【正文】 通 過(guò) Proteus ISIS軟 件 的 虛 擬 仿 真 技 術(shù) ， 我 們 可 對(duì) 模 擬 、 數(shù) 字 、 模 數(shù) 混 合 的 電 路 實(shí) 行 仿 真 測(cè) 試 ， 以 及微 控 制 器 為 基 礎(chǔ) 的 系 統(tǒng) 與 它 所 有 外 圍 接 口 電 子 元 器 件 進(jìn) 行 仿 真 。 在 編 寫(xiě) 寫(xiě) 指 令 和 寫(xiě) 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) 必 須 嚴(yán) 格 遵 守 寫(xiě) 操 作 時(shí) 序 ， RS為 高 電 平 是 寫(xiě) 數(shù) 據(jù) ， 為 低電 平 是 寫(xiě) 指 令 ， 其 時(shí) 序 圖 如 圖 49所 示 。 根 據(jù) 上 述 分 析 ， 此 系 統(tǒng) 要 用 Intel時(shí) 序 ， 24小 時(shí) 制 ， 輸 出 數(shù) 據(jù) 為 二 進(jìn) 制 ， 開(kāi) 啟 內(nèi)部 振 蕩 器 ， 所 以 在 編 程 時(shí) 要 給 寄 存 器 A、 B、 分 別 初 始 化 為 20H、 26H， 因 鬧 鐘 中 斷 要 讀 寄存 器 C， 才 能 響 應(yīng) 。 BIAT0～ BIT3表 示 未 用 狀 態(tài) 位 ， 讀 出 總 為 0。 AF表 示 定 鬧 中 斷 標(biāo) 志 位 ， AF為 1時(shí) 表 明 現(xiàn) 在 時(shí) 間 與 定 鬧時(shí) 間 匹 配 。PIE+AF 010唯 一 組 合 是 打 開(kāi) 晶 振 并 允 許 RTC計(jì) 時(shí) 。 UIP為 更 新 周 期 正 在 進(jìn) 行 位 。 寄 存 器 B的 第 三 位 為 SQW， 它 是 方 波 信 號(hào) 允 許 位 ， 本 文 未 用 。 寄 存 器 A的 第 4位 到 第 6位 為 010時(shí) 才 開(kāi) 啟 其 自 帶 晶 振 ， 使 芯 片 工 作 ， 所 以 ， 編 程 時(shí) 要初 始 化 寄 存 器 A， 使 晶 振 開(kāi) 啟 讓 芯 片 能 正 常 工 作 。 周 期 中 斷 可 以 在 IRQ腳 產(chǎn) 生 1次 /500ms到 1次 /每 122181。 RTC時(shí) 鐘 RAM向 處 理 器 提 供 了 三 個(gè) 獨(dú) 立 、 自 動(dòng) 的 中 斷 源 。 日 歷 和 鬧 鐘 RAM以 及 及 用 于 控 制 和 狀 態(tài) 的 4字 節(jié) 特 殊 寄 存 器 構(gòu) 成 ， 幾 乎 128個(gè) 字 節(jié) 都 可 以 直 接 讀 寫(xiě) ,其 地址 分 配 圖 見(jiàn) 圖 45。C 0000000000001000 0008h 55176。C 0000000110010001 0191h 176。C 0000011111010000 07D0h 0176。 流 程 圖 見(jiàn) 示 模 塊 子 程 序 即 圖 48所 示 。 其 它 的 在 本 設(shè) 計(jì) 中未 曾 使 用 。具 體 內(nèi) 容 見(jiàn) 附 錄 三 源 程 序 。 寫(xiě) 一 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 函 數(shù) void write_bit(uchar dat)。 主 程 序 的 主 要 功 能 是 LCD160 溫 度 測(cè) 試 系 統(tǒng) 、 實(shí) 時(shí) 時(shí) 鐘 系 統(tǒng) 的 初 始 化 ， 鍵 盤(pán) 的 掃 描 （包 括 時(shí) 間 校 準(zhǔn) 鍵 盤(pán) 和 鬧 鐘 設(shè) 置 鍵 盤(pán) ） ， 鬧 鐘 判 斷 ， 溫 度 報(bào) 警 的 查 詢(xún) ， 星 期 轉(zhuǎn) 換 與 月 末 天數(shù) 調(diào) 整 ， 以 及 溫 度 與 時(shí) 間 的 實(shí) 時(shí) 顯 示 ， 此 外 還 有 開(kāi) 中 斷 。 