【文章內(nèi)容簡介】 V 電壓值的輸出。圖中二極管 D2 為了防止反接 ,C12 用以抵消輸入端較長接線感應(yīng) ,防止產(chǎn)生自激震蕩。 C10 為了瞬時增減負載電流時不致引起輸出端有較大的波動 ,C C12 一般可以選 ~1 微法之間。 電源電路模塊圖 如圖 24 所示： 1KR1C1100u100pFC2GND2VOUT3VIN1U1LM7805C3330uFVCCDS1LED09VD1Diode 1N4007S1SWSPST123J1 圖 24 電源電路 167。 按鍵部分 該設(shè)計共用五個按鍵，現(xiàn)介紹各個按鍵功能： 按鍵 實現(xiàn)當調(diào)節(jié)時，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時間加一。 例如：當所調(diào)時間 在分位時， 按 一下此鍵側(cè)可增加一。 按鍵 實現(xiàn)當調(diào)節(jié)時，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時間減一。 例如：當所調(diào)時間在時位時， 按 一下此鍵側(cè)可減少一。 按鍵 實現(xiàn)當調(diào)節(jié)時，每 按 一下此鍵， 當時間處于定時或調(diào)時時， 則 10 可調(diào)節(jié)時間所處的位。例如：當時間處于秒位時， 按 下此鍵則所調(diào)時間位將跳至分 位。 按鍵 實現(xiàn)當 調(diào)節(jié)時，每 按 一下此鍵，當時間處于定時或調(diào)試時，側(cè) 可確定當時所定或是所調(diào)時間。例如：當定好時間， 按 下此鍵則表示定時完畢，定時器將執(zhí)行此定時。 按鍵 實現(xiàn)定時器的調(diào)時、定絕對時間、定相對時間之間的切換。例 如：當時間正常走時，按下此鍵，則進入調(diào)絕對時間，再次按下，側(cè)進入定絕對時間。 按鍵 模塊圖 如圖 25 所示： K1K2K3K4K5K2K3K4K5K1P10P11P12P13P14STC89C51 圖 25 按鍵接線圖 167。 時鐘芯片 本設(shè)計選用時鐘芯片 DS1302。 167。 1302 介紹 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,通過簡單的串行接口與單片機進行通信。實時時鐘 /日歷電路提供秒 分、時、日、日期、月 、年的信息， 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式 ， DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線 （ 1） RES（復(fù)位），（ 2） I/O（數(shù)據(jù)線），（ 3） SCLK（串行時鐘）。時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達 31 個字節(jié)的字符組方 式通信。DS1302 工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。 DS1302 是由 DS1202 改進而來，增加了以下的特性：雙電源管腳用于 11 主電源和備份電源供應(yīng)， Vcc1 為可編程涓流充電電源，附加七個字節(jié)存儲器。它廣泛應(yīng)用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。下面將主要 的性能指標 做 一綜合 ： 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 外 還有閏年調(diào)整的能力 。 31 8 位暫存數(shù)據(jù)存儲 RAM ； 串行 I/O 口方式使得管腳數(shù)量最少 ； 寬范圍工作電壓 ； 工作電流 時 ,小于 300nA； 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 )； 8 腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝（根據(jù)表面裝配） ； 簡單 3 線接口 ； 與 TTL 兼容（ VCC=5V )； 可選工業(yè)級溫度范圍： 40 +85； 與 DS1202 兼容 ； 在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特性 ； —— 對 VCC1 有可選的涓流充電能力 ； —— 雙電源管用于主電源和備份電源供應(yīng) ； —— 備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入 ； —— 附加的 7 字節(jié)暫存存儲器 。 