【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 間調(diào)整時(shí)判斷是調(diào)分還是調(diào)時(shí)，以及整點(diǎn)報(bào)時(shí)等而專(zhuān)設(shè)的位標(biāo)志，初始化過(guò)程中標(biāo)志位全部置0，即開(kāi)始時(shí)是處于顯示狀態(tài)，而不是調(diào)整狀態(tài)或者整點(diǎn)報(bào)時(shí)狀態(tài)，這一點(diǎn)在程序中相當(dāng)明了。（4）初始化時(shí)間是開(kāi)機(jī)時(shí)顯示的時(shí)間，并通過(guò)調(diào)用日歷時(shí)鐘的寫(xiě)程序來(lái)完成時(shí)間的置初值。 圖41 主程序流程圖 鍵盤(pán)子程序設(shè)計(jì)多功能鍵盤(pán)程序的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是完成本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于本設(shè)計(jì)為15位顯示，所以對(duì)于日期與時(shí)間的調(diào)整，相應(yīng)的程序會(huì)非常的冗長(zhǎng)，但是鍵盤(pán)對(duì)年月日時(shí)分秒星期的調(diào)整思路、流程大體一樣，所以在程序設(shè)計(jì)上并不是那么難。當(dāng)有鍵按下時(shí)，調(diào)用10ms延時(shí)程序，再判斷是否有鍵按下無(wú)則返回，若有先調(diào)用顯示程序再判斷是否松開(kāi)，否則再轉(zhuǎn)到顯示程序，這樣避免了在按鍵松開(kāi)之前能正常顯示。其中K1鍵功能最多，通過(guò)判斷K1鍵按下的次數(shù)來(lái)判斷是調(diào)時(shí)間還是定時(shí)，并對(duì)對(duì)應(yīng)的位置閃爍。本鍵盤(pán)深度為7級(jí)，即連續(xù)按下K1鍵8次時(shí)則返回到原來(lái)界面。當(dāng)判斷鍵值為1時(shí)則為調(diào)秒狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的秒低位閃爍，為2時(shí)為調(diào)分狀態(tài)并分閃爍，為3時(shí)為調(diào)時(shí)狀態(tài)并時(shí)閃爍，為4時(shí)為調(diào)日狀態(tài)并日閃爍，為5時(shí)為調(diào)月?tīng)顟B(tài)并月閃爍，為6時(shí)為調(diào)年?duì)顟B(tài)并年閃爍，為7時(shí)為調(diào)星期狀態(tài)并星期閃爍。 K2為加1鍵，K3為減1鍵，K4為總返回鍵，即在調(diào)時(shí)見(jiàn)時(shí)不用只有按下K1鍵值為8才返回，而通過(guò)按下K4鍵即可返回。由于鍵盤(pán)流程圖非常復(fù)雜，在此只表示秒，如圖42所示，其余相仿省略。 圖 42 鍵盤(pán)子程序流程圖 日歷時(shí)鐘子程序設(shè)計(jì)DS1302與CPU的連接，是通過(guò)SCLK、I/O、RST，即三線連接方式。日歷時(shí)鐘DS1302的讀寫(xiě)需要初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序等。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送是低位在先。讀寫(xiě)都是16位數(shù)據(jù)，高8位是地址，低8位是數(shù)據(jù)，在讀寫(xiě)時(shí)要嚴(yán)格遵從讀寫(xiě)時(shí)序，否則讀寫(xiě)將會(huì)失效。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平，這一點(diǎn)我們要一定注意。當(dāng)RST置為高電平時(shí)，在串行時(shí)鐘的SCLK的上升沿，DS1302從I/O端口讀入一位數(shù)據(jù)，8個(gè)串行時(shí)鐘脈沖就可以讀入一字節(jié)的數(shù)據(jù)。在串行時(shí)鐘的下降沿，DS1302向I/O端口輸出一位數(shù)據(jù)，8個(gè)串行時(shí)鐘脈沖就可以輸出一字節(jié)的數(shù)據(jù)。日歷時(shí)鐘的讀寫(xiě)流程圖如下圖所示。 圖1 時(shí)鐘讀 圖2 時(shí)鐘寫(xiě) 圖43 日歷時(shí)鐘讀與寫(xiě)流程圖 顯示子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的顯示部分具有消隱和閃爍功能，當(dāng)時(shí)分秒等高位為0時(shí)顯示消隱， 但低位不能顯示消隱，因此對(duì)于讀時(shí)間顯得更加明了。閃爍功能也是本設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用8個(gè)位標(biāo)志位，使閃爍時(shí)效果達(dá)到最好。此時(shí)定時(shí)器采用定時(shí)中斷的工作方式，這樣可以充分利用CPU資源。另外7個(gè)標(biāo)志位是年月日時(shí)分秒星期等的位標(biāo)志位，當(dāng)標(biāo)志位置1時(shí)即開(kāi)閃爍，與用中斷產(chǎn)生的標(biāo)志位相結(jié)合，即在一個(gè)周期內(nèi)為0時(shí)消隱，為1時(shí)開(kāi)顯示，這樣可以使在調(diào)時(shí)間時(shí)對(duì)應(yīng)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(diǎn)報(bào)時(shí)子程序的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)設(shè)置了四個(gè)整點(diǎn)報(bào)時(shí)標(biāo)志位，分別是秒個(gè)位為零、秒十位為零、分個(gè)位為零、分十位為零等標(biāo)志位，只要當(dāng)秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位為零，則分別使相應(yīng)的零標(biāo)志位置1。當(dāng)四個(gè)標(biāo)志位均為1時(shí)，則啟動(dòng)報(bào)時(shí)，在此僅用蜂鳴器蜂鳴10s代替。