【文章內容簡介】 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，這一點我們要一定注意。當RST置為高電平時，在串行時鐘的SCLK的上升沿，DS1302從I/O端口讀入一位數(shù)據(jù)，8個串行時鐘脈沖就可以讀入一字節(jié)的數(shù)據(jù)。在串行時鐘的下降沿，DS1302向I/O端口輸出一位數(shù)據(jù)，8個串行時鐘脈沖就可以輸出一字節(jié)的數(shù)據(jù)。日歷時鐘的讀寫流程圖如下圖所示。 圖1 時鐘讀 圖2 時鐘寫 圖43 日歷時鐘讀與寫流程圖 顯示子程序設計本設計的顯示部分具有消隱和閃爍功能，當時分秒等高位為0時顯示消隱， 但低位不能顯示消隱，因此對于讀時間顯得更加明了。閃爍功能也是本設計的一個難點，本設計采用8個位標志位，使閃爍時效果達到最好。此時定時器采用定時中斷的工作方式，這樣可以充分利用CPU資源。另外7個標志位是年月日時分秒星期等的位標志位，當標志位置1時即開閃爍，與用中斷產(chǎn)生的標志位相結合，即在一個周期內為0時消隱，為1時開顯示，這樣可以使在調時間時對應的位閃爍。顯示子程序流程圖如下圖所示。圖44 顯示子程序流程圖 整點報時子程序的設計 本設計設置了四個整點報時標志位，分別是秒個位為零、秒十位為零、分個位為零、分十位為零等標志位，只要當秒個位、秒十位、分個位、分十位為零，則分別使相應的零標志位置1。當四個標志位均為1時，則啟動報時，在此僅用蜂鳴器蜂鳴10s代替。在整點報時狀態(tài)下，數(shù)碼管DS16顯示數(shù)字8并閃爍。 整點報時子程序的流程圖如下圖所示。 圖45 整點報時子程序流程圖5 系統(tǒng)調試 單片機系統(tǒng)經(jīng)過總體設計，完成了硬件和軟件設計開發(fā)。通過軟件和硬件相結合系統(tǒng)即可運行。但編制好的程序或連接好的線路不能按預計的那樣正常工作是常見的事，經(jīng)常會出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯誤，這是軟件和硬件開發(fā)者經(jīng)常遇見的，這就需要通過調試來發(fā)現(xiàn)錯誤并加以改正。調試可分為硬件調試和軟件調試。本設計系統(tǒng)的已經(jīng)在PC機上用模擬開發(fā)軟件進行了檢測和調試，并運行成功，最后進行實物的硬件連接與調試。本設計是在Proteus軟件和Wava6000軟件相結合調試的，完全用仿真軟件在PC機上對目標電路原理圖和程序進行檢測和調試。調試過程中單片機相應輸入端由通用鍵盤和鼠標設定，運行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在指定的窗口區(qū)域顯示出來，以確定程序運行有無錯誤。目標程序糾錯：該階段工作通常在目標程序編輯時就完成。一般來說，仿真軟件能為用戶輸入的程序指令糾錯，包括書寫格式、標號未定義或多重定義、轉移地址溢出等錯誤。整體程序調試：即把各子程序整體連起來進入到綜合電路調試，看是否能實現(xiàn)預計的功能顯示。在這階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序在運行時是否破壞現(xiàn)場，數(shù)據(jù)緩沖單元是否發(fā)生沖突，標志位的建立和清除在設計上是否失誤，堆棧是否溢出，輸入輸出狀態(tài)是否正常等。經(jīng)過多次修改程序最后調試成功，實現(xiàn)了預期的功能要求，其proteus仿真圖如圖51所示。 圖51 Proteus仿真 硬件調試單片機應用系統(tǒng)的硬件調試與軟件調試是分不開的，許多硬件故障在軟件調試時才能發(fā)現(xiàn)，但通常要先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障。