【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表 ， 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在，哪里顯示字符。 內(nèi)部顯示地址如圖 32 所示。 圖 32 1602 的內(nèi)部顯示地址 主要技術(shù)參數(shù) ： 顯示容量 ： 162 個(gè)字符 ， 芯片工作電壓 ： —， 工作電流 ： ()， 模塊最佳工作電壓 ： ， 字符尺寸 ： (WH)mm。 引腳功能說(shuō)明 如表 31，引腳圖如圖 33 所示。 圖 33 1602 引腳圖 表 31 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無(wú)背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明 。 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 共 27 頁(yè) 第 10 頁(yè) 各模塊設(shè)計(jì) 主 控制電路 單片機(jī) 最小化系統(tǒng)如圖 34 所示。 圖 34 單片機(jī)最小化系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)確保單片機(jī)的正常工作，主要由晶振電路和復(fù)位電路組成。任何復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)，都是在單片機(jī)最小系統(tǒng)這個(gè)基礎(chǔ)上通過(guò)添加模塊 設(shè)計(jì)出來(lái)的。 單片機(jī)的引腳 40 要接電源端，采用 +6V電源供電。 晶振電路 單片機(jī)的 1 19 引腳接外部晶振，晶振的頻率決定了單片機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率。比如晶振的頻率選擇 12MHZ，那么單片機(jī)工作的時(shí)鐘頻率就是 12MHZ。單片機(jī)常用的晶振的頻率是 ，12MHZ，通常一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。晶振上還要接兩個(gè)起振電容，可在 20~40pF 間選取。本設(shè)計(jì)的晶振由 1 個(gè) 12MHZ 的晶振， 2 個(gè) 33pF 起振電容組成。 復(fù)位電路 單片機(jī)的引腳 9 是復(fù)位端。單片機(jī)系統(tǒng)在剛上電時(shí)，或者是發(fā)生故障，都要進(jìn)行復(fù)位。 本設(shè)計(jì)采用的復(fù)位電路，是手動(dòng)按鍵復(fù)位電路。例如頻率為 12MHZ，即每機(jī)器周期為 1us,引腳9 只需持續(xù)時(shí)間 2us 以上的高電平，就發(fā)生復(fù)位。 單片機(jī)的引腳 31，決定是訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部存儲(chǔ)器還是外部存儲(chǔ)器。由于現(xiàn)在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量都足夠大，基本都是從內(nèi)部存儲(chǔ)讀取程序，即不需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，因此 EA 引腳應(yīng)該應(yīng)該接高電平。但是，如果將 EA 引腳懸空， 會(huì)導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。 共 27 頁(yè) 第 11 頁(yè) LCD1602顯示模塊設(shè)計(jì) LCD1602 顯示器工作原理 線(xiàn)段的顯示： 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M N個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8 列對(duì)應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 16 8=128 個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64 16 個(gè)顯示單元與顯示 RAM區(qū) 1024 字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H—— 00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H） =FFH 時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線(xiàn)，長(zhǎng)度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（ 3FFH） =FFH 時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線(xiàn)；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H， ?? （ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H 時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線(xiàn)和 8 條暗線(xiàn)組成的虛線(xiàn)。這就是 LCD 顯示的基本原理。 字符的顯示 ： 用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8 或 8 8 點(diǎn)陣組成，既要找到和示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “ 1” ，其它的為 “ 0” ，為 “ 1” 的點(diǎn)亮，為 “ 0” 的不亮。這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā) 生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 原理圖如圖 35 所示。 圖 35 LCD1602 顯示器模塊原理圖 DS18B20 溫度傳感器模塊 溫度采樣在本系統(tǒng)采用了美國(guó) DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感 DS18B20，測(cè)溫分辨率高達(dá) ，將結(jié)果轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)。