【文章內(nèi)容簡介】 ： 00 開始計時。 鍵盤的硬件電路設(shè)計只能保證 八 個按鍵信號的可靠進入，要想完成鍵盤的輸入功能，還要靠軟件編程來具體實現(xiàn)。 蜂鳴器電路設(shè)計 設(shè)計要求 定時（鬧鐘）時間到時要有聲音提醒信號產(chǎn)生，可選擇一只蜂鳴器來實現(xiàn)這個功能。蜂鳴器有長聲和短聲兩種，本設(shè)計中選擇短聲蜂鳴器 壓電式蜂鳴器（ HA）即可。工作時約需 10MA 的驅(qū)動電流，具體驅(qū)動電路如下圖 7 所示。 圖 7 蜂鳴器 電路 蜂鳴器 （ HA） 一端接單片機的 引腳，另一端接 +5V 的高電平，所以只要 引腳上為低電平時， 蜂鳴器 就會 發(fā)出鳴叫聲音 ，否則， 蜂鳴器不發(fā)聲。 3 軟件設(shè)計 根據(jù)設(shè)計方案要求，應(yīng)用 Keil 軟件和 Proteus 軟件對電路進行仿真，實現(xiàn)了設(shè)計的要求，具備了對時間即時的顯示， 對時間和 鬧鈴的設(shè)定， 24 或 12 時制轉(zhuǎn)換 功能， 并且設(shè)有 一個“復(fù)位”按鍵 等功能。 該課題的軟件設(shè)計采用了模塊化設(shè)計的思想 即將程序劃分為若干個相對獨立的功能模塊，接著畫出每一個功能模塊的詳細流程圖，并根據(jù)流程圖編寫程序，最后按照軟件設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)框圖，將各模塊連接成一個完整的主程序。 軟件的設(shè)計主要采用模塊化的程序設(shè)計方法。采用自頂向下的設(shè)計方法。從總體到局部，再到細節(jié)，按要求將各功能以子模塊的形式實現(xiàn)。采用模塊化設(shè)計可使程序的可讀性好，修改與完善比較方便 。 本設(shè)計中數(shù)字鐘的系統(tǒng)軟件程序由主程序和子程序組成，主程序包含初始化參數(shù)設(shè)置、按鍵處理、數(shù)碼管顯示模塊等，在設(shè)計時各個模塊都采用子程序結(jié)構(gòu)設(shè)計，在主程序中調(diào)用。 由于定時器 /計數(shù) 器采用中X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 2L S 1S O U N D E R專業(yè)文檔盡在我主頁 斷方式處理，因此還要編寫定時器 /計數(shù)器中斷服務(wù)子程序，在定時器 /計數(shù)器中斷虎屋子程序中對時鐘進行調(diào)整。 下面對軟件各部分程序進行簡要介紹： 主程序設(shè)計 主程序的內(nèi)容一般包括：主程序的起始地址、中斷服務(wù)程序的起始地址、有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些子程序調(diào)用等。 主程序主要是先對顯示單元和定時器 /計數(shù)器初始化，然后重復(fù)調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當有鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序 。主程序執(zhí)行流程圖如下圖 8 所示。 否 是 圖 8 主程序流程 框 圖 服務(wù) 子 程序 定時器 /計數(shù)器 T0 用于時間計時，選擇方式 1，重復(fù)定時，定時時間設(shè)為50ms，定時時間到則中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個計數(shù)器對 50ms 計數(shù)，計 20次則對秒單元加 1，秒單元加到 60 則對分單元加 1，同時秒單元清零；分單元加到 60 則對時單元加 1，同時分單元清零；時單元加到 24 則對時單元清零，標志一天時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把它們的值放到存儲單元的指定位置，之后把計數(shù)內(nèi)容送到顯示緩存區(qū)準備顯示。 定時器 /計數(shù)器 T0 的中斷程序 流程開始 顯示單元清零 T0、 T1設(shè)為 16 位計數(shù)模式 允許 T0中斷 調(diào)用顯示子程序 按下鍵否？ 進入功能程序 專業(yè)文檔盡在我主頁 接收數(shù)據(jù) 分離個、時位 計數(shù)器開始計數(shù) 是否滿 20次 秒加 1 是否滿 60秒 秒清 0 分加 1 是否滿 60分 分清 0 時加 1 是否滿 24時 時清 0 顯示內(nèi)容送到 顯示緩存區(qū) 中斷返回 1 1 Y 現(xiàn)場保護，重置初值 開始 框 如 圖 9 所示。 N Y N N Y N Y 圖 9 中斷 子程序 流程框圖 LCD 顯示子程序 ： LCD1602 有 64B 的 CGRAM，可用來寫入自定義字符， 5*8 點陣的可寫 8個（每個占 8 字節(jié)）， 5*11 點陣的可寫 4 個（每個占 16 字節(jié)）寫命令 wcmd(0x40),顯示所寫入字符，送入數(shù)據(jù) 0x000x07(對應(yīng)顯示 8 個字符 )。 