關于調試工作，大體上可以分為四步：步驟一：線路檢查。根據(jù)硬件電路原理圖，仔細檢查樣機線路是否連接正確，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時可用萬用表檢測線路通斷情況。步驟二：電源調試。樣機的第一次通電測試很重要，若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。調試的方法有兩種：一種是斷開樣機穩(wěn)壓電源的輸出端，檢查空載時電源工作情況；另一種是拔下樣機上的主要集成芯片，檢查電源的負載能力（用假負載）。確保電源無故障并性能符合設計要求。步驟三：通電檢查。在確保電源良好前提下，接通電源。最好在電源與其余電路之間串接一個電流表。若接通后電流很大，必須立即切斷電源。電源大得超出正常范圍，說明電路中有短路或故障。通電檢查的主要目的是看系統(tǒng)是否存在短路或由元器件損壞、裝配錯誤引起的電流異常。步驟四：檢查芯片的邏輯關系是否出錯。加電后檢查各芯片插座上相關引腳的電位，仔細測量相應的輸入輸出電平是否正常。單片機系統(tǒng)大都是數(shù)字邏輯電路，使用電平檢查法可首先查出邏輯設計是否正確，選用器件和連接關系是否符合要求等。通過以上四步的硬件調試，最終調試成功，其硬件實物圖如圖52所示。 圖52 硬件調試實物圖6 總結 不知不覺，為期兩周的單片機課程設計已經(jīng)結束，在這次設計過程中收獲真的很多。首先要談一下對這次設計全過程的一個認識和感受：硬件系統(tǒng)關系到所要設計的電子產(chǎn)品好懷，如系統(tǒng)抗干擾性等，所以要合理的安排盡量減少干擾提高性能。單片機是很容易受干擾的控制器，當采用外部晶振時，應盡量讓其靠近單片機減少對其干擾，防止程序亂飛現(xiàn)象。同時還可以采用隔離等方式減少干擾，硬件系統(tǒng)設計的好壞很大部分來源于經(jīng)驗，所以要有動手的好習慣。軟件設計是核心部分，具有多樣化，靈活性高，易移植等優(yōu)點，要深深理會各指令的含義才能更加熟練應用，中斷的合理利用可以減少CPU利用資源，具有執(zhí)行效率高等優(yōu)點，本設計用到定時器中斷以減少對CPU的占用，更好的處理其他功能。軟件的設計大部分采用模塊化設計的方法以方便調試，并使其可讀性大大增強，方便更改和移植。 在軟硬件的設計過程中，通過查找各方面的相關資料，學到了很多的知識，比如學會了DS1302時鐘芯片的應用，學會了745774138等這些芯片在電路中所起的作用，尤其是熟悉并掌握了protel、proteus和keil等軟件，深刻的意識到它們在單片機開發(fā)系統(tǒng)中所起的作用。本次設計最大的感受就是在進行項目設計中，一定要保持嚴謹?shù)念^腦，總攬全局，面面俱到，每一個細節(jié)都應該深知熟慮，做到萬無一失，只有這樣才能完美的設計出一個具有實用的產(chǎn)品。自己感覺本設計就在萬年歷、時間牌等方面，具有現(xiàn)實實用價值。當然還有很多紕漏瑕疵，相信在以后的學習生涯中，一定會逐步改善和完善相關功能，所以還需要繼續(xù)努力。 然而，本次課程設計離不開臧老師及時認真的指導，在此特別向臧老師表示衷心的感謝。在硬件設計與軟件設計中也離不開很多同學的幫助，在此向周峰和張棟棟同學，以及給予我?guī)椭乃型瑢W說一聲：謝謝！ 我相信，在今后的學習道路中，只要勤于思考，勇于探索，敢于創(chuàng)新，一定會取得更大的進步。參考資料：[1] 楊家成．單片機原理與應用及C51程序設計．北京：清華大學出版社，2007[2] 夏路易，石宗義．Protel 99se電路原理圖與電路板設計教程．北京：北京希望電子出版社，2004[3] 鄧興成．單片機原理與實踐指導．北京：機械工業(yè)出版社，2010[4] :高等教育出版社,2009.[5] 張迎新．單片微型計算機原理、應用及接口技術．