【導(dǎo)讀】能以方便人們的生活，成為時(shí)鐘設(shè)計(jì)方面的重點(diǎn)。手機(jī)發(fā)送短信的巡檢定時(shí)器。盤控制模塊以及報(bào)警模塊組成。系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單清晰的操作界面，能在+5V直流電。能夠準(zhǔn)確顯示日期和時(shí)間（顯示格式為年、月、日、時(shí)、分、秒；24小時(shí)制），可隨時(shí)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。具有鬧鐘時(shí)間設(shè)置、鬧鐘開(kāi)/關(guān)、止鬧功能。而定時(shí)向手機(jī)發(fā)送短信的部分則是基于單片機(jī)的GSM短信收發(fā)系統(tǒng)。

　　

【正文】 26 圖 46 LCD讀入狀態(tài)字流程圖 （ 2）寫(xiě)命令操作 由表 41可知當(dāng) RS=0， R/W=0時(shí)，才可以通過(guò)單片機(jī)或用戶指令把數(shù)據(jù)即命令，寫(xiě)到 LCD模塊，此時(shí)就對(duì) LCD進(jìn)行調(diào)制?？刹捎貌樵兎绞剑合茸x入狀態(tài)字，再判斷忙標(biāo)志，最后寫(xiě)命令字。寫(xiě)命令字流程圖如圖 47所示。 圖 47 寫(xiě)命令流程圖 （ 3）定義光標(biāo)位置 把顯示數(shù)據(jù)要某個(gè)位置，就是把顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)在相應(yīng)的 DDRAM地址中，DDRAM地址占 7位。 Set DDRAM address 命令如表 42所示。光標(biāo)定位，寫(xiě)入一個(gè)顯示字符后， DDRAM地址會(huì)自動(dòng)加 1或減 1，加或減由輸入方式設(shè)置。第一行DDRAM地址與第二行 DDRAM地址并不連續(xù)。如表 43所示。 返回 RW 清 0，等待 E 清 0，等待 讀入狀態(tài)字，等待 E 置 1，等待 RS 清 0，等待 RW 置 1，等待 開(kāi)始 YE=0 命令字→ A→ P0 E=1 RS=0 R/W=0 延時(shí) =0? 不忙嗎？ 讀入命令字→ A 寫(xiě)命令字 開(kāi)始 返回 RS=0 N 27 表 42 Set DDRAM address 命令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 表 43 DDRAM地址 row 1 2 3 4 5 …… 14 15 16 Line1 80H 81H 82H 83H 84H …… 8dH 8eH 8fH Line2 0c0H 0c1H 0c2H 0c3H 0c4H …… 0cdH 0ceH 0cfH （ 4） LCD初始化 從通電開(kāi)始通過(guò)延時(shí)，先經(jīng)過(guò)判忙后再進(jìn)行功能設(shè)置，過(guò)一段時(shí)間后可以設(shè)置顯示狀態(tài)（如設(shè)置行、位或陣列）再經(jīng)過(guò) 后清屏后再可以設(shè)置輸入方式 。 LCD 顯示程序設(shè)計(jì) LCD顯示程序的設(shè)計(jì)一般先要確定 LCD的初始化、光標(biāo)定位、確定顯示字符后， LCD就可以按如圖 48顯示。 圖 48 LCD顯示程序流程圖 按鍵電路程序的設(shè)計(jì) 采用三按鍵控制模式，設(shè)定三個(gè)變量 keyset、 k1up、 k2down分別代表調(diào)整模式 、按鍵加 、 按鍵減 。當(dāng)這三個(gè)變量等于零時(shí)表示按鍵按下。 電路程序流程圖如圖 49所示： 返回 顯示字符 光標(biāo)定位 LCD 初始化 開(kāi)始 28 減鍵有效 加鍵有效 等待按鍵程序 控制鍵有效，進(jìn)入鬧鐘間隔時(shí)間調(diào)整程序 星期減 1 星期加 1 減鍵有效 加鍵有效 等待按鍵程序 控制鍵有效，進(jìn)入星期調(diào)整程序 小時(shí)減 1 小時(shí)加 1 減鍵有效 加鍵有效 等待按鍵程序 控制鍵有效，進(jìn)入小時(shí)調(diào)整程序 月加 1 鬧鐘時(shí) 間減 1 減鍵有效 鬧鐘時(shí) 間加 1 年加 1 時(shí)間減 1 時(shí)間加 1 按鍵有效，跳出時(shí)間調(diào)整程序 進(jìn)入主循環(huán)程序 加鍵有效 等待按鍵程序 控制鍵有效，進(jìn)入鬧鐘調(diào)整程序 年減 1 加鍵有效 等待按鍵程序 減鍵有效 日加 1 日減 1 等待按鍵程序 減鍵有效 加鍵有效 減鍵有效 加鍵有效 年加 1 等待按鍵程序 控制鍵有效，進(jìn)入年調(diào)整程序 開(kāi)始 控制鍵有效，進(jìn)入日調(diào)整程序員 年減 1 控制鍵有效，進(jìn)入分鐘調(diào)整程序 月減 1 減鍵有效 加鍵有效 等待按鍵程序 控制鍵有效，進(jìn)入月調(diào)整程序 圖 49 按鍵調(diào)整程序設(shè)計(jì) 29 報(bào)警電路程序的設(shè)計(jì) 設(shè)置標(biāo)志位 did， 當(dāng) did==0時(shí)，蜂鳴器響起。 