【文章內(nèi)容簡介】 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) 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。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≥， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時， 才能將 RST 置為高電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù) 雙向 輸入輸出端， SCLK 始終是輸入端 [3]。 V c c 1V c c 2S C L KI/ OR S TX 1X 2G N D12348765 圖 24 DS1302 引腳圖 7 本文中 RST、 SCLK 和 I/O 口分別于單片機的 , 。 圖 25為時鐘電路硬件部分： 圖 25 時鐘電路硬件電路圖 數(shù)據(jù)保存電路 圖 26 數(shù)據(jù)保存硬件電路圖 數(shù)據(jù)保存電路功能就是 數(shù)據(jù)通過單片機的數(shù)據(jù)口被單片機接收后單片機再通過串口發(fā)給計算機 ， 在計算機中用串口調(diào)試工具就可以收到單片機發(fā)出的數(shù)據(jù) 。本文數(shù)據(jù)保存電路根據(jù)系統(tǒng)的要求，即 保存設(shè)定 的溫度以與實際溫度比較來控制繼電器開合狀態(tài) ，因而采用 24C04A，其內(nèi)存為 4K。數(shù)據(jù)保存電路如圖 26 所示： 8 本設(shè)計采用 24C04A 保存電路 SCK 和 SDA 引腳分別接單片機 和 引腳。 鍵盤接口電路 常用的鍵盤接口電路有獨立式按鍵接口和矩陣式按鍵接口，根據(jù)本設(shè)計的功能要求采用獨立式按鍵接口。本設(shè)計鍵盤接口很簡單，五個開關(guān)分別直接與單片機引腳 相連， 與 是讀和寫命令， 與 負(fù)責(zé)寫入的溫度的十位與個位， 引腳負(fù)責(zé)“開始”命令。 電磁繼電器控制電路 電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流 ， 較低的電壓去控制較大電流 ， 較高的電壓的一種 “ 自動開關(guān) ” 。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用 [4]。 本模塊中繼電器與一燈泡相連，加熱狀態(tài)時為燈亮即繼電器閉合，保溫狀態(tài)時，燈滅，繼電器斷開。 繼電器與單片機相連如圖 27 所示： 圖 27 繼電器硬件電路圖 本設(shè)計中若繼電器吸合電源接通開始加熱同時燈亮，反之燈滅。 9 顯示模塊 圖 28 液晶顯示硬件電路圖 本文采用 LCD 顯示溫度與時間，因為要顯示較多字符所以 不選用 LED。 一般選用LMO16L 作為 液晶模塊，其采用 HD44780 控制器， HD44780 具有簡單而功能較強的指令集可以實現(xiàn)字符移動、閃爍功能。 單片機控制液晶顯示屏系統(tǒng)總共可分為四個環(huán)節(jié)，分別是單片機控制系統(tǒng)、字符顯示模塊、控制開關(guān)模塊和液晶顯示屏模塊。通過這四個模塊的協(xié)調(diào)工作就可以完成相應(yīng)的液晶屏控制和顯示功能 [5]。如上圖 28 所示 ： 本文設(shè)計數(shù)據(jù)口接Ｐ 0 口的輸入，并根據(jù)不同的按鍵在字符型液晶 上顯示不同的字符。 LCD 的 D0—D7 引腳分別于單片機 P0—P7 數(shù)據(jù)口連接。 系統(tǒng)的總體硬件電路 本文采用 AT89C52 型號的單片機，此型號單片機是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線 。AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本 [6]。 由系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能將 各個模塊與單片機連接構(gòu)成系統(tǒng)整體硬件電路，如圖 29 所示： 10 圖 29 總硬件電路圖 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 為了便于系統(tǒng)維護和功能擴充，采用了模塊化程序設(shè)計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實現(xiàn)的。 本設(shè)計的軟件設(shè)計包括主程序，鍵盤子程序，報警子程序，顯示模塊子程序等。 軟件總體設(shè)計思路 良好的設(shè)計方案可以減少軟件設(shè)計的工作量，提高軟件的 可讀性，擴展性和通用型 。 本系統(tǒng)的設(shè)計方案和步驟如下 ： 11 (1) 按照系統(tǒng)的功能要 求 來 逐級劃分模塊。 (2) 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系， 為 增強各模塊的獨立性，力求數(shù)據(jù)傳遞少 ，便于軟件編制和調(diào)試。 (3) 確定軟件開發(fā)環(huán)境，選擇設(shè)計語言，完成模塊功能設(shè)計，并分別調(diào)試通過。 (4) 按照開發(fā)式軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)，將各模塊有機的結(jié)合起來，即成一個較完善的系統(tǒng)。 主程序軟件設(shè)計 主程序主要包括對顯示子程序，鍵盤子程序，報警子程序的控制和調(diào)用。下圖流程圖是按照其本設(shè)計所要實現(xiàn)的功能來的設(shè)計的。 主程序流程圖如圖 31： 主 程 序初 始 化L C D 初 始 化L C D 顯 示 溫 度設(shè) 定 目 標(biāo) 溫 度設(shè) 定 溫 度 大于 報 警 值 9 9 度報 警D S 1 8 B 2 0讀 取 溫 度L C D 顯 示 溫 度實 溫 大 于設(shè) 定 溫 度繼 電 器 斷 開 停止 加 熱 燈 滅繼 續(xù) 加 熱 燈 亮YNYN 12 31 主程序流程圖 鍵盤子程序軟件設(shè)計 在執(zhí)行程序的時候只需逐位判斷 ， ， ， 口是高電平還是低電平，若為高電平，則表示沒有按鍵按下；若為低電平，則表示有按鍵按下。在程序的設(shè)計當(dāng)中，考慮了按鍵的去抖動問題。因為用手按下一個按鍵時，往往會出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳動幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個鍵的時候，也會出現(xiàn)類似的情況，抖動的時間是不一致的，通常小于 10 毫秒，若抖動的問題不解決，就會引起閉合鍵的多次讀入。對于鍵的抖動處理，一般采用軟件延時 10 毫秒的方法。在 發(fā)現(xiàn)有按鍵閉合時，不是立即讀入該鍵值，而是延時一段時間以后，再進行鍵閉合與否的判斷，確認(rèn)此時是否真的有按鍵下，有則進行該按鍵的處理，沒有則不進行處理。 先判斷是否右鍵按下，再判斷是哪個按鍵，分別按照各個功能執(zhí)行。 鍵盤子程序如圖 32： 有 按 鍵按 下 ？延 時 1ms判 別 鍵 號按 鍵 處 理開 始返 回 32 鍵盤子程序流程圖 13 報警子程序軟件設(shè)計 報警子程序是在當(dāng)設(shè)定的保溫溫度大于 99℃時，當(dāng)加熱到這個預(yù)設(shè)溫度時，蜂鳴器報警提示水燒開，繼電器斷開，停止加熱，溫度下降，停止報警。報警子程序中響樂用到的頭文件如下： include define uchar unsigned char define uint unsigned int define OSC 12021000 //OSC//定義普通音符演奏的長度分率 ,每 4 分音符間隔 define MUSIC_SPACE 4/5 sbit music_out=P3^6。//原始頻率表 void playm_init_sound(void)。 //void playm_interrupt_timer0(void)。 //interrupt 1。 //signature 簽字 Octachord 八度音節(jié) void playm_play_music(uchar *sound,uchar signature,unsigned octachord,uint speed)。 開 始是 否 大 于預(yù) 設(shè) 溫 度 ？啟 動 蜂 鳴 器不 啟 動 蜂 鳴 器顯 示 溫 度NY 33 報警子程序流程圖 14 顯示子程序軟件設(shè)計 顯示模塊子程序為顯示溫度與當(dāng)前時間，其主 要功能仍為顯示預(yù)設(shè)溫度與當(dāng)前溫度。首先，從外界感知溫度輸入到溫度傳感器中，讀取溫度值進行存儲，顯示出結(jié)果。然后如此循環(huán)。 其流程圖如圖 34 所示： 開 始初 始 化D S 1 8 B 2 0存 在 ？R O M 操 作 命 令存 儲 操 作 命 令讀 取 溫 度返 回YN 34 顯示子程序流程圖 15 4 系統(tǒng)軟件仿真 Protues 介紹 Protues 軟件是 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 （該軟件 中國 總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前 應(yīng)用廣泛 的仿真單片機 及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者 以及 從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的工作者的青睞 [7]。 Proteus