北京：國防工業(yè)出版社，2007[6] 李麗榮，張常全，：北京理工大學出版社，2007.附錄一：系統(tǒng)原理圖附錄二：元件清單序號元件名稱規(guī)格型號數(shù)量1單片機AT89C511個2晶振12MHz1個1個3電容30pF瓷片電容2個22uF電解電容2個其他不同型號的瓷片電容4個4電阻10千歐姆9個1千歐姆5個100歐姆18個5數(shù)碼管DPY7SEGDP16個6驅動器74HC5732個7譯碼器74lS1382個8時鐘芯片DS13021個9蜂鳴器1個10三極管PNP85501個11按鍵四爪微型輕觸開關5個12三端穩(wěn)壓集成器LM78051個附錄三：源程序代碼ZHUAN BIT 50H 。閃爍標志位輔助標志位ZHUAN1 BIT 51H 。年開閃爍的標志位ZHUAN2 BIT 52H 。月開閃爍的標志位ZHUAN3 BIT 53H 。日開閃爍的標志位ZHUAN4 BIT 54H 。時開閃爍的標志位ZHUAN5 BIT 55H 。分開閃爍的標志位ZHUAN6 BIT 56H 。秒開閃爍的標志位ZHUAN7 BIT 57H 。星期開閃爍的標志位BUZZER1 BIT 58H 。秒個位為零標志位BUZZER2 BIT 59H 。秒十位為零標志位BUZZER3 BIT 5AH 。分個位為零標志位BUZZER4 BIT 5BH 。分十位為零標志位 ORG 0000HLJMP START 。開始并初始化ORG 000BH 。定時/計數(shù)T0中斷LJMP ZDUAN ORG 001BH 。定時/計數(shù)T1中斷LJMP ZDUAN2ZDUAN:MOV TH0,00H 。 MOV TL0,00HDJNZ R7,ZDUAN1 。循環(huán)指令CPL ZHUAN 。閃爍標志位求反MOV R7,3ZDUAN1:RETI 。中斷返回ZDUAN2:MOV TH1,0FCHMOV TL1,43HCPL RETIORG 0100HSTART:MOV SP,70H 。設堆棧MOV TMOD,11H 。T0,TI工作方式1MOV TH0,00HMOV TL0,00HMOV TH1,0FCHMOV TL1,43HSETB EA 。開放CPUSETB ET0 。開放T0中斷SETB TR0 。啟動T0工作CLR ZHUAN1 。初始化標志位CLR ZHUAN2CLR ZHUAN3CLR ZHUAN4CLR ZHUAN5CLR ZHUAN6CLR ZHUAN7CLR BUZZER1CLR BUZZER2CLR BUZZER3CLR BUZZER4MOV R7,3MOV 5FH,00H 。初始化寄存器MOV 30H,59H 。時間賦初始值MOV 31H,59HMOV 32H,23HMOV 33H,31HMOV 34H,12HMOV 35H,02HMOV 36H,13HSETB 。啟動設置寫保護寄存器MOV A,10001110B 。命令字節(jié)，07H寄存器寫ACALL WBYTE MOV A,00H 。允許寫數(shù)據(jù)字節(jié)ACALL WBYTECLR 。RST=0,停止傳送MOV R0,30H 。數(shù)據(jù)存放首地址MOV R2,8 。寫8個字節(jié)SETB 。啟動連續(xù)寫8個字節(jié)MOV A,0BEH 。設多字節(jié)寫命令字LCALL WBYTECHUSHI:MOV A,@R0 。取數(shù)據(jù)LCALL WBYTE 。寫一個字節(jié)INC R0DJNZ R2,CHUSHI 。循環(huán)寫8個字節(jié) 。主程序MAIN:LCALL JIAN 。調鍵盤子程序LCALL RILI 。調日歷時鐘程序LCALL XIAN 。調顯示程序LCALL BAOSHI 。調報時程序SJMP MAIN 。鍵盤程序JIAN:MOV P1,0FFH 。初始MOV A,P1CPL AJNZ JI1 。判鍵按下LJMP JIAN4JI1:LCAL