在蜂鳴器響起的過(guò)程中，按下按鍵加可停止響鈴 ， 再按下按鍵減可使蜂鳴器重 新響起 。 過(guò)一分鐘后蜂鳴器自動(dòng)停響。 定時(shí)向手機(jī)發(fā)送短信電路程序的設(shè)計(jì) 利用西門子 TC35i模塊組成一個(gè)短信息收發(fā)系統(tǒng)， TC35i直接與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過(guò) AT命令來(lái)控制 TC35i模塊。單片機(jī)與 PC機(jī)相連，兩者通過(guò) RS232接口通信。 TC35i模塊短信息內(nèi)容采用 PDU格式，可以發(fā)送中文，短信息內(nèi)容中文在單片機(jī)中通過(guò)查表轉(zhuǎn)換成 Unicode編碼方式后發(fā)送至 TC35i。程序流程圖如圖 410所示。 圖 410 手機(jī)發(fā)送短信程序流程 圖 N返 回 主 程序員 手機(jī)回答 OK 嗎 發(fā)送 /接收 SMS 對(duì)手機(jī)初始化，設(shè)置 PDU 模式 手機(jī)回答 OK 發(fā)建立通信連接指令 Y 開(kāi)始 30 PDU 模式的信息編碼格式 在上述說(shuō)明中提到了在 PDU Mode中，可以采用三種編碼方式來(lái)對(duì)發(fā)送的內(nèi)容進(jìn)行編碼，它們是 7bit、 8bit和 UCS2編碼。 7bit編碼用于發(fā)送普通的 ASCII字符，它將一串 7bit的字符 (最高位為 0)編碼成 8bit的數(shù)據(jù)，每 8個(gè)字符可 “壓縮 ”成 7個(gè)；8bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，比如圖片和鈴聲等；而 UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。 PDU串的用戶信息 (TPUD)段最大容量是 140字節(jié)，所以在這三種編碼方式下，可以發(fā)送的短消息的最大字符數(shù)分 別是 160、 140和 70。這里，將一個(gè)英文字母、一個(gè)漢字和一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)都視為一個(gè)字符 [10]。 (1) 7bit編碼 缺省的 GSM 字符集為 7位編碼，可以簡(jiǎn)單地理解為 ASCII碼（ ASCII值小于80Hex，因此， Bit8被忽略），依次將下一 7位編碼的后幾位逐次移至前面，形成新的 8位編碼， GSM并非支持所有的 ASCII字符顯示。 (2) 8bit編碼 8bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，比如圖片和鈴聲等； 8bit編碼其實(shí)沒(méi)有規(guī)定具體的算法。 (3) UCS2編碼 UCS2編碼是將每個(gè)字符 (12個(gè)字節(jié) )按照 ISO/IEC10646的規(guī)定，轉(zhuǎn)變?yōu)?16位的Unicode寬字符。在 Windows系統(tǒng)中，特別是在 2021/XP中，可以簡(jiǎn)單地調(diào)用 API 函數(shù)實(shí)現(xiàn)編碼和解碼。如果沒(méi)有系統(tǒng)的支持，比如用單片機(jī)控制手機(jī)模塊收發(fā)短消息，只好用查表法解決了。 需要注意的是， PDU串的用戶信息長(zhǎng)度 (TPUDL)，在各種編碼方式下意義有所不同。 7bit編碼時(shí)，指原始短消息的字符個(gè)數(shù)，而不是編碼后的字節(jié)數(shù)。 8bit編碼時(shí)，就是字節(jié)數(shù)。 UCS2編碼時(shí)，也是字節(jié)數(shù)，等于原始短消息的字符數(shù)的兩倍。如果用戶信息 (TPUD)中存在一個(gè)頭 (基本參數(shù)的 TPUDHI為 1)，在所有編碼方式下，用戶信息長(zhǎng)度 (TPUDL)都等于頭長(zhǎng)度與編碼后字節(jié)數(shù)之和。如果采用 GSM (TPDCS的高 3位為 001)，則該長(zhǎng)度也是壓縮編碼后字節(jié)數(shù)或頭長(zhǎng)度與壓縮編碼后字節(jié)數(shù)之和 [11]。 本章小結(jié) 本章主要介紹軟件程序的設(shè)計(jì)，包括主程序的設(shè)計(jì)、 時(shí)鐘電路程序的設(shè)計(jì)、LCD 顯示電路程序的設(shè)計(jì)、按鍵電路程序設(shè)計(jì)、報(bào)警電路程序的設(shè)計(jì)、定時(shí)向手機(jī)發(fā)送短信程序的設(shè)計(jì)幾個(gè)部分。 