單片機通過 P0 口把要顯示的數(shù)據(jù)的送到 LCD 的數(shù)據(jù)端，再 根據(jù)得到的指令和數(shù)據(jù)在屏幕相應(yīng)的位置上顯示數(shù)據(jù)， LCD 顯示子程序 流程圖如下圖 10 所示： 開始 專業(yè)文檔盡在我主頁 按鍵掃描 去抖動 N Y 圖 10 顯示流程框圖 鍵掃描子程序 ： 鍵盤掃描子程序的功能主要完成各鍵盤的任務(wù)，即對當前時間以及鬧鐘時間的調(diào)整、復(fù)位和時制 轉(zhuǎn)換。 判斷是否有按鍵按下，去抖動， 在判斷是否有按鍵按下，分析鍵值，調(diào)取相應(yīng)鍵值的函數(shù)實現(xiàn)各項功能。由于機械觸點的彈性作用，在閉合及斷開開關(guān)的瞬間均伴隨有一連串的抖動，抖動時間的長短由按鍵的機械特性決定，一般為 5~10ms。而按鍵穩(wěn)定閉合時間的長短則由操作人員的按鍵動作 決定的，一般為零點幾秒至數(shù)秒。鍵抖動會引起一次按鍵被誤讀多次，所以為了保證 CPU 對鍵的一次閉合僅作一次處理，就必須要消除鍵抖動的問題。?？捎糜布蛙浖煞N方法來消除鍵抖動。本設(shè)計中采用的 是 軟件消除鍵抖動的方法，具體的鍵掃描子程序的流程圖如下圖 11 所示。 開始 專業(yè)文檔盡在我主頁 N Y 圖 11 按鍵掃描取值流程框圖 4 調(diào)試分析 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試也是分模塊分別調(diào)試，然后再聯(lián)合起來進行聯(lián)調(diào)。軟件的調(diào)試需要相應(yīng)的硬件與其配合，只有利用了相應(yīng)的硬件才能進行調(diào)試。在軟件的調(diào)試過程中也出現(xiàn)了很多錯誤，但經(jīng)過反復(fù)的驗證修改 ，最終使整個設(shè)計的軟件程序部分正確無誤。 在進行對時間分的調(diào)整時，調(diào)整分的時候如果調(diào)整不當，例如調(diào)整到 59分鐘的時候，又按了一下，分清 0 了，但時卻加 1，這與想要的結(jié)果不同，因為調(diào)時的時候，無論怎么調(diào)整分，與小時無關(guān)。分析問題，是有序調(diào)整分的函數(shù)我直接調(diào)用了外部中斷的帶小時進位的分的函數(shù)導(dǎo)致了那樣的問題。解決方案是在編寫一個不帶小時進制的分加函數(shù)，當調(diào)整分時，直接調(diào)用這個子程序就解決了問題。 硬件調(diào)試 在連接硬件電路時遇到了一些麻煩，由于第一次解除 LCD 顯示器，對它的引腳功能不是很明白，把 VSS,VDD,VEE 引腳都接低電平了，導(dǎo)致了不能正常顯示， R/W 端接高電平是從 LCD 讀取信息，接低電平是寫入指令或數(shù)據(jù)， RS專業(yè)文檔盡在我主頁 端接高電平是輸入數(shù)據(jù)，接低電平是輸入指令， E 端 =1 時是讀取信息（下降沿）執(zhí)行指令 我查找了大量資料后，明白了 1602顯示器的因腳功能，解決方案是 VDD接高電平，并且 R/W 端接地， RS 端和 E 端由單片機控制。實現(xiàn)了單片機的總控制作用。 5 結(jié)論及進一步設(shè)想 根據(jù)實驗結(jié)果，本設(shè)計基本完成了設(shè)計要求，實現(xiàn)了時間在 LCD 液晶顯示器上的顯示，并且能夠通過按鍵調(diào)整時間以及設(shè)置鬧鈴，開關(guān)鬧鈴等功能，但由于本 次設(shè)計只設(shè)計了簡單的時鐘顯示，沒有設(shè)計顯示年，月，日的功能，可以通過軟件編程實現(xiàn)該功能。 同時 在硬件電路上添加 DS18B20 溫度傳感器芯片，使得它與單片機相連，再 通過軟件 編程 ，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的顯示，完善了數(shù)字鐘的多功能性。 參考文獻 [1] 韓志軍 .單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實例 .北京：機械工業(yè)出版社， [2] 周潤景 .基于 proteus 的電路及 單片機 設(shè)計與仿真（第 2版） .北京 :北京航空航天大學 出版社 , [3] 謝維成 .單片機原理與應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計 .北京： 清華大學 出版社 ， 2021 [4] 張毅剛 .MCS－ 51 單片機應(yīng)用設(shè)計 .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1997 [5] 張靖武 .單片機 系統(tǒng)的 proteus 設(shè)計 與仿真 .北京 ： 電子工業(yè) 出版社， [6] 周向紅 .51 系列單片機應(yīng)用與實踐教程 .北京 ： 北京航空航天 大學出版社， [7] 李斌 ,董慧穎 .可重組機器人研究和發(fā)展現(xiàn)狀 .沈陽工業(yè)學院學報 ,2021,19（ 4） :2327 課設(shè)體會 本次課程設(shè)計主要是利用單片機和 LCD 液晶顯示器組建一個簡單的多功能數(shù)字鐘電路，需要 實現(xiàn)準確顯示時間且能顯示到秒，可隨時進行時間及鬧鈴調(diào)整，具有 24 或 12 時制轉(zhuǎn)換 功能， 并且設(shè)有 一個“復(fù)位”按鍵 功 能，在 通過硬件搭建專業(yè)文檔盡在我主頁 與軟件編程中，都遇到了一些困難，感謝我的指導(dǎo)老師不厭其煩的對我的指導(dǎo)和