【導(dǎo)讀】界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，也常常需要溫度，這就需要電子時(shí)鐘具有多功能性。本設(shè)計(jì)應(yīng)用AT89C51芯片作為核心，7位LED數(shù)碼管顯示，使。感器測(cè)量環(huán)境溫度。這種實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，性能可靠，實(shí)時(shí)性好，時(shí)間。和溫度精度高，操作簡(jiǎn)單，編程容易。新功能，從而給人們的生活和工作帶來更多的方便。

　　

【正文】 n v e r t T 命 令延 時(shí) 1 s ， 等 待 溫 度 轉(zhuǎn) 換 完 成初 始 化 D S 1 8 B 2 0應(yīng) 答 脈 沖 否 ?發(fā) 起 R e s d S c r a t c h p a d 命 令讀 低 8 位 字 節(jié) T L 數(shù) 據(jù)讀 高 8 位 字 節(jié) T H 數(shù) 據(jù)溫 度T = ( ( T H 4 ) amp。 0 x 7 F ) + ( T L 4 )NNYY 圖 環(huán)境溫度采集子程序流程圖 所有的讀寫時(shí) 隙至少需要 60μ s，且每?jī)蓚€(gè)獨(dú)立的時(shí)隙之間至少需要 1μ s 的恢復(fù)時(shí)間。在寫時(shí)序中，主機(jī)將在拉低總線 15μ s內(nèi)釋放總線，并向 DS18B20 寫“ 1”。若主機(jī)拉低總線后能保持 60μ s 的低電平，則向單總線器件寫“ 0”。 DS18B20 僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙時(shí)才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，當(dāng)主機(jī)向 DS18B20 發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙，以便 DS18B20 能傳輸數(shù)據(jù) [13]。 實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度采集轉(zhuǎn)換并讀取數(shù)據(jù)的程序流程圖參見圖 。 顯示子程序設(shè)計(jì) 用 74LS164 驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管靜態(tài)顯示 電路 ，編程也 很容易。只要將需要顯 示的數(shù)字編輯成 對(duì) 應(yīng)的 BCD 碼，逐位送入 74LS164 的 A、 B 串行輸入端，數(shù)碼管將正常顯示。關(guān)鍵之處是 要實(shí)現(xiàn)根據(jù)鍵值顯示不同 的 數(shù)字。 鍵盤掃描子程序 單片機(jī)對(duì)鍵盤掃描的方法有隨機(jī)掃描方式、定時(shí)掃描方式和中斷掃描方式。 在隨機(jī)掃描方式中， CPU 完成某特定任務(wù)后，即執(zhí)行鍵盤掃描程序，以確定鍵盤有無按鍵輸入，然后根據(jù)按鍵功能轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的操作。在執(zhí)行鍵盤按鍵規(guī)定的功能中不理睬鍵盤輸入。 定時(shí)掃描方式與隨機(jī)掃描方式基本相同，只是利用 CPU 內(nèi)的定時(shí)中斷，每隔一定時(shí)間掃描有無按鍵被按下，鍵盤反應(yīng)速度較快，在處理按鍵功能過 程中，可以通過鍵盤命令進(jìn)行干預(yù)，如取消、暫停等操作。 由于本設(shè)計(jì)中 AT89C51 單片機(jī)在系統(tǒng)中的主要任務(wù)是接受 DS1302 和 DS18B20的數(shù)據(jù)并送出顯示，完成時(shí)鐘 /日歷校對(duì)和日期 /溫度顯示控制。 89C51 單片機(jī)完全有能力完成以上工作，所以采用隨機(jī)掃描鍵盤方式，系統(tǒng)也能夠正常運(yùn)行。程序流程如圖 。 單片機(jī)掃描完鍵盤，得到鍵值，并根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)入執(zhí)行對(duì)應(yīng)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)按鍵功能。如果沒有按鍵按下，則程序掃描到 Key=FFH，將鍵值 Key 清零，返回主程序。 鬧鈴子程序設(shè)計(jì) 鬧鈴子程序任務(wù)是不斷用時(shí)鐘分 (min)與時(shí) (hour)同設(shè)定的鬧鈴分 (clk_min)與鬧鈴時(shí) (clk_hour)比較，只要滿足 min 等于 clk_min、 hour 等于 clk_hour， 響鈴啟動(dòng) 5 分鐘，并根據(jù)外部按鍵執(zhí)行相應(yīng)貪睡任務(wù)。該程序流程圖參見圖 。 開 始初 始 時(shí) 間 顯 示送 入 f u n c t i o n _ c o u n t 值f u n c t i o n _ c o u n t = 1 否 ?