【正文】 差 （ s） 5 9 34 71 第 誤差分析 從功能分析，該系統(tǒng)的誤差主要是時間誤差，可能是由于 DS1302 的時鐘晶振 精度不蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 高 引起的時間誤差，還可能是芯片本身的質(zhì)量不良所引起的。 程序調(diào)試完成后，將程序下載到單片機里，使整個系統(tǒng)運行起來。 （ 2）軟件調(diào)試：系統(tǒng)軟件程序在編制好以后，可通過 KEIL 軟件對源程序進行編程，變成可執(zhí)行的 目標代碼， 在編程過程中出現(xiàn)錯誤，要及時糾正。查看端口是否正確連接，連接是否可靠。 （ 1）靜態(tài)調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試主要是排除明顯的硬件故障。 我們設(shè)計好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過聯(lián)合調(diào)試，才能驗證其正確性；軟硬件的配 合 情況以及是否達到設(shè)計任務的 要求，也只有經(jīng)過調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、完善，最終開發(fā)成實用產(chǎn)品。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分兩個步驟：單片機系統(tǒng)調(diào)試及整個控制系統(tǒng)運行調(diào)試。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操 作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 日歷、時間寄存器及其控制字 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關(guān)的寄存器等。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù) 據(jù)時從低位 0 位到高位 7。 LCD顯示流程 第 時鐘程序設(shè)計 控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) ， 位 5 至位 1 指示操作單元的地址 ， 最低有效位 (位 0)如為 0 表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 下面分別對這這些程序進行詳細設(shè)計。主程序通過判斷鍵盤的輸入情況調(diào)用不同的子程序。 整個軟件系統(tǒng)采用模塊化的程序設(shè)計方法，共分為初始化，顯示程序，鍵盤程序，時鐘程序，聲音發(fā)聲程序等。 總電路圖如圖 所示： 圖 總電路圖 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 第 4章 軟件設(shè)計 第 軟件設(shè)計概述 軟件系統(tǒng)在本設(shè)計中尤其重要，基本功能大部分是由軟件完成的，發(fā)揮功能的關(guān)鍵控制部分同樣需要軟件 的密切配合才能順利實現(xiàn)。鬧鈴模塊的設(shè)計如圖 所示 。蜂鳴器電路接 在單片機的 引腳上，當給該引腳一個低電平，三極管導通 。使能 E 端接單片機的 口，使能端由高電平到低電平時開始執(zhí)行命令，把讀數(shù)顯示出來 。 LCD1602 的 RS 寄存器選擇端口接單片機的 口，通過軟件程序中對此端口的設(shè)置來決定選擇的寄存器。在液顯電路連接上， LCD1602 顯示模塊可以直接和單片機STC89C52 直接接口，液晶顯示的 D0~D7 八個雙向端口接 STC89C52 單片機的 P0 口的~，單片機的 P0 口可以作為通用的輸入，輸出端口使用，此時，若要驅(qū)動 NMOS或其他拉電流負載時， 需外接上拉電阻，才能使該位高電平有效，所以中間接 10K 的排阻，來決定顯示器高低點位，是否要顯示。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符 。當 RS 和蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)； 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令； 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線； 第 15～ 16 腳：空腳。在本設(shè)計采用的字符型液晶模塊是一種用5x7 點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 1 行 16 個字、 2 行 16個字、 2 行 20 個字等等，這里以常用的 2 行 16 個字的 1602 液晶模塊來介紹它的編程方法。 I/O 為串 行數(shù)據(jù)輸入輸出端（雙向）， SCLK 為時鐘輸入端。上電運行時，在 Vcc之前， RST 必須保持低電平。當RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 圖 DS1302 引腳圖 DS1302 的引腳排列，其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。 DS1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄，能實 現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。 C230PC330PY212MHZGND 圖 晶振電路 . 時鐘 模塊 DS1302 DS1302 由美國 DALLAS 公司推出的具有涓細電流充電能力的低功耗實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、日、時、分、秒進行計時，且具有閏年補償?shù)榷喾N功能。以上就是晶振的起振原理，設(shè)計中此晶振為單片機提供運行的必要條件，只有晶振產(chǎn)生振蕩才可以是單片機正常運行，這也看出來晶 振在電路中的重要性了。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。下面我就對晶振詳細的介紹下，晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關(guān)系。如圖 所 示。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復位，則程序計數(shù)器 PC 將得不到一個合適的初值，因此， CPU 可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序，但是通過 10uF 電容與 10K 電阻配合后就會有一個穩(wěn)定復位過程。在本次設(shè)計中當 Vcc 掉電時，必然會使 RST 端電壓迅速下降到 0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個負電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復位， RST 端的高電平信號必須維持足夠長的時間。本設(shè)計采用的是上電復位電路，即使用一個 10uF 電容以及 10K 電阻完成設(shè)計，在上電時對單片機進行一次系統(tǒng)復位。 （ 10） XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 FLASH 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 （ 7） PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 （ PROG）。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 端口引腳 第二功能： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時 /計數(shù)器 0) T1(定時 /計數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。 P3 口 亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用 。對 P3 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 引腳號第二功能： 蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） （ 3） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0 不具有內(nèi)部上拉電阻。對 P0 端口寫“ 1”時，引腳用作高阻抗輸入。 STC89C52 單片機引腳分布如下圖 12345678RST91011121314151617XTL218XTL119GND202122232425262728NA29ALE30EXLD313233343536373839VCC40U1 圖 STC89C52單片機引腳分布圖 （ 1） P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。 綜合以上情況，為了減小體積和節(jié)約成本，我們選擇了方案 4。用 USB 端口可以為外部電路供電，在沒有其他直流電源的情況下，這種方式很有用。 方案 3 ：采用 USB 供電 每臺 PC 都有一個 USB（通用串行總線）端口，它可以為外設(shè)提供 500mA 的 5V+5%供電。 方案 2 ：采用橋式整流電路 220v 交流電源經(jīng)過整流濾波后可以得到所需電源電壓 +5v，整流效果好，電壓穩(wěn)定性好， 220v 交流電經(jīng) 12v 變壓器后，經(jīng)橋式整流濾波后得到約 的電源電壓，然后經(jīng)7805 三端穩(wěn)壓器及濾波電容得到電路中所需的 +5v 電源。 方案 1 ：采用半波整流電路 220v 交流電源經(jīng)過整流濾波后可用得到所需電源電壓，但是電壓不穩(wěn)定，即穩(wěn)定性差。本系統(tǒng)顯示信息量不是很大，無需彩色顯示而增加成本，且其驅(qū)動程序復雜，因此本系統(tǒng)部采用此方案考慮實用問題，故采用方案 2。具有色彩艷麗，分辨率高，顯示信息量大等優(yōu)點。 方案 3 ：采用 LED 點陣顯示： LED 點陣顯示雖然能顯示字符和數(shù)字，但顯 示效果不好，且不易編程。與中文液晶顯示相比，英文液晶顯示其編程更簡單，因此選擇英文的LCD。 方案 2 ：采用液晶顯示： 采用 LCD16O2 液晶顯示屏， 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，其擁有友好的人機界面及強大的顯示功能。 圖 . 顯示部分方案 方案 1 ：采用數(shù)碼管顯示： 該方案控制最簡單，可以通過設(shè)置完成制作任務，經(jīng)濟耐用，但是只能顯示非常有限的符 號和數(shù)字，顯示不夠直觀、提供信息量少、不易理解等缺