DS1302 的管腳排列及描述如下 ： X1， X2 —— 晶振管腳 GND —— 地 RST —— 復(fù)位腳 I/O —— 數(shù)據(jù)輸入、輸出引腳 SCLK —— 串行時鐘 VCC1,VCC2 —— 電源供電管腳 167。 DS1302 應(yīng)用 DS18B20 應(yīng)用簡單。只需 3 根線即可。芯片接線圖 如圖 26 所示 。 12 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U3DS13021 2Y2XTALVCC1BatteryP24P17P25 圖 26 時鐘芯片接線圖 167。 液晶 顯示部分 常用的顯示元器件有 LED 數(shù)碼管、 LCD 液晶屏。由于本設(shè)計顯示內(nèi)容較多，既有數(shù)字，又有英文字母，還有漢字，同時還有特殊圖畫。而在應(yīng)用簡便的前提下， LED 數(shù)碼管功能不能實現(xiàn)要求 ，因此，本設(shè)計選擇了 LCD液晶屏顯示。常用液晶屏有兩行顯示的 1602/1620，多行（ 4 行）顯示的 12864等型號。鑒于設(shè)計需要和手頭資料的限制，選擇了 TS1620 的 LCD 液晶顯示屏。 167。 LCDTS1620 介紹 圖 27 TS1620 實物圖 表 21 TS1620 管腳說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O 13 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 表 22 TS1620 操作說明 時序參數(shù) 符號 極限值 單位 測試條件 最小值 典型值 最大值 E 信號周期 Tc 400 ns 引腳 E E 脈沖寬度 Tw 150 ns E 上升沿 /下降沿時間 Tr、 Tf 25 ns 地址建立時間 Tsp1 30 ns 引腳 E、 RS、R/W 地址保持時間 Thd1 10 ns 地址建立時間 Td 100 ns 引腳DB0~DB7 地址保持時間 Td2 20 ns 地址建立時間 Esd2 40 ns 地址保持時間 Thd2 10 ns TS1620 主要引腳的功能： RS 寄存器選擇控制線 ； 當 RS=0 時，可以寫入指令寄存器，當 RS=1 時，可以寫入數(shù)據(jù)寄存器； R/W 讀寫控制線 ； 當 R/W=0 時， LCD 執(zhí)行寫入的動作，當 R/W=1 時， LCD 執(zhí)行讀取的動作； EN 啟用控制線 ； 高電平動作。高電平時 LCD 動作啟用有效 ； D0D7 雙向的數(shù)據(jù)總線 ； 采用八位的數(shù)據(jù)讀寫方 式，用單片機的 P0 口進行傳送。 167。 LCDTS1620 應(yīng)用 TS1620 應(yīng)用相對比較簡單，其接線如圖 28 所 示 。 14 VCCVCC1KR3VDD1VL2RS3R/W4EN5D06D17D28D39D410D511D612D713BL+14BL15VSS0U3TS1620P20P21P22P00P01P02P03P04P05P06P07 圖 28 TS1620 接線圖 167。 蜂鳴器部分 本設(shè)計采用揚聲器報警，當定時時間到時，蜂鳴器發(fā)出聲響。蜂鳴器接線如圖 29 所 示 。 LS1Bell1KR41KR5D2DiodeVCCQ12N3906P23 圖 29 蜂鳴器接線圖 167。 PCB 系統(tǒng)設(shè)計 印制電路板的設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù)，實現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功 15 能。印刷電路板的設(shè)計主要指版圖設(shè)計，需要考慮外部連接的布局、內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護、熱耗散等各種因 素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計可以用手工實現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計需要借助計算機輔助設(shè)計（ CAD）實現(xiàn)。 1. 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。 這一步主要設(shè)定自動布參數(shù)、自動布線參數(shù)、板面參數(shù)等。 2. PCB 板尺寸設(shè)計。 在禁止布線層上，沿設(shè)計的 PCB 邊畫邊框線，即指定自動布局的范圍。這一步為自動布局打基礎(chǔ)。同時，在上層板面（即元器件面）沿禁止布線層的邊框圖線放置銅線，這是 PCB 板最后成型所必須的。 3. PCB 辦元器件布局。 