由于采用單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，節(jié)級(jí)了口線(xiàn)的資源，本系統(tǒng)只占用了 口對(duì)溫度經(jīng)行采樣 。原理圖如圖 36 所示。 共 27 頁(yè) 第 12 頁(yè) 圖 36 DS1802 溫度傳感模塊原理圖 鍵盤(pán)輸入模塊設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)四個(gè)按鍵占用了四個(gè) I/O口，分別接在 AT89S52單片機(jī)的 P2口的 ， ， ， 引腳上。采用獨(dú)立式鍵盤(pán)接口，每個(gè)按鍵各接一根輸入線(xiàn)，通過(guò)檢測(cè)輸入線(xiàn)的電平狀態(tài)很容易判斷哪個(gè)鍵被按下。根據(jù)多功能數(shù)字鐘設(shè)置鍵，加 一鍵，減一鍵，確定鍵，通過(guò)鍵盤(pán)可以隨時(shí)手動(dòng)設(shè)置日期、時(shí)間、鬧鐘、溫度上限和下限數(shù)值報(bào)警功能 。原理圖如圖 37 所示。 圖 37 鍵盤(pán)模塊原理圖 蜂鳴器模塊設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)采用一個(gè)普通的發(fā)光二極管和一個(gè)蜂鳴器組成來(lái)實(shí)現(xiàn)鬧鐘、當(dāng)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值，蜂鳴器響，蜂鳴器占用了 1 個(gè) I/O 口 ，它的動(dòng)作由 ，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定溫度上下限值時(shí)，二極管導(dǎo)通，二極管和蜂鳴器發(fā)出光聲報(bào)警。 原理圖如圖 38 所示。 共 27 頁(yè) 第 13 頁(yè) 圖 38 蜂鳴器發(fā)聲電路 DS1302 時(shí)鐘電路模塊 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)實(shí)鐘 /日歷和字節(jié)靜態(tài)RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒分時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù) 和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 指示決定采用 24 或 12小時(shí)格式。 DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線(xiàn) RST 復(fù)位 I/O 數(shù)據(jù)線(xiàn) SCLK 串行時(shí)鐘。 時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。 DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。 原理圖如 圖 39所示。 圖 39 時(shí)鐘電路原理 共 27 頁(yè) 第 14 頁(yè) 第四章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)流程圖 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為控制中心，以溫度傳感器 DS18B20，液晶顯示 LCD1602，時(shí)鐘芯片 DS1302組成外圍電路，通過(guò)相關(guān)的編程，用手動(dòng)按鍵進(jìn)行復(fù)位和時(shí)間控制調(diào)整，共同完成日期、時(shí)間、溫度報(bào)警和鬧鐘功能。 軟件流程圖如圖 41 所示。 圖 41 軟件流程圖 圖 41 軟件流程圖 時(shí)間日期時(shí)間顯示控制流程圖 DS1302的初始化，依次先在秒寄存器、分寄存器、時(shí)寄存器、日寄存器、月寄存器、周寄存器、年寄存器中寫(xiě)入世間的初始值，然后單片機(jī)再?gòu)拿爰拇嫫?、分寄存器、時(shí)寄存器、日寄存器、月寄存器、周寄存器、年寄存器中讀出時(shí)間的讀出時(shí)間的初始值，經(jīng)由 LCD1602 顯示出來(lái)。 當(dāng)通過(guò)按鍵來(lái)調(diào)整時(shí)間時(shí)，就是在相應(yīng)的寄存器中寫(xiě)入調(diào)整后的時(shí)間值，然后單片機(jī)再?gòu)南鄳?yīng)的寄存器中讀出調(diào)整后的時(shí)間值，經(jīng)由 LCD 1602 顯示調(diào)整后的時(shí)間。流程圖如圖 4— 2 所示 。 共 27 頁(yè) 第 15 頁(yè) 圖 42 日期時(shí)間設(shè)置流程圖 溫度鬧鐘設(shè) 置報(bào)警 本模塊通過(guò)按設(shè)定鬧鐘和高低溫的值，通過(guò)程序控制和蜂鳴模塊，共同實(shí)現(xiàn)鬧鐘和溫度報(bào)警功能。流程圖如圖 43 所示。 圖 43 溫度鬧鐘設(shè)置報(bào)警流程圖 共 27 頁(yè) 第 16 頁(yè) 第五章 安裝與調(diào)試 安裝制作 ，重點(diǎn)辯別認(rèn)清電阻器阻值及相應(yīng) 代號(hào)，對(duì)電阻、電容、發(fā)光二極管、三極管、電源變壓器等要用萬(wàn)用表一一檢測(cè)。 ，電阻器、整流二極管采用臥式插裝，并近貼電路板 。 瓷介電容器、電解電容器、三極管等采用立式插裝，也要近貼電路板。發(fā)光二極管安裝時(shí)可不講極性，因?yàn)槠涔╇婋娐窞榻涣麟娫?，其余有極性元件：如電解電容器、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、三極管、集成電路等必須按正確的極性插裝，否則電路不會(huì)正常工作。 ， 在覆銅面剪掉多余元器件的引線(xiàn) ,最好用斜口鉗 ， 可防止因剪線(xiàn)而使覆銅皮損壞。 ，請(qǐng)認(rèn)真對(duì)照電路原理圖、安裝圖檢查電路 板上有無(wú)漏焊、錯(cuò)焊、短路、斷路等錯(cuò)誤現(xiàn)象，確認(rèn)無(wú)誤后才能通電。 硬件調(diào)試 布線(xiàn)的原則 與焊接 畫(huà)硬件原理圖時(shí)應(yīng)注意些原則： 按統(tǒng)一的要求選擇圖紙幅面、圖框格式、電路圖中的圖形符號(hào)、文字符號(hào) 。 應(yīng)根據(jù)萬(wàn)年歷的工作原理，將各元器件自左到右，自上而下地排成數(shù)列 。 圖面安排時(shí)，電源部分一般安排在左下方，輸入端在左側(cè)，輸出端在右側(cè) 。 