【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ②軟件削抖的基本原理是當(dāng)檢測(cè)出鍵盤(pán)閉合時(shí)先執(zhí)行一個(gè)延時(shí)子程序產(chǎn)生數(shù)毫秒的延時(shí)待接通時(shí)的前沿抖動(dòng)消失后再判別是否有健按下當(dāng)按鍵釋放時(shí)也要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒延時(shí)待后沿抖動(dòng)消失后再判別鍵是否釋放 ③由于應(yīng)用硬件削抖還需要外加器件成本相對(duì)較高所以本系統(tǒng)選擇軟件延時(shí)削抖的方法 326 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)器 基于 AT89C52單片機(jī)具有 8KB的程序存儲(chǔ)器 ROM256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM由于考慮到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)所需的容量現(xiàn)在需要擴(kuò)充存儲(chǔ)器的容量在應(yīng)用中要保存一些參數(shù)和狀態(tài)據(jù) 了解基于 EEPROM 的存儲(chǔ)芯片是一種很好的選擇我們選定了 AT24C128 存儲(chǔ)器電路圖見(jiàn)圖 38 圖 38 外圍擴(kuò)充存儲(chǔ)電路圖 327 時(shí)鐘芯片選擇與簡(jiǎn)介 因?yàn)榇讼到y(tǒng)需要記錄測(cè)量發(fā)生的時(shí)間所以需要時(shí)鐘芯片來(lái)記錄不同人在不同時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)因此我們?cè)谙到y(tǒng)中加入了時(shí)鐘芯片對(duì)時(shí)鐘芯片的要求首先是低功耗其次是編程簡(jiǎn)單縮短程序開(kāi)發(fā)時(shí)間實(shí)際上也就縮短了系統(tǒng)用于實(shí)際生產(chǎn)所用的開(kāi)發(fā)周期以及成本在本系統(tǒng)我們選擇了 DS1302 時(shí)鐘芯片 ⑴我們時(shí)鐘電路選擇的芯片是 DS1302 其內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷 和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)通信而通信時(shí)僅需要 3個(gè)口線(xiàn) 1RES復(fù)位 2IO數(shù)據(jù)線(xiàn) 3SCLK 串行時(shí)鐘時(shí)鐘 RAM 的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá) 31 字節(jié)的字符組方式通信其工作時(shí)功耗很低廣泛應(yīng)用于電話(huà)傳真便攜式儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域 ⑵ DS1302 主要性能有時(shí)實(shí)時(shí)鐘能計(jì)算 2100 年之前的秒分時(shí)日日期星期月年的能力還有閏年的調(diào)整能力讀寫(xiě)時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)有單字節(jié)和多字節(jié)傳送兩種方式與 DS1202TTL 兼容 ⑶ DS1302 引腳概述 X1X2 振蕩源外接 32768KHZ 晶振 SCLK 串行時(shí)鐘輸入端 ⑷ 日歷時(shí)鐘寄存器與控制 字對(duì)照表日歷時(shí)鐘寄存器命令字取值范圍以及各位內(nèi)容對(duì)照表見(jiàn)表 34 表 34 時(shí)鐘控制字對(duì)照表 寄存器名 命令字 取值 范圍 各位內(nèi)容 寫(xiě)操作 讀操作 7 6 5 4 3～ 0 秒寄存器 80H 81H 00～ 59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 00～ 59 0 10MIN MIN 時(shí)寄存器 84H 85H 01～ 12 00～ 23 1224 0 10AP HR HR 日寄存器 86H 87H 01～ 28293031 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 01～ 12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01～ 07 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 01～ 99 10YEAR YEAR 寫(xiě)保護(hù)寄存器 8EH 8FH WP 0 0 0 0 慢充電寄存器 90H 91H TCS TCS TCS TCS DS DS RS RS 時(shí) 鐘 突 發(fā) 寄 存 器 BEH BFH ⑸ DS1302 數(shù)據(jù)輸入輸出時(shí)序 數(shù)據(jù)輸入是在輸入寫(xiě)命令字的 8個(gè) SCLK周期之后在接下來(lái)的 8個(gè) SCLK周期中的每個(gè)脈沖的上升沿輸入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)從 0 位開(kāi)始如果有額外的 SCLK 周期它們將被忽略 數(shù)據(jù)輸出是在輸出命令字的 8個(gè) SCLK周期之后在接下來(lái)的 8個(gè) SCLK周期中的每個(gè)脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)從 0 位開(kāi)始需要注意的是第一個(gè)數(shù)據(jù)位在命令字節(jié)的最后一位之后的第一個(gè)下降沿被輸出只要 RST 保持高電平如果有額外的 SCLK 周期將重新發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)即多字節(jié)傳送其電路圖見(jiàn)圖 