【文章內(nèi)容簡介】 圖41 主程序流程圖通電后，啟動定時器，定時器的初值為50ms，計數(shù)20次為1秒，則數(shù)碼管上相應的數(shù)值加一。按鍵檢測是先檢測是否有鍵被按下。若K3健被按下，當K3按一下時，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點亮，即可以通過K1和K2來對時位進行加減的調(diào)整，K1對十位進行加操作，K2對十位進行減操作。同理，按K3健兩下時對分位調(diào)整，按三下時對個位進行調(diào)整，按四下即跳出時間的調(diào)節(jié)。若跳出時間的調(diào)節(jié)后，K4健被按下，則啟動秒表功能。如果沒有跳出對時間的調(diào)節(jié)，則無論怎樣按K4健，秒表功能都無法啟動。在秒表功能下，按K1按鍵，則秒表開始工作，再按K1則秒表停止計時；若按K2健，則秒表清零；如果再按K4健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時鐘工作狀態(tài)。如果顯示時間在六點整到二十二點整時，則蜂鳴器開始報時，即到了幾點就響幾下，在其他的時間不報時。根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，編寫相應的子程序。 數(shù)碼管顯示子程序設計數(shù)碼管顯示函數(shù)利用的是數(shù)碼管的動態(tài)掃描，所謂動態(tài)掃描顯示，即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應的位選，利用發(fā)光管的余暉和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示，而實際上多位數(shù)碼管是一位一位輪流顯示的，只是輪流的速度非?？?，人眼已經(jīng)無法分辨出來。本次的數(shù)碼管顯示函數(shù)也是利用這種發(fā)光管的余暉和人眼視覺暫留作用，利用單片機的P0口以及兩個鎖存器來向數(shù)碼管的輸送段選和位選數(shù)據(jù)，實現(xiàn)所要顯示的時，分，秒。數(shù)碼管顯示子函數(shù)的流程圖如圖42所示：圖42 數(shù)碼管顯示流程圖 按鍵檢測子程序設計本次的設計遵循的按鍵檢測原則是按鍵執(zhí)行是先檢測調(diào)時間的健是否被按下。若K3健被按下，當按K3按鍵按一下時，從左數(shù)第一二位數(shù)碼管即顯示時位的兩位數(shù)碼管的小數(shù)點亮，即可以通過K1和K2來對時位進行加減的調(diào)整，K1對十位進行加操作，K2對十位進行減操作。同理，按K3健兩下時對分位調(diào)整，按三下時對個位進行調(diào)整，按四下即跳出時間的調(diào)節(jié)。若跳出時間的調(diào)節(jié)后，K4健被按下，則啟動秒表功能。如果沒有跳出對時間的調(diào)節(jié)，則無論怎樣按K4健，秒表功能都無法啟動。在秒表功能下，按K1按鍵，則秒表開始工作，再按K1則秒表停止計時；若按K2健，則秒表清零；如果再按K4健則跳出秒表，則轉(zhuǎn)換為時鐘工作狀態(tài)。其程序流程圖如圖43所示：圖43 按鍵檢測流程圖 蜂鳴器報時子程序設計本次設計的蜂鳴器報時函數(shù)雖然比較簡單，但是在編寫的過程中還是遇到了一些困難。就像程序中的注釋一樣，延時時間的長短決定了蜂鳴器的發(fā)聲頻率，也就是聲音的長短。通過不斷的嘗試，最終找到了比較滿意的發(fā)聲頻率。蜂鳴器報時函數(shù)實現(xiàn)的是在早上六點到晚上二十二點之間整點報時，也就是幾點響幾下。