【文章內容簡介】 成和特點、單片機時鐘、顯示模塊的構建與運用、電源電路的設計制作。基本上是完成了作為單片機所需的硬件結構。同時也顯示了對軟件支持的強烈要求。4 數(shù)字式時鐘的軟件設計 系統(tǒng)軟件設計內容本設計的軟件程序包括主程序、中斷子程序、時鐘顯示程序以及延時子程序等。該設計有三個彈性小按鍵組成的小鍵盤，這些鍵盤可以修改時鐘的顯示狀態(tài)。按功能移位鍵一次，表示當前要校對的是 “秒”位；按兩次，表示當前校對的是“分”位；按三下，表示當前要校對的是“時”位；而當移位功能正在調整時，可以使用“+”鍵、“”鍵對當前校對位的數(shù)字進行增加1或者減去1運算。系統(tǒng)軟件采用C語言編寫。時鐘的最小計時單位是秒，但是使用定時器的方式1，最大的定時時間也只能達到131ms。我們可以把定時器的設定時間定為50ms。這樣，計數(shù)溢出20次即可得到時鐘的最小計時單位：秒。而計時20次可以用軟件實現(xiàn)。秒計時是采用中斷方式進行溢出次數(shù)的累積，記滿20次，即可得到秒計時。從秒到分，分到時都是通過軟件累加并進行比較的方法來實現(xiàn)的。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內容加1；“秒”單元滿60，則“分”單元中的內容加1；“分”單元滿60，則“時”單元中的內容加1；“時”單元滿24，同時將時、分、秒的內容全部清零；依此類推，實時時鐘程序設計步驟：（1）選擇工作方式，計算初值；（2）采用中斷方式進行溢出次數(shù)累計；（3）從秒—分—時是通過累加和數(shù)值比較實現(xiàn)的；（4）時鐘顯示緩沖區(qū)：時鐘時間在LCD液晶顯示器上進行顯示，為此在內部RAM中要設置顯示緩沖區(qū)，共6個地址單元。顯示緩沖區(qū)從左到右依次存放時、分、秒數(shù)值；（5）主程序：主要進行定時器/計數(shù)器的初始化編程，然后反復調用顯示子程序的方法等待中斷的到來；（6）中斷服務程序：進行計時操作；（7）加1子程序：用于完成對時、分、秒等的加操作，中斷服務程序在秒、分、時等加1時調用加1子程序。（8）減1子程序：用于完成對時、分、秒等的減操作，中斷服務程序在秒、分、時等減1時調用減1子程序主程序主要有main（）組成通過對相關子程序的調用，實現(xiàn)對時間的設置與修改、LCD顯示等主要功能。相關的調整是靠對功能鍵的判斷來實現(xiàn)的。我們用流程框圖來表示，如下圖41所示：圖41 主程序流程主程序段如下：includeincludedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit lcdrs=P3^5。 //數(shù)據(jù)/命令選擇端sbit lcdrw=P3^6。 //讀/寫選擇端sbit lcded=P3^7。 //液晶使能端sbit s1=P2^5。 //功能鍵sbit s2=P2^6。 //數(shù)字加1鍵sbit s3=P2^7。 //數(shù)字減1鍵uchar num,tt,i,j。uchar keycount。char shi,fen,miao。 uint nian,yue,ri。 main() //主函數(shù){ init()。//初始化 while(1) { keysanf()。 //讀鍵 }}void init()//初始化函數(shù){ shi=12。 fen=0。 miao=0。//起始時間為12:00:00 nian=2012。 yue=5。 ri=28。 keycount=0。//按鍵標志清零 P1=0x0f。//按鍵接口高電平 TMOD=0x01。//計時器初始化 tt=0。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 TR0=1。//開定時器 EA=1。//開中斷 ET0=1。 //開定時器中斷 lcdrw=0。 lcded=0。 write_(0x38)。//顯示器初始化 write_(0x0c)。//開顯示,關光標,關光標閃爍 write_(0x06)。//讀寫字符后地址加一 write_(0x01)。//清屏 write_nyr(nian,yue,ri)。 write_sfm(shi,fen,miao)。}時鐘的修改首先要按功能鍵并停止時間的輸出顯示，否則系統(tǒng)繼續(xù)刷新時間則無法修改，所以時間是不輸出到LCD的。修改的部分以修改的為準，沒有修改的通過中斷保護起來，等修改成功后繼續(xù)顯示。主要流程圖如圖42所示。時鐘修改程序中，首先將時鐘年份單元設為顯示首地址，然后，以年份，月份，日期，時，分，秒為順序進行相對應的修改。而年份，月份，日期，時，分，秒的功能子程序都相同，所以我們就以秒位功能修改子程序為例，如下：if(s1==0) //功能鍵被按下{ delay(5)。 if(s1==0) { while(!s1)。 keycount++ 。 } } if(keycount==1) //秒位調整 { TR0=0。//計時器關 時間停止走動 write_(0x80+0x40+10)。//光標移到秒位上 write_(0x0d)。//光標閃爍 }而在時間修改功能中，我們要用到1個數(shù)字加減的問題，加1和減1的程序大體相同，故我們以加1程序為例，把它作為一個子程序，流程方框圖如43所示。通過判斷功能鍵的狀態(tài)，也就是紀錄值來確定，然后在相應位上進行數(shù)字的增減，由于年份，月份，日期，時，分，秒的加1，減1程序類似，我們就以秒位修改程序為例。if(s2==0) //加1鍵 { delay(5)。 if(s2==0) { while(!s2)。 miao++。 if(miao==60) { miao=0。 } } write_(0x0c)。//光標停止閃爍 write_sfm(shi,fen,miao)。//將調解后是時間顯示 write_(0x80+0x40+12)。//光標再次移到秒位 write_(0x0d)。//光標繼續(xù)閃爍 } if(s3==0) //減1鍵 { delay(5)。 if(s3==0) { while(!s3)。 miao。 if(miao==1) { miao=59。 } } write_(0x0c)。 write_sfm(shi,fen,miao)。 write_(0x80+0x40+12)。 write_(0x0d)。 }MCS51系列單片機有5個中斷源，中斷分為2個中斷優(yōu)先級，即高優(yōu)先級和低優(yōu)先級，每個中斷源的優(yōu)先級都可以有軟件來設定。 