調(diào) h o u r 顯 示調(diào) m i n 顯 示f u n c t i o n _ c o u n t = 2 否 ?f u n c t i o n _ c o u n t = 3 否 ?調(diào) s e c 顯 示f u n c t i o n _ c o u n t = 4 否 ?調(diào) c l k _ h o u r 顯 示調(diào) c l k _ m i n 顯 示f u n c t i o n _ c o u n t = 5 否 ?f u n c t i o n _ c o u n t = 6 否 ?調(diào) s e c 顯 示f u n c t i o n _ c o u n t = 7 否 ?調(diào) y e a r 顯 示調(diào) m o n t h 顯 示f u n c t i o n _ c o u n t = 8 否 ?f u n c t i o n _ c o u n t = 9 否 ?調(diào) d a t e 顯 示確 認(rèn) 標(biāo) 志 位 = 1 否 ?時(shí) 間 顯 示繼 續(xù) 調(diào) 時(shí) 顯 示NNNNNNNNNN日 期 顯 示 標(biāo) 志 位 = 1 否 ?日 期 顯 示溫 度 顯 示溫 度 顯 示 標(biāo) 志 位 = 1 否 ?YYYYYYYYYNN返 回延 時(shí)AA 圖 顯示子程序流程圖 開 始掃 描 鍵 盤送 鍵 值 k e yK e y = D F 否 ?f u n t i o n _ c o n t + +K e y = E F 否 ?f u n t i o n _ c o n t 對(duì) 應(yīng) 位 加 1K e y = F 7 否 ?f u n t i o n _ c o n t 對(duì) 應(yīng) 位 減 1K e y = F D 否 ?鬧 鈴 開K e y = 7 F 否 ?K e y = B F 否 ?日 期 顯 示 子 程 序溫 度 顯 示 子 程 序K e y = F B 否 ?時(shí) 間 顯 示 子 程 序返 回K e y = 0YYYYYYYNNNNNNN 圖 鍵盤掃描子程序 開 始初 始 化A l a r m _ f l a g = t r u e 否 ?返 回鬧 鈴 開C l k _ m i n = m i n 否 ?B e e p r = f a l s e返 回C l k _ h o u r = h o u r 否 ?B e e p r = f a l s e返 回B e e p r = t r u e響 鈴 開 始m i n = ( C l k _ m i n + 5 分 鐘 ) 否 ?響 鈴 停響 鈴 繼 續(xù)停 止 標(biāo) 志 位 = t r u e 否 ?返 回響 鈴 停返 回響 鈴 繼 續(xù)貪 睡 標(biāo) 志 位 = t r u e 否 ?記 錄 該 時(shí) 刻 M I N響 鈴 停返 回響 鈴 繼 續(xù)m i n = ( M I N + 5 分 鐘 ) 否 ?響 鈴 繼 續(xù)響 鈴 繼 續(xù)B e e p r = f a l s eYNYYYYYYNNNNNN 圖 鬧鈴子程序流程圖 第五章 系統(tǒng) 調(diào)試 調(diào)試 工作 分硬件調(diào)試 和軟件調(diào)試 兩部分 ，調(diào)試方法介紹如下： 首先， 硬件調(diào)試主要是先搭建硬件平臺(tái)，然后利用萬用表等工具對(duì)電路檢查，最后應(yīng)用程序進(jìn)行功能調(diào)試。硬件調(diào)試比較費(fèi)時(shí)，需要細(xì)心和耐心，也需要 熟練 掌握電路原理。 然后， 可以直接應(yīng)用一些編輯或仿真軟件進(jìn)行 軟件調(diào)試 ，比如單片機(jī) C51 編輯軟件 Keil。該軟件提供了一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境 uVision，它包括 C 編輯器、宏編輯器、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器。 通過編譯、運(yùn)行，可以檢查程序錯(cuò)誤。但應(yīng)用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管腳連接方式。 在軟件調(diào)試過程中要仔細(xì)耐 心，即便是多寫或少些一兩個(gè) 字符，都無法編譯成功。而有時(shí) 往往 在 Keil 中 編譯、運(yùn)行無錯(cuò)，但燒錄到單片機(jī)中運(yùn)行起來 就 會(huì)出錯(cuò)，很可能是編程 時(shí) 管腳或時(shí)序編輯得不對(duì)。 還有一種方式 ，即應(yīng)用仿真軟件搭建電路的軟件平臺(tái)，再導(dǎo)入程序進(jìn)行仿真調(diào)試。 如果 電路出錯(cuò) ， 可以 在計(jì)算機(jī)上 方便的修改電路，程序出錯(cuò)可以重新編輯程序，這種方法節(jié)時(shí)、省力，經(jīng)濟(jì)、方便。 筆者應(yīng)用的仿真軟件為 Proteus。 總之，調(diào)試過程是一個(gè)軟硬件相結(jié)合調(diào)試的過程，硬件電路是基礎(chǔ)，軟件是 檢測(cè) 硬件 電路和實(shí)現(xiàn) 其功能的關(guān)鍵 [13]。 在調(diào)試過程中，首先必須明確調(diào)試順序 。 