蜂鳴器報時函數(shù)如下：void baoshi(int c) { int x。 uchar i。 for(x=c。x0。x) { for(i=0。i80。i++) //延時時間，控制蜂鳴器發(fā)聲頻率 { //報時時仍然顯示時鐘狀態(tài) xianshi(shi,0xfd,0xfe)。 xianshi(fen,0xef,0xf7)。 xianshi(miao,0x7f,0xbf)。 } bs=!bs。 //整點到則蜂鳴器響 }}除以上三個實現(xiàn)所需功能的函數(shù)外，還需要中斷函數(shù)，初始化函數(shù)等。將所有滿足要求的函數(shù)整合到一起，通過在主函數(shù)中調(diào)用相應的子函數(shù)來實現(xiàn)設計要求。雖然編寫的程序順利的實現(xiàn)了所要求的功能，但自己認為還有一定的缺陷，那就是在秒表功能的狀態(tài)下，無論按哪一個按鍵，在按住不放的情況下數(shù)碼管不顯示任何數(shù)據(jù)。通過多次的修改與調(diào)試也沒能找到解決的方法，希望在以后的學習中能夠找到解決方案。5 數(shù)字時鐘的仿真與制作程序編寫完后，必須進行調(diào)試。因為編寫的過程中難免會出現(xiàn)一些小的錯誤，甚至是一些邏輯性的錯誤。只有在一步步的調(diào)試過程中逐步發(fā)現(xiàn)錯誤，并逐步改進，才能實現(xiàn)最終預定的功能。本次設計，采用Keil進行編譯調(diào)試。在使用Keil軟件之前，要保證在用戶的計算機上裝有一套穩(wěn)定可靠地軟件。在學習中，我們應該采用邊學邊用的學習方法，而不是將某個軟件的所有功能都講解的非常仔細，很多不用的地方不用去研究，需要用到什么就學什么這樣才能有效地理解它，記憶它，最終達到學以致用的目的。新建一個工程，并設置相應的參數(shù)，選擇相關的單片機型號。設置好一切相關的數(shù)據(jù)后，便可以將工程保存，并命名為qipeibiyesheji。然后在新建的工程中添加文件，將編寫好的程序添加到新建的工程中。如下圖51所示。圖51 Keil中添加新文件然后對添加到工程中的文件進行編譯，若出現(xiàn)錯誤則需要慢慢的調(diào)試，根據(jù)提示修改出現(xiàn)的錯誤，直到編譯無誤為止。編譯無誤后，需要生成Hex文件，如下圖所示。圖52 編譯生成Hex文件編譯生成的Hex文件，最終需要導入到Proteus中進行仿真。Proteus軟件現(xiàn)在對于自己來說最大的好處就是能夠?qū)崿F(xiàn)仿真，能夠檢查自己的程序到底有沒有達到本次設計的要求。雖然Proteus也有很多不完善的地方，而且模擬和硬件實物是有差別的，但是只有經(jīng)過了仿真這一步，才能對自己編的程序心里有底，才敢開始動手開始實物制作。在繪畫Proteus仿真圖的過程中也遇到過很多困難，首先遇到的困難就是相應元器件的查找。自己只知道最基本的單片機，鎖存器等元器件如何添加，而數(shù)碼管、晶振、對應的電容、電阻等都還不熟悉。因此只有自己上網(wǎng)查找資料現(xiàn)將所有需要用到的元器件添加到新建的工程中，然后再來考慮連線所要注意的問題。繪畫仿真圖的過程雖然比較艱辛，而且比較考驗人的耐性，尤其是出現(xiàn)的一點點錯誤都有可能實現(xiàn)不了仿真，只有通過自己慢慢檢查，翻書，查閱相關的資料以及與同學老師交流查找錯誤，并及時糾正。雖然這個過程是痛苦的，但是當自己看到編寫的程序在自己辛苦幾天繪畫出的仿真圖中完整無誤的實現(xiàn)了設計的要求時，那種興奮感和成就感是多么的讓人陶醉。與此同時，在畫仿真圖的過程中自己學到了很多知識，而且也把以前學的知識又鞏固了一遍，并收集了很多關于畫Proteus仿真圖的資料。