【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(zhǎng)接線感應(yīng) ,防止產(chǎn)生自激震蕩。 C10 為了瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不致引起輸出端有較大的波動(dòng) ,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(jì)共用五個(gè)按鍵，現(xiàn)介紹各個(gè)按鍵功能： 按鍵 實(shí)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時(shí)間加一。 例如：當(dāng)所調(diào)時(shí)間 在分位時(shí)， 按 一下此鍵側(cè)可增加一。 按鍵 實(shí)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時(shí)間減一。 例如：當(dāng)所調(diào)時(shí)間在時(shí)位時(shí)， 按 一下此鍵側(cè)可減少一。 按鍵 實(shí)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此鍵， 當(dāng)時(shí)間處于定時(shí)或調(diào)時(shí)時(shí)， 則 10 可調(diào)節(jié)時(shí)間所處的位。例如：當(dāng)時(shí)間處于秒位時(shí)， 按 下此鍵則所調(diào)時(shí)間位將跳至分 位。 按鍵 實(shí)現(xiàn)當(dāng) 調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此鍵，當(dāng)時(shí)間處于定時(shí)或調(diào)試時(shí)，側(cè) 可確定當(dāng)時(shí)所定或是所調(diào)時(shí)間。例如：當(dāng)定好時(shí)間， 按 下此鍵則表示定時(shí)完畢，定時(shí)器將執(zhí)行此定時(shí)。 按鍵 實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的調(diào)時(shí)、定絕對(duì)時(shí)間、定相對(duì)時(shí)間之間的切換。例 如：當(dāng)時(shí)間正常走時(shí)，按下此鍵，則進(jìn)入調(diào)絕對(duì)時(shí)間，再次按下，側(cè)進(jìn)入定絕對(duì)時(shí)間。 按鍵 模塊圖 如圖 25 所示： K1K2K3K4K5K2K3K4K5K1P10P11P12P13P14STC89C51 圖 25 按鍵接線圖 167。 時(shí)鐘芯片 本設(shè)計(jì)選用時(shí)鐘芯片 DS1302。 167。 1302 介紹 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片 ,內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM,通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒 分、時(shí)、日、日期、月 、年的信息， 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式 ， DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線 （ 1） RES（復(fù)位），（ 2） I/O（數(shù)據(jù)線），（ 3） SCLK（串行時(shí)鐘）。時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方 式通信。DS1302 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mW。 DS1302 是由 DS1202 改進(jìn)而來(lái)，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(gè)字節(jié)存儲(chǔ)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(biāo) 做 一綜合 ： 實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算 2100 年之前的秒、分、時(shí)、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(chǔ) 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(shí) ,小于 300nA； 讀 /寫(xiě)時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)，有兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?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(jiǎn)單 3 線接口 ； 與 TTL 兼容（ VCC=5V )； 可選工業(yè)級(jí)溫度范圍： 40 +85； 與 DS1202 兼容 ； 在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特性 ； —— 對(duì) 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(chǔ)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(shí)鐘 VCC1,VCC2 —— 電源供電管腳 167。 DS1302 應(yīng)用 DS18B20 應(yīng)用簡(jiǎn)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(shí)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(jì)顯示內(nèi)容較多，既有數(shù)字，又有英文字母，還有漢字，同時(shí)還有特殊圖畫(huà)。而在應(yīng)用簡(jiǎn)便的前提下， LED 數(shù)碼管功能不能實(shí)現(xiàn)要求 ，因此，本設(shè)計(jì)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(hào)。鑒于設(shè)計(jì)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(shí)物圖 表 21 TS1620 管腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)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(hào) 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(xiě)選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O 表 22 TS1620 操作說(shuō)明 時(shí)序參數(shù) 符號(hào) 極限值 單位 測(cè)試條件 最小值 典型值 最大值 E 信號(hào)周期 Tc 400 ns 引腳 E E 脈沖寬度 Tw 150 ns E 上升沿 /下降沿時(shí)間 Tr、 Tf 25 ns 地址建立時(shí)間 Tsp1 30 ns 引腳 E、 RS、R/W 地址保持時(shí)間 Thd1 10 ns 地址建立時(shí)間 Td 100 ns 引腳DB0~DB7 地址保持時(shí)間 Td2 20 ns 地址建立時(shí)間 Esd2 40 ns 地址保持時(shí)間 Thd2 10 ns TS1620 主要引腳的功能： RS 寄存器選擇控制線 ； 當(dāng) RS=0 時(shí)，可以寫(xiě)入指令寄存器，當(dāng) RS=1 時(shí)，可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器； R/W 讀寫(xiě)控制線 ； 當(dāng) R/W=0 時(shí)， LCD 執(zhí)行寫(xiě)入的動(dòng)作，當(dāng) R/W=1 時(shí)， LCD 執(zhí)行讀取的動(dòng)作； EN 啟用控制線 ； 高電平動(dòng)作。