【文章內(nèi)容簡介】 ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 PSEN——程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN信號。 EA/VPP——外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序 存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 顯示模塊 1． LED 顯示 LED 顯示器具有功耗低，接口控制方便等優(yōu)點，而且模塊的接口信號和操作指令具有廣泛的兼容性，并能直接與單片機接口，可方便地實現(xiàn)各種不同的操作，在各類測量及控制儀表中被廣泛的應(yīng)用。當在 LED 上顯示漢字時，應(yīng)先取得漢字的點陣構(gòu)成數(shù)據(jù)，然后將其寫入顯示存儲器中進行顯示。 旋轉(zhuǎn) LED 顯示 器是一種通過同步控制發(fā)光二極位置和點亮狀態(tài)來實現(xiàn)圖文顯示的新型顯示器，其結(jié)構(gòu)新穎，成本低廉，可視角度達 360176。 Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 8— 本設(shè)計采用 20 個并排發(fā)光的貼片二極管，利用人眼的“視覺暫留效應(yīng)”顯示刻度及指針。 SMD LED 即為 表面貼片發(fā)光 二極管 ，它是一種 固態(tài) 的 半導(dǎo)體 器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED 的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被 環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要 是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個 PN 結(jié)。當電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。 顯示模塊如圖 7 所示。 圖 7 顯示模塊原理圖 2． 時鐘芯片的選用 本設(shè)計采用時鐘芯片 DS1302，可以準確的顯示北京時間。 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM。 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運 行。 DS1302 由 Vcc1或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302供電。當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST 是復(fù)位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302進行操作。 主要性能指標： 實時時鐘具有能計算 2100 年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。 31 8 位暫存數(shù)據(jù)存儲 RAM。 I/O 串行口方式使得管腳數(shù)量最少。 工作電壓范圍： ～ 。 工作電流： 時，小于 300mA。 Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 9— 讀 /寫時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時，有兩種傳送方式：單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送 (字符組方式 )。 控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存 取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM數(shù)據(jù) ； 位 5 至位 1 指示操作單元的地址 ； 最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 DS1302 的管腳排列及描述如圖 8 所示。 圖 8 DS3102 管腳圖 DS1302 引腳描述如表 1 所示。 表 1 管腳描述 引腳 說明 X1,X2 GND RST I/O SCLK Vcc1,Vcc2 晶振管腳 地 復(fù)位腳 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 串行時鐘 電源供電管腳 時鐘芯片工作原理圖如圖 9 所示： 圖 9 DS1302 工作原理圖 Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 10— 2 PCB 制板設(shè)計與制作 PCB 板的設(shè)計 軟件介紹 在本設(shè)計中使用的是 protel DXP 2021 進行 PCB 板的設(shè)計。 Protel 系列軟件是 Altium 公司開發(fā)的一套用于電子電路設(shè)計的應(yīng)用軟件，它以先進的技術(shù)、豐富的功能以及方便的操作的的了廣大用戶的一致認可。 Protel DXP 2021 已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計工具，而是由多個模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是 SCH（原理圖）設(shè)計、 SCH 仿真、 PCB（印制電路板）設(shè)計、 Auto Router（自動布線器）和 FPGA 設(shè)計等，覆蓋了以 PCB為核心的整個物理設(shè)計。