【正文】 ，指定 RAM數(shù)據(jù)； D5～ D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫操作 (輸入 )， D0=1，指定讀操作 (輸出 )。 單步運(yùn)行只能驗(yàn)證程序正確與否，而不能確定定時(shí)精度、 CPU 的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問題，所以單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試。在這一階段如果發(fā)生故障，可以分析子程序在 運(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)、緩沖單元是否發(fā)生沖突、零位的建立和清除在設(shè)計(jì)上是否失誤、堆棧區(qū)域是否溢出或輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。通過檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)程序中的死循環(huán)錯(cuò)誤、機(jī)器 共 27 頁 第 18 頁 碼錯(cuò)誤和轉(zhuǎn)移地址的錯(cuò)誤，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障，軟件算法和硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在調(diào)試過程中不斷調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件，完成每個(gè)程序模塊的調(diào)試。 對(duì)于模塊結(jié)構(gòu)程序，要對(duì)子程序逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試。 軟件調(diào)試 軟件測(cè)試儀器 序號(hào) 名稱 型號(hào) 1 PC 機(jī) LXBHF769A 2 雙路直流穩(wěn)壓電源 CA17303D 3 V8 通用單片機(jī)仿真器 V8/L 4 數(shù)字萬用表 DT9208 5 ISP 在線編程器 軟件 調(diào)試與 測(cè)試 軟件調(diào)試方法與選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。 （ 2）對(duì)萬年歷修改時(shí)間或日期時(shí)，有時(shí) LED數(shù)碼管被屏蔽掉，造成不亮現(xiàn)象?；叵脒@些問題只要認(rèn)真多思考都是可以避免的，以下為主要的問題： （１） LED數(shù)碼管的斷碼錯(cuò)亂 ,原因出于沒有認(rèn)真看清 a、 b 、 c 等引腳信息。 硬件測(cè)試 ： 電子萬年歷的電路系統(tǒng)較大，對(duì)于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯(cuò)誤，則會(huì)對(duì)檢 測(cè)造成很大的不便，而且電路的交線較多，對(duì)于各種鋒利的引腳要注意處理，否則會(huì)刺被帶有包皮的導(dǎo)線，則會(huì)對(duì)電路造成短路現(xiàn)象。 共 27 頁 第 17 頁 硬件調(diào)試 與測(cè)試 在制作出實(shí)物后，硬件并非按照理論上的情況成功進(jìn)行。用數(shù)字萬用表檢測(cè)的時(shí)候，可以很方便的檢測(cè)出電路的通斷。檢查是否虛焊可以在完成 焊接以后，插上電源，看電路是否正常工作。根據(jù)焊接的經(jīng)驗(yàn)，在焊點(diǎn)錫是尖角的，一般都是焊實(shí)的；如果焊點(diǎn)處出現(xiàn)圓顆狀。 在畫 PCB 時(shí)應(yīng)注意先看元器件的實(shí)物，然后看軟件是否有相對(duì)應(yīng)的庫元器件，如果沒有就需要根據(jù)實(shí)物自己畫出相應(yīng)的元件，以免做好板后才發(fā)現(xiàn)元器件是無法插入相應(yīng)的孔中。 將所有芯片的電源和引腳全部利用，不要懸空 。 圖面安排時(shí)，電源部分一般安排在左下方，輸入端在左側(cè)，輸出端在右側(cè) 。 硬件調(diào)試 布線的原則 與焊接 畫硬件原理圖時(shí)應(yīng)注意些原則： 按統(tǒng)一的要求選擇圖紙幅面、圖框格式、電路圖中的圖形符號(hào)、文字符號(hào) 。 ， 在覆銅面剪掉多余元器件的引線 ,最好用斜口鉗 ， 可防止因剪線而使覆銅皮損壞。 瓷介電容器、電解電容器、三極管等采用立式插裝，也要近貼電路板。 圖 43 溫度鬧鐘設(shè)置報(bào)警流程圖 共 27 頁 第 16 頁 第五章 安裝與調(diào)試 安裝制作 ，重點(diǎn)辯別認(rèn)清電阻器阻值及相應(yīng) 代號(hào)，對(duì)電阻、電容、發(fā)光二極管、三極管、電源變壓器等要用萬用表一一檢測(cè)。 共 27 頁 第 15 頁 圖 42 日期時(shí)間設(shè)置流程圖 溫度鬧鐘設(shè) 置報(bào)警 本模塊通過按設(shè)定鬧鐘和高低溫的值，通過程序控制和蜂鳴模塊，共同實(shí)現(xiàn)鬧鐘和溫度報(bào)警功能。 當(dāng)通過按鍵來調(diào)整時(shí)間時(shí)，就是在相應(yīng)的寄存器中寫入調(diào)整后的時(shí)間值，然后單片機(jī)再?gòu)南鄳?yīng)的寄存器中讀出調(diào)整后的時(shí)間值，經(jīng)由 LCD 1602 顯示調(diào)整后的時(shí)間。 軟件流程圖如圖 41 所示。 原理圖如 圖 39所示。 時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒分時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù) 和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12小時(shí)格式。 原理圖如圖 38 所示。原理圖如圖 37 所示。采用獨(dú)立式鍵盤接口，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，通過檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)很容易判斷哪個(gè)鍵被按下。