如 圖 3—7所 示 ：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14圖3—7 鍵盤(pán)模塊的原理圖 本 系 統(tǒng) 的 鬧 鐘 與 溫 度 的 二 級(jí) 報(bào) 警 的 設(shè) 計(jì) 采 用 了 簡(jiǎn) 單 的 電 路 ， 它 是 由 NPN型 三 極 管 集 電 極驅(qū) 動(dòng) 蜂 鳴 器 ， 發(fā) 射 極 接 +5V電 源 ， 基 極 接 100歐 姆 的 電 阻 作 限 流 電 阻 ， 再 與 單 片 機(jī) 的 連 接 ， 溫 度 的 一 級(jí) 報(bào) 警 采 用 的 是 發(fā) 紅 光 的 LED接 上 限 流 電 阻 與 單 片 機(jī) 的 接 ， 原 理圖 如 圖 3—8所 示 ：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖3—8報(bào)警模塊的原理圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 智 能 數(shù) 字 電 子 萬(wàn) 年 歷 是 多 功 能 的 系 統(tǒng) ， 各 功 能 是 在 程 序 的 控 制 下 實(shí) 現(xiàn) 的 。 非 編 碼 鍵 盤(pán) 根 據(jù) 其 接 入 方 式 與 掃 描 方 式 又 可分 為 矩 陣 鍵 盤(pán) 即 行 列 式 鍵 盤(pán) 和 獨(dú) 立 鍵 盤(pán) 。 所 以 DS12887時(shí) 鐘 芯片 和 AT89C55單 片 機(jī) 的 接 口 電 路 如 圖 3—5所 示 。 當(dāng) MOT管 腳 接 高 電 平 時(shí) ， R/W是 電 平 信 號(hào) ， 表 明 當(dāng) 前周 期 為 讀 信 號(hào) 周 期 或 者 為 寫(xiě) 信 號(hào) 周 期 ， 當(dāng) DS為 1時(shí) ， R/W高 電 平 1表 明 是 讀 信 號(hào) 周 期 ， R/W為 低 電 平 0表 明 寫(xiě) 信 號(hào) 周 期 ； 當(dāng) MOT管 腳 接 低 電 平 時(shí) ， R/W信 號(hào) 是 低 電 平 信 號(hào) ， 與 通 用 R畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11AM的 寫(xiě) 允 許 信 號(hào) (WE)有 相 同 的 含 義 ； CS表 示 片 選 信 號(hào) 輸 入 端 ， 它 訪 問(wèn) DS12887時(shí) 鐘 芯 片 總線 的 周 期 內(nèi) ， 片 選 信 號(hào) 只 能 保 持 為 低 ； IRQ表 示 的 是 中 斷 輸 入 端 ， 它 在 低 電 平 有 效 ， 通常 作 為 單 片 機(jī) 的 外 部 中 斷 的 輸 入 。斜率累加器預(yù)置計(jì)數(shù)比較器減法計(jì)數(shù)器1溫度寄存器高溫系數(shù)振蕩器 減法計(jì)數(shù)器2 減到0預(yù)置減到0低溫系數(shù)振蕩器增加停止圖33 DS18B20測(cè)溫原理圖．DS18B20與單片機(jī)的接口電路 DS18B20與 單 片 機(jī) 的 連 接 有 兩 種 接 法 ， 一 種 是 寄 生 電 源 供 電 ， 另 一 種 是 外 部 電 源 供 電 。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9．DS18B20測(cè)溫原理 測(cè) 溫 原 理 如 圖 33所 示 ， 由 于 DS18B20的 晶 振 的 振 蕩 頻 率 是 低 溫 度 系 數(shù) 的 ， 因 此 在 受 到 溫 度 的 影 響 時(shí) 變 化較 小 ， 故 它 可 用 于 當(dāng) 作 穩(wěn) 定 頻 率 ， 而 減 法 計(jì) 數(shù) 器 1的 脈 沖 信 號(hào) 可 以 由 它 可 提 供 ， 由 于 它的 的 晶 振 的 振 蕩 頻 率 在 高 溫 系 數(shù) 時(shí) 隨 溫 度 變 化 很 明 顯 ， 故 產(chǎn) 生 的 脈 沖 信 號(hào) 可 作 為 減 法 計(jì)數(shù) 器 2的 脈 沖 信 號(hào) 輸 入 ， 從 原 理 圖 看 ， 還 含 有 計(jì) 數(shù) 門(mén) ， 當(dāng) 計(jì) 數(shù) 門(mén) 打 開(kāi) 時(shí) ， DS18B20溫 度 傳感 器 就 對(duì) 低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器 生 成 的 時(shí) 鐘 脈 沖 進(jìn) 行 計(jì) 數(shù) ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 環(huán) 境 溫 度 的 檢 測(cè) 。