并且給出了各個(gè)部分的程序流程圖。 31 第 5 章 系統(tǒng)調(diào) 試 系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境 本系統(tǒng)所有的電路都設(shè)計(jì)在一塊電路板上 ， 整個(gè)電路板結(jié)構(gòu)緊湊 、 分布合理 ，便于加工和調(diào)試，并且降低了相互間以及與其他部件的干擾。電路焊接好過(guò)后進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)試過(guò)后，系統(tǒng)便能正確、可靠的運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)采用 Keil軟件對(duì)源程序進(jìn)行編譯和調(diào)試。 軟件調(diào)試 本設(shè)計(jì)的軟件部分，全部采用 C語(yǔ)言編寫(xiě)，軟件模塊較多， 程序可分為主程序模塊 、 數(shù)據(jù)顯示程序模塊 、 時(shí)鐘控制程序模塊 、 按鍵程序模塊 、 蜂鳴器程序模塊。因此采用分塊調(diào)試的方法來(lái)調(diào)試程序。首先用 Keil調(diào)試， 調(diào)試結(jié)果如圖 51所示，產(chǎn)生 HEX文件， 無(wú)誤 后，再通過(guò)串口燒到單片機(jī)里用裝置實(shí)驗(yàn)調(diào)試， 如圖 52所示。此 次 調(diào)試 采用了自下而上的調(diào)試方法，即先單獨(dú)調(diào)試好每一項(xiàng)功能，然后再連接成一個(gè)完整的系統(tǒng)調(diào)試。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和指標(biāo)對(duì)照，若有不符，再修改，直到程序完全正確為止，這樣保證了軟件編寫(xiě)的正確性和可行性。 圖 51 Keil調(diào)試并生成 HEX文件 32 圖 52 向單片機(jī)中燒入程序 硬件調(diào)試 任何組裝好的電子電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否有錯(cuò)誤。對(duì)照電路圖，按一定的順序逐級(jí)對(duì)應(yīng)檢查。 特別要注意檢查電源是否接錯(cuò)，電源與地是 否有短路，二極管方向和電解電容的極性是否接反，集成電路和晶體管的引腳是否接錯(cuò)，輕輕拔一拔元器件，觀察焊點(diǎn)是否牢固，等等。 一定要調(diào)試好所需要的電源電壓數(shù)值，并確定電路板電源端無(wú)短路現(xiàn)象后，才能給電路接通電源。電源一經(jīng)接通，不要急于用儀器觀測(cè)波形和數(shù)據(jù)，而是要觀察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味、放電的聲光、元器件發(fā)燙等。如果有，不要驚慌失措，而應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新接通電源。然后，再測(cè)量每個(gè)集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。 將燒入程序的單片機(jī)安裝在硬件電路中，然后通 電。先調(diào)節(jié)按鍵工作是否正常， LCD是否能正常顯示。將時(shí)鐘日期調(diào)至 2021/5/30， 時(shí)間調(diào)至 23： 59： 00，一分鐘之后看 日期 是否變化為 2021/5/31時(shí)間是否變化為 00： 00： 00。 最后設(shè)置好鬧鐘時(shí)間和鬧鐘的間隔時(shí)間，看其到時(shí)間是否響鈴。 33 在調(diào)試過(guò)程中遇到了很多的問(wèn)題： (1)LCD不顯示。 在將 LCD和單片機(jī)的對(duì)應(yīng)引腳相連接的過(guò)程中，由于連接的導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)過(guò)多，會(huì)出現(xiàn)一些線連錯(cuò)或者虛焊或者斷掉的情況，在檢查出錯(cuò)誤后改正。 (2)蜂鳴器不響。 用萬(wàn)用表檢測(cè)報(bào)警電路無(wú)短路現(xiàn)象，而是將電路中三極管的引腳接錯(cuò)。在檢查 出錯(cuò)誤后改正。 (3)按下按鍵后無(wú)動(dòng)作。檢查后發(fā)現(xiàn)在焊接過(guò)程中輕觸按鍵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，不能正常的起到作用，后將其換掉。 調(diào)試結(jié)果 基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求， 能顯示年、月、日、時(shí)、分、秒。