雖然自己只是懂Proteus的一點點，其功能的強大自己還沒有完全領略，但我想這次單獨完成仿真繪制的過程為自己以后研究Proteus打下了很好的基礎，做了一個完美的開始。下面是自己仿真的截圖，分別為時鐘和秒表兩個狀態(tài)。如圖53所示，是時鐘狀態(tài)下的仿真圖:圖53 時鐘狀態(tài)下的仿真圖由前面的按鍵電路的流程圖可知通過按KKK3按鍵實現(xiàn)相應的時間調(diào)整。并且在六點和二十二點之間還會報時。通過按K4健實現(xiàn)秒表功能的轉(zhuǎn)換。秒表狀態(tài)下的仿真圖如下圖54所示：圖54 秒表狀態(tài)下的仿真圖 仿真圖缺陷分析雖然自己繪制的仿真圖能實現(xiàn)所有的設計功能，但仍然存在一些缺陷。綜合自己的分析，其缺陷有以下幾點：（1）在時鐘與秒表轉(zhuǎn)換的時候，按下K4健時，也就是處于秒表狀態(tài)但沒有啟動秒表時，單個的共陽極數(shù)碼管會有輕微的閃動，也就是不穩(wěn)定，找了很久都沒有發(fā)現(xiàn)原因。（2）在秒表狀態(tài)下，無論按哪一個按鍵，在按下不放時，數(shù)碼管就會出現(xiàn)不顯示的現(xiàn)象。雖然按鍵按下的過程很短暫，如果不刻意去注意的話根本不會。但這也是一個缺陷，我想要求完美的人都會發(fā)現(xiàn)這個缺陷。上述兩個缺陷只是自己做仿真和編程的時候發(fā)現(xiàn)的，暫時還沒有找到其相應的解決方法。但我想肯定也還存在其他的缺陷，只是自己暫時沒有發(fā)現(xiàn)。我相信在以后的設計與制作中自己要求的更嚴格，爭取做到?jīng)]有任何缺陷。完成了程序的調(diào)試與仿真，剩下的就是制作實物這一步了。雖然以前沒有動手制作過任何實物，有很多東西自己也不懂，但這是一次很好的鍛煉自己的機會。不要因為沒有嘗試過就放棄，更不要因為不會害怕失敗而不敢去嘗試。要相信只要自己肯學肯鉆研，就一定會有所收獲的，結(jié)果并不是最重要的，重要的是自己親自動手嘗試的過程。 數(shù)字時鐘的制作經(jīng)過詢問同學老師以及上網(wǎng)搜索資料，最初決定用Altium Designer來繪制原理圖和PCB板。Altium Designer這款軟件自己以前從來沒學過，也沒聽說過。但是當自己去學習它去了解它的時候發(fā)現(xiàn)它功能的強大性真的讓自己難以置信。而想要學好單片機的話必須掌握畫PCB板的基本軟件。很多公司用的都是Protel99來學習單片機，但Altium Designer比Protel99的功能更強大，是最新發(fā)明出來的軟件。因此自己決定用Altium Designer來繪畫PCB板。學習和繪畫的過程是辛苦的，因為沒有人指導，也沒有任何相關的資料，因此所有的東西都需要自己去學自己去查資料，自己解決遇到的任何困難。終于經(jīng)過自己不懈的努力，繪畫出了滿足要求的PCB板。自己真的很高興。當自己決定將所繪畫的PCB板發(fā)給廠家制作時，發(fā)現(xiàn)了很多問題。而使自己放棄這種方法的主要原因是你因為自己以前從來沒繪畫過任何PCB板，更不用說讓廠家制作了，自己并不能保證板子的正確性。如果做出來的實物不能滿足要求那么將很難找到問題的根源，因為自己不知道是自己繪畫的PCB板出現(xiàn)了問題，還是焊接過程中的問題，若是PCB板的問題，那么修改，重做將會浪費大量的時間，而且自己不能保證準確性。經(jīng)過再三的思考與對比，自己決定放棄上述的方法，而改用買面包板和相應的元器件來焊接連線。這樣不僅成本低而且風險性比較小，也能鍛煉自己動手能力。制作實物所需要的元器件有：兩個30pF的電容；一個10uF的極性電容；一12MHz的晶振；，一個75K電阻；一塊AT89C52的單片機；兩74HC573鎖存器；四個獨立按鍵；兩個1K的排阻，九引腳；一個無源蜂鳴器；一個NPN三級管；一個單獨的共陽極數(shù)碼管；兩個四位一體的共陰極數(shù)碼管；一個USB接口。