39 圖 39 時(shí)鐘電路圖 328 上拉電阻 在主電路圖中接在 P0 口處有一個(gè)排阻 RP1 由于 P0 口沒(méi)有內(nèi)接上拉電 阻為了為 P0口外接線(xiàn)路有確定的高電平所以要接上排阻 RP1以確保有 P0口有穩(wěn)定的電平電路連接圖見(jiàn)圖 310 圖 311 上拉電阻電路圖 329 液晶顯示器簡(jiǎn)介 對(duì)于本系統(tǒng)要有顯示裝置完成顯示功能顯示器最好能夠顯示數(shù)據(jù)圖形考慮到同種 LCD 顯示器的屏幕越大體積越大功耗越大的特點(diǎn)在同類(lèi)產(chǎn)品中選用了AMPIRE128X64 液晶顯示模塊該型號(hào)顯示器消耗電量比較低可以滿(mǎn)足系統(tǒng)要求該類(lèi)液晶顯示模塊采用動(dòng)態(tài)的液晶驅(qū)動(dòng)可用 5V 供電 1． AMPIRE128X64 液晶模塊引腳說(shuō)明 AMPIRE128X64 液晶共有 22 個(gè)引腳其引腳說(shuō)明如表 35 所示 表 35 液晶引腳說(shuō)明圖 管腳名稱(chēng) 管 腳 定 義 CSA 片選 1 CSB 片選 2 VSS 數(shù)字地 VDD 邏輯電源 5V V0 對(duì)比度調(diào)節(jié) RS 指令數(shù)據(jù)通道 RW 讀寫(xiě)選擇 E 使能選擇 DB0DB7 數(shù)據(jù)線(xiàn) CS1 片選 1 CS2 片選 2 RES 復(fù)位信號(hào) VEE 液晶驅(qū)動(dòng)電源 LED LED 背光正電源 LED LED 接地端 表 35 AMPIRE128X64 液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式它與單片機(jī)的接口方法分為直接訪(fǎng)問(wèn)方式和間接控制方式 直接訪(fǎng)問(wèn)方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或 IO 設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線(xiàn)上單片機(jī)以訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器或 IO 設(shè)備的方式操作液晶顯示模塊的工作間接控制方式則不使用單片機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)而是利用它的 I／ 0 口來(lái)實(shí)現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線(xiàn)與單片機(jī)的 Pl 口連接作為數(shù)據(jù)總線(xiàn)另外三根時(shí)序控制信號(hào)線(xiàn)通常利用單片機(jī)的 P3口中未被使用的 I／ O口來(lái)控制這種訪(fǎng)問(wèn)方式不占用存儲(chǔ)器 空間它的接口電路與時(shí)序無(wú)關(guān)其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)采用間接控制方式 液晶顯示工作原理介紹 以下為液晶顯示電路接線(xiàn)原理圖見(jiàn)圖 312 圖 312 液晶電路圖 2 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)有點(diǎn) 顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度恒定發(fā)光而不像陰極射線(xiàn)管顯示器 CRT 那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)因此液晶顯示器畫(huà)質(zhì)高且不會(huì)閃爍 數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠操作更加方便 體積小重量輕液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕的多 功耗低相對(duì)而言液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng) IC 上因而耗電量比其他顯示器要少的多 3 LCD 按其顯示方式通?？梢苑譃閿嗍近c(diǎn)字符式點(diǎn)陣式等還有黑白多灰度彩色顯示等液晶顯示原理是利用液晶的物理特性通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制有電就顯示黑色這樣就可以顯示出圖形針對(duì)于本系統(tǒng)要顯示漢字字母數(shù)字等以及其在一個(gè)界面同時(shí)要顯示的字?jǐn)?shù)本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運(yùn)行結(jié)果我們最終選擇 AMPIRE128x64 型號(hào)的 LCD ⑵ 字符顯示字符顯示比較復(fù)雜一個(gè)字符由 16x8 點(diǎn)陣組成即要找到和顯示屏是某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的 RAM 區(qū)的字節(jié)再使不同的位置為 1 其他的為 0 為 1 的點(diǎn)亮為 0 的不亮這樣就顯示出一個(gè)字符 4 漢字顯示漢字顯示和字符顯示的原理差不多就是一個(gè)漢字一般采用圖形方式事先從微機(jī)中用字模軟件提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼每個(gè)漢字占 32B 為為兩部分各 16B根據(jù)在 LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)就可以找出顯示 RAM的對(duì)應(yīng)地址送上漢字要顯示的第一字節(jié)以此類(lèi)推最后送完 32B 這樣漢字就顯示出來(lái)了 系統(tǒng)的液晶顯示字體和字母的顯示 