在整點(diǎn)報(bào)時(shí)狀態(tài)下，數(shù)碼管DS16顯示數(shù)字8并閃爍。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)子程序的流程圖如下圖所示。 圖45 整點(diǎn)報(bào)時(shí)子程序流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試 單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)總體設(shè)計(jì)，完成了硬件和軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。通過(guò)軟件和硬件相結(jié)合系統(tǒng)即可運(yùn)行。但編制好的程序或連接好的線路不能按預(yù)計(jì)的那樣正常工作是常見(jiàn)的事，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯(cuò)誤，這是軟件和硬件開(kāi)發(fā)者經(jīng)常遇見(jiàn)的，這就需要通過(guò)調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正。調(diào)試可分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的已經(jīng)在PC機(jī)上用模擬開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行了檢測(cè)和調(diào)試，并運(yùn)行成功，最后進(jìn)行實(shí)物的硬件連接與調(diào)試。本設(shè)計(jì)是在Proteus軟件和Wava6000軟件相結(jié)合調(diào)試的，完全用仿真軟件在PC機(jī)上對(duì)目標(biāo)電路原理圖和程序進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試。調(diào)試過(guò)程中單片機(jī)相應(yīng)輸入端由通用鍵盤(pán)和鼠標(biāo)設(shè)定，運(yùn)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(lái)，以確定程序運(yùn)行有無(wú)錯(cuò)誤。目標(biāo)程序糾錯(cuò)：該階段工作通常在目標(biāo)程序編輯時(shí)就完成。一般來(lái)說(shuō)，仿真軟件能為用戶(hù)輸入的程序指令糾錯(cuò)，包括書(shū)寫(xiě)格式、標(biāo)號(hào)未定義或多重定義、轉(zhuǎn)移地址溢出等錯(cuò)誤。整體程序調(diào)試：即把各子程序整體連起來(lái)進(jìn)入到綜合電路調(diào)試，看是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)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(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)，數(shù)據(jù)緩沖單元是否發(fā)生沖突，標(biāo)志位的建立和清除在設(shè)計(jì)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(guò)多次修改程序最后調(diào)試成功，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能要求，其proteus仿真圖如圖51所示。 圖51 Proteus仿真 硬件調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試與軟件調(diào)試是分不開(kāi)的，許多硬件故障在軟件調(diào)試時(shí)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(guān)于調(diào)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(xì)檢查樣機(jī)線路是否連接正確，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時(shí)可用萬(wàn)用表檢測(cè)線路通斷情況。步驟二：電源調(diào)試。樣機(jī)的第一次通電測(cè)試很重要，若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。調(diào)試的方法有兩種：一種是斷開(kāi)樣機(jī)穩(wěn)壓電源的輸出端，檢查空載時(shí)電源工作情況；另一種是拔下樣機(jī)上的主要集成芯片，檢查電源的負(fù)載能力（用假負(fù)載）。確保電源無(wú)故障并性能符合設(shè)計(jì)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(gè)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(shuō)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(cuò)誤引起的電流異常。步驟四：檢查芯片的邏輯關(guān)系是否出錯(cuò)。加電后檢查各芯片插座上相關(guān)引腳的電位，仔細(xì)測(cè)量相應(yīng)的輸入輸出電平是否正常。單片機(jī)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(shè)計(jì)是否正確，選用器件和連接關(guān)系是否符合要求等。通過(guò)以上四步的硬件調(diào)試，最終調(diào)試成功，其硬件實(shí)物圖如圖52所示。 圖52 硬件調(diào)試實(shí)物圖6 總結(jié) 不知不覺(jué)，為期兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中收獲真的很多。首先要談一下對(duì)這次設(shè)計(jì)全過(guò)程的一個(gè)認(rèn)識(shí)和感受：硬件系統(tǒng)關(guān)系到所要設(shè)計(jì)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(jī)是很容易受干擾的控制器，當(dāng)采用外部晶振時(shí)，應(yīng)盡量讓其靠近單片機(jī)減少對(duì)其干擾，防止程序亂飛現(xiàn)象。