【文章內(nèi)容簡介】 第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)程序設(shè)計采用匯編語言進(jìn)行編寫。開始系統(tǒng)初始化定時是否到？歡迎界面顯示主界面鬧鐘響調(diào)整時間是否調(diào)時間？查看定時？顯示定時是是 主程序設(shè)計思路為：先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，如：LCD1602初始化，DS1302初始化等，然后才能進(jìn)入主顯示模塊，即可在LCD1602上看到相應(yīng)的信息。對于LCD1602的初始化，主要是對開啟顯示屏，清屏，設(shè)置顯示初始行等操作。DS1302的初始化主要是先開啟寫功能，然后寫入一個初始值。具體的主程序流程如圖31所示圖31 主程序流程圖主程序源代碼：MAIN：LCALL INIT_LCD1602 。調(diào)用顯示器LCD1602的初始化LCALL INIT_DS1302 。調(diào)用時鐘芯片DS1302的初始化LCALL INIT_TIMER 。調(diào)用鬧鐘初始化LCALL WELCOME 。調(diào)用歡迎界面START：LCALL DISPLAY_TIME 。調(diào)用時鐘顯示程序LCALL DISPLAY_TEMP 。調(diào)用溫度顯示程序LCALL TIMER 。調(diào)用鬧鐘判斷程序JB SETUP，START_NEXT 。判斷是否設(shè)置時間LCALL KEY_SELECT START_NEXT：JB TIMERDISPLAY，START 。判斷是否查看定點鬧鐘的具體時間LCALL TIMER_DISPLAYJMP START AT89C51LCD1602先將命令寫入LCD1602中，告訴它將做什么如果需要顯示數(shù)據(jù)的話，再將數(shù)據(jù)送入LCD1602中本系統(tǒng)采用的是LCD1602液晶顯示器，由于其是本身帶有驅(qū)動模塊的液晶屏，所以對于LCD1602操作程序可分為開顯示、設(shè)置顯示初始行、寫數(shù)據(jù)和清屏等部分。LCD1602的寫命令程序和寫數(shù)據(jù)程序分別以子程序的形式寫在程序里，以便主程序中的調(diào)用。對LCD1602的具體操作過程如圖32所示。圖32對LCD1602的具體操作過程1602LCD的總體操作流程圖見圖33所示。開始LCD初始化延時設(shè)第一行顯示位置顯示第一行內(nèi)容設(shè)第二行顯示位置顯示第二行內(nèi)容圖33 軟件流程圖LCD初始化程序：INIT_LCD1602：MOV LCD，01H ；清屏CALL ENABLE_ORDERMOV LCD，38H ；8位點陣，兩行顯示CALL ENABLE_ORDERMOV LCD，0CH ；顯示開關(guān)為開，光標(biāo)開關(guān)為關(guān)，閃爍開關(guān)為關(guān)CALL ENABLE_ORDERMOV LCD，80H ；顯示的起始位置為第一行的第一位CALL ENABLE_ORDERRETDS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換過程如圖44所示，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB（D7）必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護(hù)；D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5～D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB（D0）為邏輯0，指定寫操作（輸入）， D0=1，指定讀操作（輸出）。 在DS1302的時鐘日歷或RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，DS1302必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進(jìn)行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2個SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。AT89C51LCD1602先將命令寫入DS1302，告訴它將做什么操作如果是寫數(shù)據(jù)的話，再將數(shù)據(jù)送入DS1302中如果是讀數(shù)據(jù)的話，直接從DS1302數(shù)據(jù)口讀出讀、寫DS1302的流程圖分別為圖35，圖36所示，其源程序見附錄代碼。