例如：本設(shè)計(jì)是在單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來的，所以必須先確定單片機(jī)基礎(chǔ)電路能 否 正常工作。為了正確顯示時(shí)間，接下來還要確定顯示電路能 否 正常工作 。 硬件調(diào)試的過程，也是軟件調(diào)試的過程。 然后 ， 要 準(zhǔn)備好 調(diào)試的工具 。 硬件調(diào)試需要萬用表、示波器等，軟件調(diào)試一般需要諸如 Keil 等仿真編輯器。 筆者根據(jù)自己實(shí)際制作該多功能電子時(shí)鐘的 經(jīng)驗(yàn)，將調(diào)試過程介紹如下： 硬件調(diào)試 單片機(jī)基礎(chǔ)電路調(diào)試 單片機(jī)基礎(chǔ)電路包括 電源、 單片機(jī)、 外部時(shí)鐘震蕩電路、 復(fù)位電路和 外部 接口電路。 調(diào)試過程需要注意以下幾點(diǎn) ： 1. 檢查電源 是否 完好 。 2. 單片 機(jī)電源要連接正確， 并且 保證 AT89C51 的 31 號(hào) 引腳接高電平。 AT89C51的 31 號(hào)引腳是外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)會(huì)一直從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)取指令。 3. 如果使用 P0口 做 I/O 口， 要接上拉電阻 。 4. 使用萬用表排查電路中是否存在斷路或者短路情況 。筆者在制作 外部接口電路 時(shí)使用的是排針 ，焊接時(shí)容易出現(xiàn)管腳之間 短 路，所以在上電以前必須先排查電路 。 5. 編輯一個(gè) 使 一組發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮的程序并燒錄到單片機(jī)內(nèi)，上電運(yùn)行，檢查 單片機(jī)是否正常工作，復(fù)位電路是否正確 。 筆者編輯 了使 一組 P1口 點(diǎn)亮 8個(gè)發(fā)光二極管 循環(huán)點(diǎn)亮的程序，程序代碼如下： include void delay(void) //延時(shí)子程序 { Unsigned char i， j， k。 //延時(shí)時(shí)間根據(jù)變量 i， j， k不同而改變 for(i=50。i0。i) for(j=50。j0。j) for(k=k0。i)。 } void main() { unsigned int n。 unsigned char code ledp[8]={0xfe， 0xfd， 0xfb， 0xf7， 0xef， 0xdf，0xbf， 0x7f}。 while(1) { P1=0xFFH。 //初始化 P1 口 for(n=0。n8。n++) {P1=ledp[n]。 delay()。 }}} 顯示電路調(diào)試 本設(shè)計(jì)的顯示電路 使用 了共陰 LED 和 74LS164。在連接顯示電路 之前 要明確 共陰型 8 段 LED 的 10 個(gè) 管腳與各段 發(fā)光二極管的 對(duì)應(yīng)關(guān)系， 熟悉 74LS164 管 腳位置 ，然后才能開始進(jìn)行連接 [19]。在連接過程中，需要注意以下幾點(diǎn)： 1. LED 數(shù)碼管各管腳與 74LS164 各管腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系要十分清楚， 所有 LED 數(shù)碼管與 74LS164 的連接方式要統(tǒng)一。 2. 因?yàn)槭且莆伙@示，所以需要注意前一位 74LS164的 QH 腳要與下一位 74LS164的 A、 B 腳連接。 3. 明確單片機(jī)管腳功能。本設(shè)計(jì)定義了 連接 74LS164 的 A、 B 腳 ， 連接 74LS164 的 CLK 腳。 4. 74LS164 的 CLR 腳接高電平。 5. 編 寫 一段顯示程序， 燒錄進(jìn)單片機(jī)，檢查好電源正負(fù)端和 、 連接是否正確。檢查無誤后上電，檢查顯示電路是否正確。 以下是筆者編寫的一段顯示程序：上電后， 7 位數(shù)碼管分別顯示 0～ 6。 include define uint unsigned int define uchar unsigned char void dis()。 void sendbyte()。 sbit DAT=P1^0。 sbit CLK=P1^1。 uchar disp_buffer[7]。 unsigned char tab[]={0xfe， 0xfd， 0xfb， 0xf7， 0xef， 0xdf， 0xbf， 0x7f }。 void delay_50ms(unsigned int t) //延時(shí)子程序 { unsigned int j。 for(。t0。t) for(j=6245。j0。j) {。} } void dis() //顯示子程序， 0～ 6 { unsigned char gsb， led， led1， jj。 disp_buffer[0]=tab[0]。 disp_buffer[1]=tab[1]。 disp_buffer[2]=tab[2]。 disp_buffer[3]=tab[3]。 disp_buffer[4]=t