單 片 機(jī) 的 內(nèi) 部 XTAL1（ 19腳 ） 與 XTAL2（ 18腳 ） 之 間 有 一 個(gè) 高 增 益 的 放 大 器 ， 在 19腳 和 18腳 外 接 諧 振 電 路 ， 就 構(gòu) 成 內(nèi) 部 振 蕩 方 式 的 自 激 振 蕩 器 ， 并 產(chǎn) 生 時(shí) 鐘 脈 沖 ， 本 次 設(shè) 計(jì) 的 單片 機(jī) 工 作 頻 率 為 12MHz， 振 蕩 頻 率 由 晶 振 的 諧 振 頻 率 來(lái) 確 定 ， 電 容 器 C C2起 穩(wěn) 定 頻 率 、快 速 起 振 的 作 用 ， 其 電 容 值 為 30pF， 設(shè) 計(jì) 電 路 時(shí) 應(yīng) 將 C C2盡 量 靠 近 單 片 機(jī) 芯 片 ， 由 于內(nèi) 部 振 蕩 方 式 電 路 簡(jiǎn) 單 ， 信 號(hào) 穩(wěn) 定 ， 是 獨(dú) 立 的 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 首 選 。 P3口 即 可 作 通 用 的 I/O口 使 用 ， 但 常 使 用 的 是 其 第 二 功 能 。 它 是 一 組 8位 漏 極 開(kāi) 路 型 雙 向 I／ O口 作 為 輸 出 口 用 時(shí) 。 55單 片 機(jī) 的 最 小 系 統(tǒng) 包 括 單 片 機(jī) 芯 片 、 電 源 、 時(shí) 鐘 電 路和 復(fù) 位 電 路 組 成 ， 如 圖 3—2。 因 此 ， 本 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 了 9大 模 塊 ， 分 別 是 主 控 核 心 （ AT89C55） 模 塊 、 DS12887模 塊 、 DS18B20模 塊 、 LCD顯 示 模 塊 、 復(fù) 位 電 路 模 塊 、 報(bào) 警 響 鈴 模塊 、 電 源 模 塊 、 獨(dú) 立 鍵 盤(pán) 模 塊 、 振 蕩 電 路 模 塊 。 而 （ LED數(shù) 碼 管 ） 動(dòng)態(tài) 掃 描 的 顯 示 ,使 用 簡(jiǎn) 單 ， 操 作 方 便 ， 顯 示 直 觀 ， 并 且 （ LED） 數(shù) 碼 管 的 價(jià) 格 也 比 較 適 中畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6,對(duì) 于 顯 示 數(shù) 字 最 合 適 ,而 且 采 用 動(dòng) 態(tài) 掃 描 法 與 單 片 機(jī) 連 接 時(shí) ,占 用 的 單 片 機(jī) 口 線 少 ， 但是 ， 由 于 顯 示 的 位 數(shù) 比 較 多 ， 若 采 用 它 將 要 使 用 4塊 74HC573芯 片 ， 這 無(wú) 疑 會(huì) 增 加 成 本 ，重 點(diǎn) 是 會(huì) 使 電 路 復(fù) 雜 化 ， 操 作 繁 瑣 ， 不 滿 足 設(shè) 計(jì) 要 求 。 中 斷 信 號(hào) 輸 出 (IRQ)和 總 線 兼 容 ， 定 鬧 中 斷 、 周 期 性 中 斷 、 時(shí) 鐘 更 新 周期 結(jié) 束 中 斷 可 分 別 由 軟 件 屏 蔽 ， 也 可 分 別 進(jìn) 行 測(cè) 試 。 所 以 不 采 用 此 方 案 。 主 要 特 點(diǎn) ： 不 需 要 備 份 電 源 ， 可 通 過(guò) DQ供 電 ； 單 線 接 口 ， 只 有 一根 信 號(hào) 線 與 CPU連 接 ， 電 路 簡(jiǎn) 單 ； 傳 送 串 行 數(shù) 據(jù) ； 用 戶 可 設(shè) 定 報(bào) 警 上 下 限 值 ； 零 功 耗 待機(jī) ； 多 個(gè) DS18B20可 以 很 方 便 地 以 串 行 方 式 與 PC或 單 片 機(jī) 連 接 ， 實(shí) 現(xiàn) 多 點(diǎn) 檢 測(cè) ； 抗 干 擾 性強(qiáng) ， 適 合 于 惡 劣 環(huán) 境 的 現(xiàn) 場(chǎng) 溫 度 測(cè) 量 。 可 采 用 數(shù) 字 溫 度 傳感 器 ， DS18B20是 美 國(guó) Dallas公 司 推 出 的 數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 之 一 , 采 用 3腳 （ 或 8腳 ） TO—92封 裝 形 式 ， DQ（ 2腳 ） 為 數(shù) 字 信 號(hào) 輸 入 /輸 出 端 ， GND（ 1腳 ） 為 電 源 地 ， VDD（ 3腳 ） 為外 接 供 電 電 源 輸 入 端 。 掉 電 方 式 保 存RAM中 的 內(nèi) 容 ， 但 振 蕩 器 停 止 工 作 并 禁 止 其 它 所 有 部 件 工 作 直 到 下 一 個(gè) 硬 件 復(fù) 位 。 