開始復(fù)位端產(chǎn)生1個高電平將命令字寫到變量中向DS1302發(fā)送1位數(shù)據(jù)延時命令字是否傳輸完準(zhǔn)備傳輸命令字中的下一位將數(shù)據(jù)寫到變量中向DS1302發(fā)送1位數(shù)據(jù)延時數(shù)據(jù)是否傳輸完準(zhǔn)備傳輸數(shù)據(jù)中的下一位結(jié)束否否圖34 DS1302 與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換過程圖35 寫DS1302數(shù)據(jù)流程圖開始復(fù)位端產(chǎn)生1個高電平將命令字寫到變量中向DS1302發(fā)送1位數(shù)據(jù)延時命令字是否傳輸完準(zhǔn)備傳輸命令字中的下一位將數(shù)據(jù)寫到變量中從DS1302接收 1位數(shù)據(jù)延時數(shù)據(jù)是否接收完準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)中的下一位結(jié)束否否圖36 讀DS1302數(shù)據(jù)流程圖DS1302為單線接口且每一個DS18B20都有唯一的系列號，因此多個DS18B20可以存在于同一條單線上工作，但本系統(tǒng)就用了一個DS1302所以對DS18B20的搜索可以用Skip ROM命令跳過搜索，然后再對其進(jìn)行操作。具體的DS18B20的操作過程如圖37所示。AT89C51LCD1602跳過搜索先將命令寫入DS1302，告訴它將做什么操作向DS18B20發(fā)讀命令如果是寫數(shù)據(jù)的話，再將數(shù)據(jù)送入DS1302中讀DS18B20的數(shù)據(jù)如果是讀數(shù)據(jù)的話，直接從DS1302數(shù)據(jù)口讀出圖37 DS18B20的操作過程開始初始化寫命令：跳過讀序列號操作（0XCC）寫命令：啟動溫度轉(zhuǎn)換溫度轉(zhuǎn)換結(jié)束？初始化寫命令：讀溫度寄存器寫命令：跳過讀序列號操作（0XCC）讀出溫度，并存儲結(jié)果結(jié)束否讀DS18B20的流程圖見圖38所示。其源程序可查閱附錄中的源代碼部分。圖38 讀DS18B20的流程圖鍵盤操作是本系統(tǒng)軟件設(shè)計中的難點，也是重點。本次設(shè)計我只用了四個鍵，它人分別是1號鍵（時間調(diào)整時間鍵），2號鍵（增量鍵），3號鍵（減量鍵），4號鍵（顯示定時時間鍵）。當(dāng)按下1號鍵后會進(jìn)入，時間調(diào)整程序，在不同的設(shè)置時段你可以通過2號鍵或者3號鍵來對年、月、日、周、時、分、鬧鐘的時、鬧鐘分進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)退出時間調(diào)整程序后，按4號鍵可以查看設(shè)置鬧鐘的時間。鍵盤操作可以有兩個方式分別為中斷法和按鍵掃描法。我選擇的后者，因為用四個鍵如果用中斷的話，不容易控制，易出錯。而且如果用這種最傳統(tǒng)的掃描法，使程序看起來SETUP按下？調(diào)整年SETUP按下？調(diào)整月SETUP按下？調(diào)整日SETUP按下？調(diào)整周SETUP按下？調(diào)整時SETUP按下？調(diào)整分SETUP按下？調(diào)整鬧鐘時SETUP按下？調(diào)整鬧鐘分年否否否否否否否否思路更清晰、更明了、更容易理解。具體軟件設(shè)計流程圖如圖39所示。圖39 時間設(shè)置過程第4章 硬件實現(xiàn) Protel的硬件電路設(shè)計本系統(tǒng)硬件由控制時鐘芯片DS130溫度芯片DS18BAT89C51單片機(jī)和字符點陣型LCD1602液晶顯示器等器件構(gòu)成。用DS1302產(chǎn)生時鐘信號，用溫度芯片DS18B20產(chǎn)生溫度信號，由單片機(jī)負(fù)責(zé)接收并且對其進(jìn)行控制，最后在LCD1602液晶顯示器然顯時間及溫度等信息。首先執(zhí)行菜單命令“文件” － “創(chuàng)建” － “項目” － “PCB項目”，創(chuàng)建一個新的PCB項目，并命名為“”，保存該項目到“在D:”下。然后在該項目中添加一個原理圖文件，命名為“”并保存在同一目錄下。 原理圖設(shè)計單擊工作區(qū)面板上的“Project”選項卡，從選項卡中選擇新建的原理圖文件“”，切換到原理圖編輯狀態(tài)界面，按照電路中用到的元件逐個放置，并對元件進(jìn)行布局。再按照各個元件之間的電氣連接屬性，對電路進(jìn)行連接。在連接的過程中，可以根據(jù)連接的需要適當(dāng)調(diào)整元件的布局。在連線較復(fù)雜的地方可以通過放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽來連接。連接好的電路如圖43所示。圖43 系統(tǒng)電路圖其中由于DXP中無LCD160DS18B20等芯片，而最終設(shè)計出的電路板并不會產(chǎn)生電子原器件，只是為芯片留其引腳相應(yīng)的銅空而矣，所以這些芯片可用與其引腳相同的器件來代替。因此本系統(tǒng)的電路圖最終設(shè)計成了圖43所示的樣子。 報表生成在原理圖繪制完成后，就可以編譯原理圖找出錯誤的地方進(jìn)行修改，同時生成所需要的各種報表文檔。執(zhí)行菜單命令“項目管理” － “Compile PCB Project ”，對項目進(jìn)行編譯。編譯結(jié)束后，會彈出“Message”對話框，在該對話框中列出了編譯中的錯誤或者警告等信息。根據(jù)編譯的信息，仔細(xì)檢查原理圖并修正提示的錯誤信息。 創(chuàng)建PCB文件單擊工作區(qū)面板的“Project”選項卡，移動光標(biāo)到項目“”上，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中，執(zhí)行菜單命名“追加新文件到項目中” － “PCB”，創(chuàng)建一個新的PCB文件，重新命名為“”并保存到項目目錄下，如圖44所示。