就是按照上述的原理顯示的點(diǎn)陣碼是用字模軟件在相同的設(shè)置區(qū)域找出的然后把提取的點(diǎn)陣碼放入編寫(xiě)的 LCD 軟件程序里 5 陣碼獲取過(guò)程簡(jiǎn)介首先打開(kāi) 軟件然后 因?yàn)闈h 字占 32B 所以設(shè)置其為 高度和寬度16x16 取模方式選擇 在文字輸入?yún)^(qū)輸入漢字在點(diǎn)陣區(qū)生成點(diǎn)陣碼例如在文字輸入?yún)^(qū)輸入歡字其點(diǎn)陣碼生成如下 3210 報(bào)警電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中一般的工作狀態(tài)可以通過(guò)指示燈或數(shù)碼顯示來(lái)指示供操作人員參 考了解系統(tǒng)的工作狀況但對(duì)于某些緊急狀態(tài)比如系統(tǒng)檢測(cè)到的錯(cuò)誤狀態(tài)等為了使操作人員不至于忽視及時(shí)采取措施往往還需要有某種更能引人注意提起警覺(jué)的報(bào)警信號(hào)這種報(bào)警信號(hào)通常有三種類(lèi)型一是閃光報(bào)警因?yàn)殚W動(dòng)的指示燈更能提醒人們注意二是鳴音報(bào)警發(fā)出特定的音響作用于人的聽(tīng)覺(jué)器官易于引起和加強(qiáng)警覺(jué)三是語(yǔ)音報(bào)警不僅能起到報(bào)警作用還能直接給出警報(bào)種類(lèi)的信息其中前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單軟件編程方便常常在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用而語(yǔ)音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直接但硬件成本高結(jié)構(gòu)較復(fù)雜軟件量也增加單頻音報(bào)警 實(shí)現(xiàn)單頻音報(bào)警的接口電路比較 簡(jiǎn)單其發(fā)音元件通?？刹捎脡弘姺澍Q器當(dāng)在蜂鳴器兩引腳上加 3～ 15V直流工作電壓就能產(chǎn)生 3kHZ左右的蜂鳴振蕩音響壓電式蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耗電少更適于在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用壓電式蜂鳴器約需 10mA的驅(qū)動(dòng)電流可在某端口接上一只三極管和電阻組成的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)如圖所示在圖 2中 P10接三極管基極輸入端當(dāng) P10輸出高電平 1時(shí)三極管導(dǎo)通蜂鳴器的通電而發(fā)音當(dāng) P10 輸出低電平 0 時(shí)三極管截止蜂鳴器停止發(fā)音 圖 313 單頻音報(bào)警電路圖 基于本系統(tǒng)的需求和功耗要求只需要基本的報(bào)警功能即可我選擇采 用的是三極管驅(qū)動(dòng)的單音頻報(bào)警電路 以下為報(bào)警電路接線(xiàn)圖見(jiàn)圖 314 圖 314 報(bào)警電路圖 3211 硬件仿真環(huán)境介紹 Proteus ISIS 是英國(guó) Labcenter 公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件它運(yùn)行于 Windows 操作系統(tǒng)上可以仿真分析 SPICE 各種模擬器件和集成電路該軟件的特點(diǎn)是 ①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合具有模擬電路仿真數(shù)字電路仿真單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真 RS232動(dòng)態(tài)仿真 I2C調(diào)試器 SPI調(diào)試器鍵盤(pán)和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能有各 種虛擬儀器如示波器邏輯分析儀信號(hào)發(fā)生器等 ②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真目前支持的單片機(jī)類(lèi)型有 68000 系列 8051 系列 AVR 系列 PIC12 系列 PIC16 系列 PIC18 系列 Z80 系列 HC11 系列以及各種外圍芯片 ③提供軟件調(diào)試功能在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速單步設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能同時(shí)可以觀察各個(gè)變量寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)因此在該軟件仿真系統(tǒng)中也必須具有這些功能同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境如 Keil C51 uVision2 等軟件 ④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能總之該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件功 能極其強(qiáng)大本章介紹 Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作 圖 315 ISIS 6 Professional 圖標(biāo) 進(jìn)入 Proteus ISIS 雙擊桌面上的 ISIS 6 Professional 圖標(biāo)見(jiàn)圖 315 或者單擊屏幕左下方的開(kāi)始→程序→ Proteus 6 Professional → ISIS 6 Professional 出現(xiàn)如圖 315 所示屏幕表明進(jìn)入 Proteus ISIS