中斷地址表5個中斷源入口地址外部中斷0（/INT0）0003HT0溢出中斷000BH外部中斷1（/INT1）0013HT1溢出中斷001BH串口中斷0023Hvoid time0()interrupt 1 //中斷程序{ TH0=(6553645872)/256。 TL0=(6553645872)%256。 tt++。 if(tt==20) { tt=0。}}圖42 功能鍵子程序流程框 LCD顯示子程序LCD顯示子程序可對1602液晶上面的字符進行設置和時間的修改，程序如下：uchar code table2[]= 。 //顯示空格void delay(uint s) //延時函數(shù){ uchar a, b。 for(a=0。as。a++) for(b=0。b110。b++)。}void write_(uchar ) //寫命令函數(shù){ lcdrs=0。 //選擇寫命令方式 lcdrw=0。 P1=。 delay(6)。 lcded=1。 //開啟使能端 delay(6)。 lcded=0。}void write_date(uchar date) //寫數(shù)據(jù)函數(shù){ lcdrs=1。 //選擇寫數(shù)據(jù)方式 lcdrw=0。 P1=date。 delay(6)。 lcded=1。 //開啟使能端 delay(6)。 lcded=0。}void write_nyr(uint nian,uint yue,uint ri){void write_sfm(uchar shi,uchar fen,uchar miao){ uchar shi,ge。 shi=date/10。//分解一個2位數(shù)的十位和個位 ge=date%10。 LCD_Write_Cmd(one+add)。//設置顯示位置 LCD_Write_Data(0x30+shi)。//送去液晶顯示十位 LCD_Write_Data(0x30+ge)。 //送去液晶顯示個位write_(0x80+0x40)。 //第二行輸入TIME字符 write_(0x80+0x40+4)。//從第二行第四位開始寫時冒號分冒號秒 write_date(shi/10+0x30)。//時 的十位 數(shù)字的代碼為代碼加0X30 write_date(shi%10+0x30)。//時個位 write_date(0x3a)。//冒號的字符代碼為3a write_date(fen/10+0x30)。 //分 write_date(fen%10+0x30)。 write_date(0x3a)。 write_date(miao/10+0x30)。 //秒 write_date(miao%10+0x30)。 write_(0x80+0x40+13)。 for(i=0。i2。i++) { write_date(table2[i])。 //輸入空格 } } 本章小結本章介紹了本設計的軟件設計，所有的功能在流程圖里清晰的表現(xiàn)力出來，包括主程序流程圖、時鐘及鬧鐘修改流程圖等，并附有相關程序的主要部分。在軟件的設計中模塊化設計很重要，顯示很直觀不會發(fā)生混亂現(xiàn)象，容易上手。5 數(shù)字式時鐘的Protues軟件仿真 Protues軟件的概述Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR和MPLAB等多種編譯。 Protues軟件的功能特點Protues軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是： （1）原理布圖 （2）PCB自動或人工布線 （3）SPICE電路仿真　 革命性的特點： （1）互動的電路仿真。用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 （2）仿真處理器及其外圍電路。可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Protues建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境。 Protues軟件具有4大功能模塊（1）智能原理圖設計（ISIS）豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件。智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件。智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間。支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰?？奢敵龈哔|量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。（2）完善的電路仿真功能（Prospice）ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標準SPICE3F5，實現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；超過27000個仿真器件：可以通過內部原型或使用廠家的SPICE文件自行設計仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導入第三方發(fā)布的仿真器件。多樣的激勵源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號、單頻FM、數(shù)字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入。豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計/計數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器等。生動的仿真顯示：用色點顯示引腳的數(shù)字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結合動態(tài)器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動。 高級圖形仿真功能（ASF）：基于圖標的分析可以精確分析電路的多項