制作實物的過程并沒有剛開始自己想像的那么簡單，首先買元器件就很費神，第一次買的元器件沒有買齊，又得重新再買。買好元器件就開始動手焊接元器件了，首先自己得對各種元器件的引腳的功能要了如指掌，只有這樣才能正確的連接。做好了一切的準備工作后便開始動手焊接了。第一次焊接時自己花了整整兩天的時間來焊接，每次焊接都小心翼翼，生怕自己把元器件焊壞。所以第一次焊接的板子有很多都使用的排針，插槽等，焊接好后還需要用杜邦線連接。但第一次焊接還是失敗了。雖然第一次沒有成功，但自己也有了焊接的經(jīng)驗了，總結(jié)前一次的經(jīng)驗，在第二次焊接前自己對所要焊接的電路板進行了認真的規(guī)劃。不再像第一次一樣選擇用杜邦線來連接各引腳，而是選擇直接在電路板的背面用線直接將各引腳連接在一起。這樣不僅可以不用使用杜邦線，而且也使電路板的正面看起來不那么的復雜。雖然這樣的風險性比上一次大，但是這樣設計出來的實物比上一次美觀實用的多。這一次焊接雖然也出現(xiàn)了一點問題，但是問題不是很大，經(jīng)過調(diào)試和修改最終實現(xiàn)了設計要求的功能。數(shù)字時鐘的時鐘狀態(tài)實物如圖61所示：圖61 數(shù)值時鐘的時鐘狀態(tài)實物圖數(shù)字時鐘的秒表狀態(tài)實物如圖62所示圖62 數(shù)字時鐘的秒表狀態(tài)實物圖本次制作出來的實物還存在一定的缺陷，首先蜂鳴器的響聲太小了，制作時應該選擇揚聲器，或者使用多個三極管，這樣聲音會大點。其次數(shù)碼管的引腳接觸不良，由于自己使用的是插槽的形式，是為了避免數(shù)碼管被焊接壞。再者，自己使用的電源是USB接口的，不是使用的電池。因為單片機的工作電壓為5V，而一個電池只有3V，為了保險，自己使用了USB接口。雖然使用起來不是特別的方便，但最終也實現(xiàn)了要求，自己第一次動手做的實物已經(jīng)讓自己很滿意了。在以后的學習中，自己一定會更加努力，要求完美?？偨Y(jié)經(jīng)過自己的不懈努力，終于完成了數(shù)字時鐘的設計與制作?；叵肫疬@一個多月，有艱苦與辛酸，但更多的卻是自己成功后的喜悅，同時也有學到更多知識的成就感?；叵肫疬@接近四年的大學生活，除去考研的歲月，估計只有這一個多月自己是過得最充實的。要是自己大學四年都在這么充實中度過，我想現(xiàn)在的自己絕對不會再是隨波逐流的大學生中的一員，而是有資本有能力的人了。在設計與制作數(shù)字時鐘的過程中，自己學到了很多也感悟良多。（1）設計的過程很重要，只有設計好了自己心里才清楚到底制作出來會是怎樣的一個實物。雖然自己設計的數(shù)字時鐘完全滿足要求，但是缺陷就是上電后重新恢復零，不像平常使用的電子時鐘一樣。因為根據(jù)要求根本沒必要使用時鐘芯片就可以滿足所有的要求，這是使自己感覺比較遺憾的一點。（2）編寫程序的過程是一個很傷頭腦很辛苦的一個過程。而且這次的程序不是像以前一樣只是滿足一個或者兩個要求，而是要滿足好幾個要求，因此自己不僅要實現(xiàn)所有的要求，還必須使程序看起來盡可能的簡單明了。有的時候自己編寫出來了并不一定就能通過編譯，通過編譯也并不一定可以滿足所有的要求，這個尋找錯誤并不斷改正的過程是痛苦的。（3）畫仿真圖的過程自己學到了很多東西，雖然沒有上過相關的課程，但在自己不斷學習不斷請教的過程中，自己獨立完成了仿真圖的繪制。盡管還存在一些缺陷，并不是很完美，但是繪制的過程才是真正值得重視的。我想在以后自己學習和繪畫的過程中，自己會慢慢力求完美的。（4）在實物的制作過程中，自己學會了取舍。雖然用