高電平時(shí) LCD 動(dòng)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(xiě)方 式，用單片機(jī)的 P0 口進(jìn)行傳送。 167。 LCDTS1620 應(yīng)用 TS1620 應(yīng)用相對(duì)比較簡(jiǎn)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(jì)采用揚(yáng)聲器報(bào)警，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，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(jì) 印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功 15 能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，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(hù)、熱耗散等各種因 素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計(jì)需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）實(shí)現(xiàn)。 1. 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。 這一步主要設(shè)定自動(dòng)布參數(shù)、自動(dòng)布線參數(shù)、板面參數(shù)等。 2. PCB 板尺寸設(shè)計(jì)。 在禁止布線層上，沿設(shè)計(jì)的 PCB 邊畫(huà)邊框線，即指定自動(dòng)布局的范圍。這一步為自動(dòng)布局打基礎(chǔ)。同時(shí)，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(dāng)?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(jì)過(guò)程中最費(fèi)時(shí)、最繁瑣的。布局工作需要耐心、細(xì)致。盡管系統(tǒng)提供了自動(dòng)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(guò)手工移動(dòng)元器件 PCB 板上的排列位置實(shí)現(xiàn)布局。移動(dòng)元器件是最好打開(kāi)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(dòng)布局， PCB 系統(tǒng)環(huán)境提供自動(dòng)布局功能完成元器件放置，但在細(xì)節(jié)處最好使用手工調(diào)整。布局時(shí)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(yuǎn)離：功率器件應(yīng)考慮散熱空間。 自動(dòng)布線。 布線就是在元器件引腳之間放置覆銅連線的過(guò)程，這一過(guò)程可以通過(guò)手工完成，也可以自動(dòng)進(jìn)行。 由于該 統(tǒng)提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，建議使用該功能自動(dòng)布線。在進(jìn)行自動(dòng)布線之前，設(shè)計(jì)人員必須先設(shè)計(jì)好布線參數(shù)，定義布線規(guī)則。如果不適當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)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(jì)規(guī)則檢查 DRC。 啟動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 DRC，這一步利用 PCB 提供的 DRC 功能對(duì)完成布線 16 的 PCB 板進(jìn)行檢查，這一步由軟件自動(dòng)完成。檢查的結(jié)果 輸出在報(bào)告文件*.rep 中， PCB 軟件將出錯(cuò)處在 PCB 圖上顯示出來(lái)，為檢查、修改提供方便。 5. 板面字符調(diào)整。 為了使設(shè)計(jì)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(jì)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(guò) DRC 檢查無(wú)誤，且版面字符調(diào)整好的 PCB 設(shè)計(jì)圖存盤(pán)、輸出、制版。 印刷板電路設(shè)計(jì)完成以后，整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)項(xiàng)目就基本完成。存檔以便進(jìn)行后期的修改及完善。 17 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀按鍵程序、液晶顯示程序、萬(wàn)年歷讀寫(xiě)程序及蜂鳴器鳴響程序等 。 167。 軟件總體結(jié)構(gòu) 開(kāi) 始初 始 化顯 示調(diào) 、 定 時(shí)定 時(shí) 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(jī) I/O 口工作模式設(shè)置，顯示緩沖區(qū)初始化等； 掃描按鍵：?jiǎn)纹瑱C(jī)判斷是否有選擇鍵按下。若有鍵按下，則判斷按鍵序號(hào)，并完成相應(yīng)調(diào)節(jié)或定時(shí)間的操作； 讀取時(shí)間 并顯示 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)從時(shí)鐘芯片讀取時(shí)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(shí)器中， 50ms 掃描一次鍵盤(pán)，程序具有去抖功能，避免了外部因干擾信號(hào)而引起的誤動(dòng)作。 其讀鍵程序 流成圖如 圖 32 所示 。 開(kāi) 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(shí) 結(jié) 束返 回YN 圖 32 按鍵程序流程圖 定時(shí)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(jìn)行調(diào)定時(shí)。 倘若按下則進(jìn)入定調(diào)時(shí)狀態(tài) ，按一下則進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)，按兩下則進(jìn)入絕對(duì)定時(shí)狀態(tài)，按三下則進(jìn)入相對(duì)定時(shí)狀態(tài)。之后判斷按鍵 K4 是否按下，按下則表示確定了當(dāng)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(shí)間位，之后判斷 K1 或 K2， K1 按下則表示增加時(shí)間， K2 按下則表示減少時(shí)間。最后判斷按鍵 K4 是否按下來(lái)，倘若沒(méi)按下，則可繼續(xù)進(jìn)行 定調(diào) 時(shí)。 倘若下則表示定調(diào)試結(jié)束， 定時(shí)器進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)，執(zhí)行定時(shí)功能。 各按鍵功能具體說(shuō)明 ： 按鍵 K1： 當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時(shí)間加一。例如：當(dāng)所調(diào)時(shí)間在分位時(shí)， 按 一下此鍵側(cè)可增加一。 按鍵 K2： 當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此按鍵，則所處的位上的時(shí)間減一。例如：當(dāng)所調(diào)時(shí)間在時(shí)位時(shí)， 按 一下此鍵側(cè)可減少一。 按鍵 K3： 當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)，每 按 一下此鍵，當(dāng)時(shí)間處于定時(shí)或調(diào)時(shí)時(shí)，則可調(diào)節(jié)時(shí)間所處