圖44 追加PCB文件到項目在PCB編輯狀態(tài)下，執(zhí)行菜單命令“設(shè)計” － “Import Changes From ”，系統(tǒng)會彈出“工程變化訂單（ECO）”對話框，如圖45所示。圖45 工程變化訂單單擊“使變化生效”按鈕，檢查有無錯誤信息，如有錯誤則修改相應(yīng)的地方。直到無錯誤信息為止。然后單擊“執(zhí)行變化” 完成網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入如圖46所示。圖46 執(zhí)行變化狀態(tài)完成網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入后，單擊“工程變化訂單（ECO）”對話框中的“關(guān)閉”按鈕。在PCB編輯狀下，可以看到導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后的PCB如圖47所示。圖47 完成網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入的PCB界面第5章 結(jié) 論這次畢業(yè)設(shè)計項目雖然不是很大，但用的技術(shù)和知識一點也不遜色于大點的項目，比如說其中用到了DS18B20中的串行通信技術(shù)，AT89C51基本操作知識，匯編語言方面的知識等。這次畢業(yè)設(shè)計也是一次非常難得的理論和實際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整系統(tǒng)設(shè)計，使我擺脫了以往單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且在和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識。在設(shè)計過程中遇到的問題在老師或同學(xué)的幫助下一個一個解決了,這次設(shè)計雖然順利做完了，但還是許多美中不足之處，讓我認(rèn)識到自己對單片機(jī)應(yīng)用方面的知識的貧乏，對于書本上的很多理論知識還不能靈活運用，有很多我們掌握的知識在等著我去學(xué)習(xí)，我會在以后的學(xué)習(xí)生活中彌補(bǔ)我所缺少的知識。同時還從中學(xué)到了一件很重要的東西，那就是如何從理論到實踐的轉(zhuǎn)化，怎么樣將我所學(xué)到的知識運用到我以后的工作中去。此次的畢業(yè)設(shè)計給我奠定了一個實踐基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)，生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競爭。附 錄(1)仿真電路圖仿真電路圖(2)PCB電路圖PCB電路圖(3)：源程序ORG 0000H?！狣S1602引腳定義——————————RS EQU 。RS為寄存器選擇RW EQU 。RW為讀寫信號線E EQU 。E為使能端，E由高變低進(jìn)執(zhí)行命令LCD EQU P0 。數(shù)據(jù)總線?！?。——————————DS1302引腳定義——————————RST EQU 。復(fù)位引腳SCLK EQU 。串行時鐘IO EQU 。數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。———————————————————————————。——————————DS18B20引腳定義—————————DQ BIT 。單總線口?！??！I盤引腳定義——————————SETUP EQU 。調(diào)整時間按鍵UP EQU 。加按鍵DOWN EQU 。減按鍵TIMERDISPLAY EQU 。顯示鬧鐘時間按鍵。———————————————————————————?！狣S1302數(shù)據(jù)存儲單元定義————————DS1302_INSTRUCTION EQU 20H 。存儲DS1302指令的寄存器DS1302_DATA EQU 21H 。存儲(讀/寫)DS1302數(shù)據(jù)的寄存器YEAR_HH EQU 30H 。年的最高兩位YEAR EQU 31H 。年寄存器YEAR_H EQU 32H 。年的十位寄存器YEAR_L EQU 33H 。年的個位寄存器MONTH EQU 34H 。月寄存器MONTH_H EQU 35H 。月的十位寄存器MONTH_L EQU 36H 。月的個位寄存器DAY EQU 37H 。日寄存器DAY_H EQU 38H 。天的十位寄存器DAY_L EQU 39H 。天的個位寄存器WEEK EQU 40H 。周寄存器HOUR EQU 41H。小時寄存器HOUR_H EQU 42H 。小時的十位寄存器HOUR_L EQU 43H 。小時的個位寄存器MINUTE EQU 44H。分鐘寄存器MINUTE_H EQU 45H 。分鐘的十位寄存器MINUTE_L EQU 46H 。分鐘的個位寄存器SECOND EQU 47H。秒寄存器SECOND_H EQU 48H 。秒的十位寄存器SECOND_L EQU 49H 。秒的個位寄存器。———————————————————————————?！狣S18B20數(shù)據(jù)存儲單元定義——————TEMPER_L EQU 50H 。暫存溫度個位TEMPER_H EQU 51H