【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 獨(dú)立式鍵盤的原理簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵的電路是獨(dú)立的，占用一條數(shù)據(jù)線。這種接法占用硬盤資源大， 適合該課程設(shè)計(jì)的電子四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 時(shí)鐘電路 。 圖 5 獨(dú)立按鍵 蜂鳴器電路 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電 蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（ ~15V 直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出~ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線 圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 圖 6 蜂鳴器 電路 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 軟件設(shè)計(jì)方法 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問題： ? 根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理； ? 培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改； ? 建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)； ? 繪制程序流程圖； ? 合理分配系統(tǒng)資源； ? 為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程； ? 注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想 本系軟件設(shè)計(jì)中，利用單片機(jī)定時(shí)器設(shè)計(jì)時(shí)間計(jì)時(shí)處理，采用單片機(jī)內(nèi)部的 T0 定時(shí)器溢出中 斷來實(shí)現(xiàn)，工作在 T0 方式下，定時(shí) 250 微妙，則連續(xù)中斷 4000 次即為一秒，得到了我們所需時(shí)間的最小單位 該設(shè)計(jì)用 C51 編寫程序，由于匯編語言的移植性比較差，而 C 語言則比較靈活。許多子函數(shù)都可以直接移植過去。在程序中除了有主函數(shù)外還包含許多子函數(shù)，如延時(shí)函數(shù)、按鍵掃描函數(shù)、初始化函數(shù)、時(shí)間顯示函數(shù)、設(shè)定鬧鐘顯示函數(shù)、調(diào)時(shí)、分、秒函數(shù)、功能切換函數(shù)、秒表功能函數(shù)。 系統(tǒng)主程序 在主控程序循環(huán)中主要工作為掃描是否有按鍵，若有按健則做相應(yīng)的功能處理，同時(shí)也掃描顯示器顯示時(shí)間數(shù)據(jù)，并檢查所設(shè)置的時(shí)間是否到了 。時(shí)間計(jì)時(shí)處理程序是等過了 1s 后，則更新時(shí)間數(shù)據(jù)，將最新的時(shí)、分、秒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并顯示在八段數(shù)碼管上 。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 圖 7 系統(tǒng)主程序流程圖 中斷子程序 中斷子程序的主要功能：提供時(shí)間基準(zhǔn)和快速按鍵調(diào)時(shí)功能。 定時(shí)器 T0 的中斷程序設(shè)計(jì) 定時(shí)器 T0 中斷提供時(shí)間基準(zhǔn)。當(dāng) T0 連續(xù)中斷 4000 次時(shí)，即為一秒，此時(shí)秒加一；當(dāng)秒值為 60 時(shí)，分鐘加一，同時(shí)秒清零 。當(dāng)分鐘值為 60 時(shí)，小時(shí)加一，同時(shí)分鐘值清零；當(dāng)小時(shí)為 24 時(shí)，小時(shí)清零。 