同時(shí)還可以采用隔離等方式減少干擾，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞很大部分來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)，所以要有動(dòng)手的好習(xí)慣。軟件設(shè)計(jì)是核心部分，具有多樣化，靈活性高，易移植等優(yōu)點(diǎn)，要深深理會(huì)各指令的含義才能更加熟練應(yīng)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(diǎn)，本設(shè)計(jì)用到定時(shí)器中斷以減少對(duì)CPU的占用，更好的處理其他功能。軟件的設(shè)計(jì)大部分采用模塊化設(shè)計(jì)的方法以方便調(diào)試，并使其可讀性大大增強(qiáng)，方便更改和移植。 在軟硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查找各方面的相關(guān)資料，學(xué)到了很多的知識(shí)，比如學(xué)會(huì)了DS1302時(shí)鐘芯片的應(yīng)用，學(xué)會(huì)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(shí)到它們?cè)趩纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中所起的作用。本次設(shè)計(jì)最大的感受就是在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，一定要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念^腦，總攬全局，面面俱到，每一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)該深知熟慮，做到萬(wàn)無(wú)一失，只有這樣才能完美的設(shè)計(jì)出一個(gè)具有實(shí)用的產(chǎn)品。自己感覺(jué)本設(shè)計(jì)就在萬(wàn)年歷、時(shí)間牌等方面，具有現(xiàn)實(shí)實(shí)用價(jià)值。當(dāng)然還有很多紕漏瑕疵，相信在以后的學(xué)習(xí)生涯中，一定會(huì)逐步改善和完善相關(guān)功能，所以還需要繼續(xù)努力。 參考資料：[1] 楊家成．單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)．北京：清華大學(xué)出版社，2007[2] 夏路易，石宗義．Protel 99se電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程．北京：北京希望電子出版社，2004[3] 鄧興成．單片機(jī)原理與實(shí)踐指導(dǎo)．北京：機(jī)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(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007[6] 李麗榮，張常全，：北京理工大學(xué)出版社，2007.附錄一：系統(tǒng)原理圖附錄二：元件清單序號(hào)元件名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量1單片機(jī)AT89C511個(gè)2晶振12MHz1個(gè)1個(gè)3電容30pF瓷片電容2個(gè)22uF電解電容2個(gè)其他不同型號(hào)的瓷片電容4個(gè)4電阻10千歐姆9個(gè)1千歐姆5個(gè)100歐姆18個(gè)5數(shù)碼管DPY7SEGDP16個(gè)6驅(qū)動(dòng)器74HC5732個(gè)7譯碼器74lS1382個(gè)8時(shí)鐘芯片DS13021個(gè)9蜂鳴器1個(gè)10三極管PNP85501個(gè)11按鍵四爪微型輕觸開(kāi)關(guān)5個(gè)12三端穩(wěn)壓集成器LM78051個(gè)附錄二：源程序代碼ZHUAN BIT 50H 。閃爍標(biāo)志位輔助標(biāo)志位ZHUAN1 BIT 51H 。年開(kāi)閃爍的標(biāo)志位ZHUAN2 BIT 52H 。月開(kāi)閃爍的標(biāo)志位ZHUAN3 BIT 53H 。日開(kāi)閃爍的標(biāo)志位ZHUAN4 BIT 54H 。時(shí)開(kāi)閃爍的標(biāo)志位ZHUAN5 BIT 55H 。分開(kāi)閃爍的標(biāo)志位ZHUAN6 BIT 56H 。秒開(kāi)閃爍的標(biāo)志位ZHUAN7 BIT 57H 。星期開(kāi)閃爍的標(biāo)志位BUZZER1 BIT 58H 。秒個(gè)位為零標(biāo)志位BUZZER2 BIT 59H 。秒十位為零標(biāo)志位BUZZER3 BIT 5AH 。分個(gè)位為零標(biāo)志位BUZZER4 BIT 5BH 。分十位為零標(biāo)志位 ORG 0000HLJMP START 。開(kāi)始并初始化ORG 000BH 。定時(shí)/計(jì)數(shù)T0中斷LJMP ZDUAN ORG 001BH 。定時(shí)/計(jì)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(biāo)志位求反MOV R7,3ZDUAN1:RETI 。中斷返回ZDUAN2:MOV TH1,0FCHMOV TL1,43HCPL RETI ORG 0100HSTART:MOV SP,70H 。設(shè)堆棧MOV TMOD,11H 。T0,TI工作方式1MOV TH0,00HMOV TL0,00HMOV TH1,0FCHMOV TL1,43HSETB EA 。開(kāi)放CPUSETB ET0 。開(kāi)放T0中斷SETB TR0 。啟動(dòng)T0工作CLR ZHUAN1 。初始化標(biāo)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(shí)間賦初始值MOV 31H,59HMOV 32H,23HMOV 33H,31HMOV 34H,12HMOV 35H,02HMOV 36H,13HSETB 。啟動(dòng)設(shè)置寫(xiě)保護(hù)寄存器MOV