該軟件將項目管理方式、原理圖和 PCB 圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計、拓撲自動布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計提供了強大的支持。 元器件圖 旋轉(zhuǎn)時鐘的 PCB 圖如圖 10。 圖 10 PCB 圖 旋轉(zhuǎn)時鐘的 PCB 器件圖如圖 11。 圖 11 PCB 器件圖 硬件的焊接與檢查 PCB 板的硬件焊接 在焊制過程中有很多困難和問題需要注意，首先就是貼片單片機（ STC89C52）的焊制，貼片的元器件應(yīng)該首先焊，不能等到其它器件都焊完再焊，最后焊 的時候會將周圍的幾個器件都拆卸下來，這樣不僅是很麻煩的，Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 11— 而且有的器件多次拆裝很容易燒壞。 無線供電電路板的硬件焊接 無線供電電路板的焊制也很重要。本設(shè)計的這一部分沒有制作 PCB 板，使用的是萬能板，這就需要在板子背面自行連接。第一次焊接，振蕩電路沒有導(dǎo)通，連電機都沒有轉(zhuǎn)。經(jīng)過反復(fù)三次審改最后終于成功實現(xiàn)了無限供電。這三次錯誤經(jīng)驗總結(jié)如下： 1． 電源正負極接反，電機沒有轉(zhuǎn)，指示燈也沒有亮，無線供電沒能實現(xiàn)。 2． 二極管正負極接反，電機轉(zhuǎn)，但沒能產(chǎn)生振蕩電路。在這次拆卸過程中，作為紅外發(fā)射的二極管由于過熱而燒 壞。只好再配一次元件。 3． 穩(wěn)壓三極管發(fā)射集和集電極接反，沒能產(chǎn)生振蕩電路。 總結(jié)這三個失誤后，最后將無線供電電路完成。 Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 12— 3 系統(tǒng)程序設(shè)計 系統(tǒng)程序介紹 匯編語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，是最接近機器碼的一種語言。其主要優(yōu)點是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的 CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級語言。其優(yōu)點是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計算機語言。缺點是占用資源較多，執(zhí)行效率沒有匯編高。 對于目前普遍使用的 RISC 架構(gòu)的 8bitMCU 來說， 其內(nèi)部 ROM、 RAM、STACK 等資源都有限，如果使用 C 語言編寫，一條 C 語言指令編譯后，會變成很多條機器碼，很容易出現(xiàn) ROM 空間不夠、堆棧 溢出等問題。而匯編語言，一條指令就對應(yīng)一個機器碼，每一步執(zhí)行什么 動作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。所以在單片機開發(fā)中，采用匯編語言比較好。 程序流程圖如圖 12 所示。 否 是 圖 12 程序流程圖 初始化 標志位=0 送碼表顯示 標志位置 0 等待 Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 13— 系統(tǒng)編程 STC89 系列單片機大部分都具有在系統(tǒng)可編程（ ISP）特性。 ISP 的好處是：省去購買通用編程器，單片機在用戶上即可下載 /燒錄用戶程序，而無需將單片機從以生產(chǎn)好的產(chǎn)品上拆下，再用通用編程器將程序代碼燒錄進單片機內(nèi)部。有些程序尚未定型的產(chǎn)品可以一邊生產(chǎn)，一邊完善，加快了產(chǎn)品進入市場的速度，減小了新產(chǎn)品由于軟件缺陷帶來的風(fēng)險。由于可以將程序直接下載進單片機看運行結(jié)果故也可以不用仿真器。 大部分 STC89 單片機在銷售給用戶之前已在單片機內(nèi)部固化有 ISP 系統(tǒng)引導(dǎo)程序，配合 PC 端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進單片機內(nèi)部，故無需編程器（速度比編程器快）。不要用通用編程器編程，否則有可能將單片機內(nèi)部已固化的 ISP 系統(tǒng)引導(dǎo)程序擦除 ,造成無法使用 STC 提供的 ISP 軟件下載用戶的程序代碼。 STC89C52RC/RD+系列單片機在系統(tǒng)編程中的應(yīng)用圖如圖 13 所示。 圖 13 STC89C52RC/RD+系列單片機在系統(tǒng)編程中的應(yīng)用 Xxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） — 14— 程序在線下載 在線下載基本步驟： 步驟 1：選擇所使用的單片機型號 ，如 STC89C58RD+， STC89LE516AD等 。 步驟 2：打開文件，要燒錄用戶程序，必須調(diào)入用戶的程序代碼 步驟 3：選擇串行口，你所使用的電腦串口，如串行口 1COM1，串行口2COM2，??有些新式筆記本電腦沒有 RS232 串行口，可買一條 USBRS232轉(zhuǎn)接器。 步驟 4：設(shè)置是否雙倍速，雙倍速選中 Double Speed 即可。有的系列單片機如 STC89C51RC/RD+可以反復(fù)設(shè)置雙倍速 /單倍速。 步驟 5：選擇“ Download/下載”按鈕下載用戶的程序進單片機內(nèi)部，可重復(fù)執(zhí)行 步驟 5。此 步驟也可選擇“ ReDownload/重復(fù)下載”按鈕。 下載時注意看提示，主要看是否要給單片機上電或復(fù)位，下載速度比一般