開始 蜂鳴器初始化 數(shù)碼管顯示初始化 按鍵輸入初始化 定時(shí)器 T0、 T1 初始化 開中斷開關(guān)，允許T0、 T1 中斷 調(diào)用時(shí)鐘顯示程序 調(diào)用按鍵掃描程序 等待中斷 啟動(dòng) T0、 T1 定義計(jì)數(shù)變量和狀態(tài)變量 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 圖 8 T0中斷程序流程圖 定時(shí)器 T1 的中斷程序設(shè)計(jì) 當(dāng) T1 中斷 500 次時(shí)，檢測(cè)一次選擇按鍵 S3，如果按鍵按下，檢測(cè)時(shí)間加減按鍵，對(duì)應(yīng)按鍵按下則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作，選擇按鍵可選擇調(diào)時(shí)、調(diào)分、調(diào)秒以及讓時(shí)間加減按鍵失效這四種功能，這樣可以達(dá)到迅速校準(zhǔn)時(shí)間的作用。 計(jì)數(shù)變量清零 秒加 1 分加 1 秒清零 小時(shí)加 1 且分清零 小時(shí)清零 計(jì)數(shù)到 4000 否 ? 秒 =60 否 ? 分 =60 否 ? 小時(shí) =24 否 ? 開始 Y N Y Y Y N N N 返回 計(jì)數(shù)變量加 1 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 圖 9 T1中斷程序流程圖 按鍵掃描子程序 按鍵掃描子程序是程序計(jì)中相當(dāng)重要的一部分。按鍵掃描子程序的功能是：掃描計(jì)數(shù)變量 1 加 1 延時(shí)去抖動(dòng) 狀態(tài)變量 m 加 1 m=1 m=2 m=3 m=4 調(diào)秒程序 調(diào)分程序 調(diào)時(shí)程序 變量清零 計(jì)數(shù)變量 1 清零 按鍵 S3 按下否 ? 按鍵 S3 按下否 ? 計(jì)數(shù)到 500 否 ? N N N Y Y Y 計(jì)數(shù)變量 2 加 1 秒表低位加 1，計(jì)數(shù)變量 2 清零 秒表高位 加 1 低位清零 秒表高位清零 計(jì)數(shù)到 400 否 ? 低位 =9999 否 ? 高 位 =9999 否 ? N N N Y Y Y 開始 Y flag = 1 否 ? 中斷返回 N 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 10 S4 鍵 是否按下， 若 S4 鍵按下，則執(zhí)行相應(yīng)功能。 標(biāo)志變量 flag 的初值設(shè)為 1， 當(dāng)按下S4 鍵時(shí)， 標(biāo)志變量 flag 值加 1， 對(duì)應(yīng)切換至所設(shè)置的功能。具體切換任務(wù)： flag 值為 1時(shí) 可以顯示時(shí)鐘并對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng) flag 值為 2 時(shí)，切換至秒表功能；當(dāng) flag 值為 3時(shí)，切換至鬧鐘設(shè)置功能；當(dāng) flag 值為 4 時(shí)， flag 值返回 1， 回到時(shí)鐘顯示并可以調(diào)時(shí)。 圖 10 按鍵掃描程序流程圖 調(diào)時(shí)、分、秒子程序 當(dāng)選擇按鍵狀態(tài)選擇到調(diào)秒時(shí)，相應(yīng)的按下 S2 即對(duì)秒進(jìn)行加 1 運(yùn)算，當(dāng)秒到加到60 時(shí)，秒清零；按下 S1 即對(duì)秒進(jìn)行減 1 運(yùn)算，當(dāng)減到零時(shí)，秒等于 59。選擇按鍵切換時(shí)，對(duì)應(yīng)的鍵可以調(diào)分和小時(shí)。 調(diào)分和調(diào)時(shí)子程序和調(diào)秒子程序類似。 開始 N S4 鍵是否按下？ Y 返回 延時(shí)去抖動(dòng) S4 鍵是否按下？ Y N 狀態(tài)變量 flag 加 1 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 11 圖 11 調(diào)秒程序流程圖 調(diào)節(jié)鬧鐘 子程序 當(dāng)標(biāo)志變量 flag 值為 3 時(shí)，切換至調(diào)節(jié)鬧鐘功能。檢測(cè)調(diào)節(jié)選擇按鍵 S3 是否按下，如果按下則狀態(tài)變量 n 加 1，然后根據(jù)狀態(tài)變量的值調(diào)用相應(yīng)的調(diào)時(shí)、分、秒子程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)鬧鐘的調(diào)節(jié)。 開始 Y 延時(shí)去抖動(dòng) S2 按鍵按下否 ? S2 按鍵按下否 ? 延時(shí)去抖動(dòng) Y N N 秒加 1 Y 秒減 1 Y 秒 =60? 秒清零 Y 秒 =0? 秒 =59 Y N N N N S1 按鍵按下否 ? S1 按鍵按下否 ? 返回 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 圖 12 調(diào) 節(jié)鬧鐘 程序流程圖 單片機(jī)應(yīng)