圖中可動(dòng)元件的工作狀態(tài)，原則上應(yīng)處于開(kāi)端、不加電的工作位置 。 將所有芯片的電源和引腳全部利用，不要懸空 。 在實(shí)際畫(huà)的過(guò)程中應(yīng)考慮自己的制作水平，應(yīng)防 止制作出的 PCB板有斷線(xiàn)等情況的發(fā)生 。 在畫(huà) PCB 時(shí)應(yīng)注意先看元器件的實(shí)物，然后看軟件是否有相對(duì)應(yīng)的庫(kù)元器件，如果沒(méi)有就需要根據(jù)實(shí)物自己畫(huà)出相應(yīng)的元件，以免做好板后才發(fā)現(xiàn)元器件是無(wú)法插入相應(yīng)的孔中。 焊接 ： 萬(wàn)年歷的制作過(guò)程中焊接最容易出現(xiàn)問(wèn)題，在焊接前，必須先對(duì)照元器件的 PCB 圖和原理圖，以免防止元器件的正負(fù)極接反或者把元器件搞錯(cuò)，在焊接時(shí)要注意虛焊。根據(jù)焊接的經(jīng)驗(yàn)，在焊點(diǎn)錫是尖角的，一般都是焊實(shí)的；如果焊點(diǎn)處出現(xiàn)圓顆狀。則容易出現(xiàn)虛焊，元器件的管腳沒(méi)有焊實(shí)，出現(xiàn)接觸不良的情況。檢查是否虛焊可以在完成 焊接以后，插上電源，看電路是否正常工作。如果不行，則可以用數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)。用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)的時(shí)候，可以很方便的檢測(cè)出電路的通斷。也很容易檢測(cè)是否虛焊。 共 27 頁(yè) 第 17 頁(yè) 硬件調(diào)試 與測(cè)試 在制作出實(shí)物后，硬件并非按照理論上的情況成功進(jìn)行。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的工作電壓不能達(dá)到 6V，導(dǎo)致 LCD 不能正常顯示，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路供電有問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)焊接的修正和電容的更換，使單片機(jī)能獲得 6V的正常工作， LCD 正常工作。 硬件測(cè)試 ： 電子萬(wàn)年歷的電路系統(tǒng)較大，對(duì)于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯(cuò)誤，則會(huì)對(duì)檢 測(cè)造成很大的不便，而且電路的交線(xiàn)較多，對(duì)于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會(huì)刺被帶有包皮的導(dǎo)線(xiàn)，則會(huì)對(duì)電路造成短路現(xiàn)象。 在本成電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)調(diào)試中遇到了很多的問(wèn)題?；叵脒@些問(wèn)題只要認(rèn)真多思考都是可以避免的，以下為主要的問(wèn)題： （１） LED數(shù)碼管的斷碼錯(cuò)亂 ,原因出于沒(méi)有認(rèn)真看清 a、 b 、 c 等引腳信息。 解決：重新排列 74LS47 的輸出端，相應(yīng)接入 LED 數(shù)碼管，即可解決出現(xiàn)在的斷碼或亂碼。 （ 2）對(duì)萬(wàn)年歷修改時(shí)間或日期時(shí)，有時(shí) LED數(shù)碼管被屏蔽掉，造成不亮現(xiàn)象。 解決：根據(jù)儀器的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電路的驅(qū)動(dòng)能力不 足，最后在 DS1302 時(shí)鐘芯片的 /CS、 SCLK、RET 端接入 的上拉電阻后 ,電路的驅(qū)動(dòng)能力才能滿(mǎn)足，即可解決不亮現(xiàn)象 。 軟件調(diào)試 軟件測(cè)試儀器 序號(hào) 名稱(chēng) 型號(hào) 1 PC 機(jī) LXBHF769A 2 雙路直流穩(wěn)壓電源 CA17303D 3 V8 通用單片機(jī)仿真器 V8/L 4 數(shù)字萬(wàn)用表 DT9208 5 ISP 在線(xiàn)編程器 軟件 調(diào)試與 測(cè)試 軟件調(diào)試方法與選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊設(shè)計(jì)技術(shù)，則逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。 對(duì)于模塊結(jié)構(gòu)程序，要對(duì)子程序逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試子程序是，一定要符合入口條件和出口條件，調(diào)試手段可采用單步運(yùn)行方式和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過(guò)檢查用戶(hù)系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場(chǎng)、 RAM 的內(nèi)容和I/O 口的狀態(tài)，檢測(cè)程序執(zhí)行結(jié)果是符合設(shè)計(jì)要求。通過(guò)檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯(cuò)誤、機(jī)器 共 27 頁(yè) 第 18 頁(yè) 碼錯(cuò)誤和轉(zhuǎn)移地址的錯(cuò)誤，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)用戶(hù)系統(tǒng)中的硬件故障，軟件算法和硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在調(diào)試過(guò)程中不斷調(diào)整用戶(hù)系統(tǒng)的軟件和硬件，完成每個(gè)程序模塊的調(diào)試。 每個(gè)程序模塊通過(guò)后，可以聯(lián)合各功能模塊進(jìn)行整體程序綜合調(diào)試。在這一階段如果發(fā)生故障，可以分析子程序在 運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)、緩沖單元是否發(fā)生沖突、零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上是否失誤、堆