按下第一個(gè)按鍵后可進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)，每按一下，光標(biāo)移動(dòng)一個(gè)位置可以分別對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒、鬧鐘時(shí)間以及鬧鐘的間隔時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。但是 由于焊接時(shí)的導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)接觸不良的情況。而且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易有誤差，在穩(wěn)定性方面還有待改進(jìn)。 實(shí)物圖時(shí)間界面如圖 53所示，鬧鐘界面如圖 54所示。 圖 53 時(shí)間界面 34 圖 54 鬧鐘界面 本章小結(jié) 本章介紹了系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容，包括調(diào)試環(huán)境、硬件調(diào)試、軟件調(diào)試以及調(diào)試的結(jié)果。 在軟件調(diào)試中簡(jiǎn)要介紹了用 Keil 調(diào)試和生成 HEX 文件的過(guò)程。硬件調(diào)試中介紹了調(diào)試的方法、調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法。 35 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我在數(shù)字時(shí)鐘的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種可以在預(yù)設(shè)的間隔時(shí)間點(diǎn)上報(bào)警并向手機(jī)發(fā)送短信提醒的巡檢定時(shí)器 。 突破了普通帶有鬧鐘的數(shù)字時(shí)鐘的預(yù)設(shè)一次 只 響一次鈴的功能。 本設(shè)計(jì)時(shí)鐘能用 LCD 顯示年 、 月份 、 日期 、 小時(shí)（ 24 小時(shí)制）、分鐘、秒 ，能對(duì)各位進(jìn)行調(diào)節(jié)。 (1)本設(shè)計(jì)有 2 種顯示模式，分別是顯示模式和調(diào)整模式，并且有兩個(gè)界面，分別是時(shí)間、日期界面和鬧鐘界面。 (2)用戶可以設(shè)置電子時(shí)鐘的時(shí)間。設(shè)置時(shí)間時(shí)必須先單擊模式選擇按鈕，進(jìn)入調(diào)整時(shí)間模式，選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)位，然后再單擊調(diào)整時(shí)間加減按鈕，使其調(diào)節(jié)為正確的時(shí)間。 (3)單擊調(diào)整時(shí)間的加按鈕時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘的分或者秒會(huì)一直往上增加，當(dāng)增加到 59 就會(huì)循環(huán)到 0，數(shù)字時(shí)鐘的時(shí) 間 會(huì)增加到 23 就會(huì)循環(huán)到 0，數(shù)字時(shí)鐘的月也是增加到 12 循環(huán)至 0，但日就不一樣了，它會(huì)由月來(lái)決定增加到的最高數(shù)值，其數(shù)值遵循現(xiàn)實(shí)的值。當(dāng)單擊調(diào)整時(shí)間的減 按鈕時(shí)，與增剛好相反，減為 0 時(shí)，循環(huán)到相應(yīng)數(shù)值最高位去。 (4)鬧鈴響起時(shí)可通過(guò)按下加按鈕停止響鈴，減按鈕使鬧鈴重新開(kāi)始響起。 (5)進(jìn)入調(diào)整模式后 ， 在預(yù)設(shè)鬧鐘的時(shí)間后再按一次調(diào)整按鍵可以調(diào)整鬧鐘響起的間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)巡檢定時(shí)的作用。 同時(shí)利用西門子 TC35i 模塊組成一個(gè)短信息收發(fā)系統(tǒng)， TC35i 直接與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過(guò) AT 命令來(lái)控制 TC35i 模塊。單片機(jī)與 PC 機(jī)相連，兩者通過(guò)RS232 接口通信。 TC35i 模塊短信息內(nèi)容采用 PDU 格式，可以發(fā)送中文，短信息內(nèi)容中文在單片機(jī)中通過(guò)查