布局就是根據(jù)原理圖上元器件之間的連接關(guān)系，并考慮電磁兼容性以及元器 件的安裝空間和散熱等，總是將元器件放置在 PCB 電路板上適當?shù)奈恢?。布局的好壞直接影?PCB 板的電氣性能和布局的功能，是 PCB 板設(shè)計過程中最費時、最繁瑣的。布局工作需要耐心、細致。盡管系統(tǒng)提供了自動布局的功能，但是一般而言都需要手工調(diào)整。 手工布局，首先載入 SCH 生成的網(wǎng)絡(luò)表，通過手工移動元器件 PCB 板上的排列位置實現(xiàn)布局。移動元器件是最好打開網(wǎng)絡(luò)連接顯示，這樣就能觀察到相鄰元器件連線的疏密。 自動布局， PCB 系統(tǒng)環(huán)境提供自動布局功能完成元器件放置，但在細節(jié)處最好使用手工調(diào)整。布局時要求相互間連線多的元器件應(yīng) 該就近放置；相互間可能造成干擾的元器件應(yīng)遠離：功率器件應(yīng)考慮散熱空間。 自動布線。 布線就是在元器件引腳之間放置覆銅連線的過程，這一過程可以通過手工完成，也可以自動進行。 由于該 統(tǒng)提供了強大的自動布線功能，建議使用該功能自動布線。在進行自動布線之前，設(shè)計人員必須先設(shè)計好布線參數(shù)，定義布線規(guī)則。如果不適當，可能會導(dǎo)致自動布線失敗，即布線的成功率不高，所以這一步要特別注意。 4. 設(shè)計規(guī)則檢查 DRC。 啟動設(shè)計規(guī)則檢查 DRC，這一步利用 PCB 提供的 DRC 功能對完成布線 16 的 PCB 板進行檢查，這一步由軟件自動完成。檢查的結(jié)果 輸出在報告文件*.rep 中， PCB 軟件將出錯處在 PCB 圖上顯示出來，為檢查、修改提供方便。 5. 板面字符調(diào)整。 為了使設(shè)計的 PCB 板美觀，并且安裝焊接元器件方便，應(yīng)將元器件的名稱。設(shè)計值的字符參數(shù)移至元器件框外。大小合適且字符不想重疊。 將經(jīng)過 DRC 檢查無誤，且版面字符調(diào)整好的 PCB 設(shè)計圖存盤、輸出、制版。 印刷板電路設(shè)計完成以后，整個電路板的設(shè)計項目就基本完成。存檔以便進行后期的修改及完善。 17 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀按鍵程序、液晶顯示程序、萬年歷讀寫程序及蜂鳴器鳴響程序等 。 167。 軟件總體結(jié)構(gòu) 開 始初 始 化顯 示調(diào) 、 定 時定 時 結(jié) 束蜂 鳴 器 響NY 圖 31 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)初始化：包括單片機 I/O 口工作模式設(shè)置，顯示緩沖區(qū)初始化等； 掃描按鍵：單片機判斷是否有選擇鍵按下。若有鍵按下，則判斷按鍵序號，并完成相應(yīng)調(diào)節(jié)或定時間的操作； 讀取時間 并顯示 ：單片機從時鐘芯片讀取時間 ， 送液晶顯示器 TS1620顯示。 18 167。 各部分軟件介紹 167。 讀鍵程序 讀鍵程序放在定時器中， 50ms 掃描一次鍵盤，程序具有去抖功能，避免了外部因干擾信號而引起的誤動作。 其讀鍵程序 流成圖如 圖 32 所示 。 開 始按 鍵 K 5按 鍵 K 4按 鍵 K 3按 鍵 K 1 按 鍵 K 4按 鍵 K 4定 時 結(jié) 束返 回YN 圖 32 按鍵程序流程圖 定時器按鍵的工作流程，首先判斷按鍵 K5 是否按下， 倘若不按下則不進行調(diào)定時。 倘若按下則進入定調(diào)時狀態(tài) ，按一下則進入調(diào)時狀態(tài)，按兩下則進入絕對定時狀態(tài)，按三下則進入相對定時狀態(tài)。之后判斷按鍵 K4 是否按下，按下則表示確定了當前狀態(tài)，之后判斷按鍵 K3 是否按下，按下則表 19 示選擇所調(diào)時間位，之后判斷 K1 或 K2， K1 按下則表示增加時間， K2 按下則表示減少時間。最后判斷按鍵 K4 是否按下來，倘若沒按下，則可繼續(xù)進行 定調(diào) 時。 倘若下則表示定調(diào)試結(jié)束， 定時器進入定時狀態(tài)，執(zhí)行定時功能。 各按鍵功能具體說明 ： 按鍵 K1： 當調(diào)節(jié)時，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時間加一。例如：當所調(diào)時間在分位時， 按 一下此鍵側(cè)可增加一。 按鍵 K2： 當調(diào)節(jié)時，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時間減一。例如：當所調(diào)時間在時位時， 按 一下此鍵側(cè)可減少一。 按鍵 K3： 當調(diào)節(jié)時，每 按 一下此鍵，當時間處于定時或調(diào)時時，則可調(diào)節(jié)時間所處