在 AT89系 列 單 片 機(jī) 中 首 先 考 慮 用 AT89C51， 它 是 一 款 優(yōu) 秀 的 、 功 能 強(qiáng) 大 單 片機(jī) ， 但 是 只 讀 程 序 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 (ROM)只 有 4K， 而 本 次 設(shè) 計(jì) 的 程 序 比 較 大 超 過(guò) 了 10K， 若 要用 它 就 要 接 擴(kuò) 展 儲(chǔ) 存 器 ， 這 必 定 會(huì) 增 加 產(chǎn) 品 的 費(fèi) 用 ， 也 會(huì) 使 設(shè) 計(jì) 的 電 路 變 得 復(fù) 雜 ， 因 此 ， 不 符 合 我的 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 從 設(shè) 計(jì) 的 程 序 看 可 以 選 擇 AT89C53 和 AT89C54， 然 考 慮 的 Proteus仿 真 元 器 件 庫(kù) 中 沒(méi) 有 這 兩 款 單 片 機(jī) ， 綜 合 考 慮 可 以 采 用 AT89C55， 從 表 2—1來(lái) 看 ， 這 款 單 片 機(jī) 完 全 符 合 設(shè) 計(jì) 要 求 。 所以 ， 系 統(tǒng) 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 應(yīng) 在 滿 足 功 能 要 求 的 前 提 下 ， 充 分 的 考 慮 系 統(tǒng) 的 使 用 環(huán) 境 ， 所 選的 結(jié) 構(gòu) 要 操 作 方 便 、 易 于 實(shí) 現(xiàn) ， 元 器 件 的 選 用 著 重 于 合 適 的 參 數(shù) 、 穩(wěn) 定 的 性 能 、 較 低 的功 耗 以 及 低 廉 的 成 本 等 多 種 因 素 ， 同 時(shí) 緊 跟 時(shí) 代 腳 步 。 2. 利 用 PROTEL軟 件 進(jìn) 行 電 路 設(shè) 計(jì) 及 用 Proteus進(jìn) 行 電 路 仿 真 （ 設(shè) 計(jì) 要 求 ） 。 它 不 僅 能 對(duì) 年 、 月 、 日 、 時(shí) 、 分 、 秒 、 星 期 進(jìn) 行 計(jì) 時(shí) ， 更 能 進(jìn) 行 閏 年 補(bǔ)償 、 溫 度 顯 示 、 整 點(diǎn) 報(bào) 時(shí) 、 時(shí) 間 校 準(zhǔn) 以 及 鬧 鐘 設(shè) 置 等 多 種 功 能 ， 而 且 產(chǎn) 生 的 誤 差 極 小 ，使 用 壽 命 極 長(zhǎng) 。 可 以 毫 不 夸 張 的 說(shuō) ， 電 子 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 無(wú) 處 不 在 ， 電 子 技 術(shù) 正 在 不 斷 地 改 變 我 們 的 生活 ， 改 變 著 我 們 的 世 界 ， 改 變 著 我 們 的 觀 念 ， 傳 統(tǒng) 的 時(shí) 鐘 已 不 能 滿 足 人 們 的 需 求 。 由 單 片 機(jī) 作 為 數(shù) 字 鐘 的 核 心 控制 器 ， 可 以 通 過(guò) 它 的 時(shí) 鐘 信 號(hào) 進(jìn) 行 計(jì) 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 計(jì) 時(shí) 功 能 ， 將 其 時(shí) 間 數(shù) 據(jù) 經(jīng) 單 片 機(jī) 輸 出 ， 利用 顯 示 器 顯 示 出 來(lái) ， 通 過(guò) 按 鍵 可 以 進(jìn) 行 定 時(shí) 、 校 時(shí) 功 能 。 近 些 年 ， 隨 著 科 技 的 發(fā) 展和 社 會(huì) 的 進(jìn) 步 ， 人 們 對(duì) 數(shù) 字 鐘 的 要 求 也 越 來(lái) 越 高 ， 傳 統(tǒng) 的 時(shí) 鐘 已 不 能 滿 足 人 們 的 需 求 。 二 十 一 世 紀(jì) 的 今 天 ， 最 具 代 表 性 的 計(jì) 時(shí) 產(chǎn) 品 就 是 電 子 萬(wàn) 年歷 ， 它 是 近 代 世 界 鐘 表 業(yè) 界 的 第 三 次 革 命 。 It is simulated by C programming language and Proteus software useing Kei