖如圖 42 所示： 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 秒 分 小時 星期 日期 月 年 控制字 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 19 圖 42 單片機讀取 DS1307 子程序流程圖 顯示程序設計 LCD1602 的基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=H， E=H；輸出： D0D7=狀態(tài)字。 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 ?? 27 4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 ?? 67 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 21 圖 43 LCD1602 寫操作時序 向 LCD1602 寫數(shù)據(jù)程序子程序流程圖如圖 44所示： 圖 44 向 LCD1602 寫數(shù)據(jù)程序子程序流程圖 初 始 化 L C D讀 取 要 顯 示 的 數(shù) 據(jù)將 相 應 數(shù) 據(jù) 寫 入 L C D是 否 寫 入 完 成 ？L C D 相 應 位 正 常 顯 示返 回NY開 始河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 22 按鍵設定程序設計 單片機讀取按鍵的方式有 2種：查詢方式和中斷方式。 表 51 元件清單 元器件名稱 個數(shù) 元器件名稱 個數(shù) AT89S51 單片機 1 DS1307 1 LCD1602 1 晶振 1 1N4148 二極管 1 電阻 2 9013 三極管 1 蜂鳴器 1 發(fā)光二極管 1 12MHz晶振 1 22P 電容 2 10U 電解電容 1 10K 電阻 2 10K 電位器 1 47Ω電阻 1 按鍵 4 5 針排 阻 1 萬用板 1 調(diào)試過程 制作調(diào)試過程中所用儀器有：數(shù)字萬用表、電烙鐵，焊錫絲、焊錫膏、剝線鉗、尖嘴鉗、圓口鉗、鑷子，吸錫器等，另外準備盡量多的導線。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 26 6 總結與展望 經(jīng)過這段時間的努力，畢業(yè)設計也接近了尾聲。同時我還要感謝大學四年所有教導過我的老師，是他們的諄諄教誨給了我大學四年的專業(yè)知識，在學習的道路上，他們就是我的領路人，真的非常感謝，還要感謝陪伴了我四年的每一個同學，因為他們，我的大學才不蒼白，因為他們，我的大學才精彩，也是因為他們，我的大學才有意義。 uchar DISP_dw[16]。 uchar key_board_t。i10。 result=(bit)(LCD_PORTamp。} if(i99)LCD_NO=1。 } void LCD_INITIALIZE() { LCD_Write(0x06,LCD_COMMAND)。 } } void INIT_DISP_up(void) { DISP_up[0]=TBA[D1307[2]4]。 DISP_up[5]=39。 39。 39。 DISP_dw[2]=TBA[save_data[0]]。 DISP_dw[8]=39。 DISP_dw[13]=TBA[save_data[6]]。 sda=0。 sda=1