原理圖如圖 36 所示。 圖 35 LCD1602 顯示器模塊原理圖 DS18B20 溫度傳感器模塊 溫度采樣在本系統(tǒng)采用了美國(guó) DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線式數(shù)字溫度傳感 DS18B20，測(cè)溫分辨率高達(dá) ，將結(jié)果轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)。但由于內(nèi)帶字符發(fā) 生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 字符的顯示 ： 用 LCD 顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由 6 8 或 8 8 點(diǎn)陣組成，既要找到和示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “ 1” ，其它的為 “ 0” ，為 “ 1” 的點(diǎn)亮，為 “ 0” 的不亮。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H—— 00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H） =FFH 時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為 8 個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（ 3FFH） =FFH 時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H， ?? （ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H 時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。但是，如果將 EA 引腳懸空， 會(huì)導(dǎo)致程序執(zhí)行不正常。 單片機(jī)的引腳 31，決定是訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器還是外部存儲(chǔ)器。 本設(shè)計(jì)采用的復(fù)位電路，是手動(dòng)按鍵復(fù)位電路。 復(fù)位電路 單片機(jī)的引腳 9 是復(fù)位端。晶振上還要接兩個(gè)起振電容，可在 20~40pF 間選取。比如晶振的頻率選擇 12MHZ，那么單片機(jī)工作的時(shí)鐘頻率就是 12MHZ。 單片機(jī)的引腳 40 要接電源端，采用 +6V電源供電。 圖 34 單片機(jī)最小化系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)確保單片機(jī)的正常工作，主要由晶振電路和復(fù)位電路組成。 圖 33 1602 引腳圖 表 31 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明 。 圖 32 1602 的內(nèi)部顯示地址 主要技術(shù)參數(shù) ： 顯示容量 ： 162 個(gè)字符 ， 芯片工作電壓 ： —， 工作電流 ： ()， 模塊最佳工作電壓 ： ， 字符尺寸 ： (WH)mm。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在，哪里顯示字符。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳 感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 繼 “ 一線總線 ” 的早期產(chǎn) 共 27 頁 第 9 頁 品后， DS1820開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。2176。 DS18B20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價(jià)格比也非常出色！ DS1822 與 DS18B20 軟件兼容，是DS18B20 的簡(jiǎn)化版本?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。176。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 2176。C。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。C～ +125176。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP） 。 /EA /VPP：當(dāng) /EA 保持低 電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻 率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（ 外部中斷 0） /INT1（ 外部中斷 1） T0（ 記時(shí)器 0 外部輸入 ） T1（ 記時(shí)器 1 外部輸入 ） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng)P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)被定義為高阻輸入。 GND：接地。 圖 21 硬件設(shè)計(jì)總體框圖 AT89C51 LCD16020 液晶顯示模塊 DS18B20 溫度傳感器 時(shí)鐘電路 鍵盤輸入模塊 復(fù)位電路 電源 蜂鳴器模塊 共 27 頁 第 7 頁 第三章 硬件設(shè)計(jì) 主要元器件介紹 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)引腳圖如圖 31 所示 。并且可以在鍵盤設(shè)置模塊輸入修改時(shí)間，設(shè)置鬧鈴等信息，當(dāng)鍵盤設(shè)置時(shí)間、日期時(shí)，單片機(jī)主控制根據(jù)輸入信息，通過串口通信傳送給 DS1302時(shí)鐘芯片， DS1302 芯片讀取當(dāng)前新信息產(chǎn)生反饋傳送給單片機(jī)，然后單片機(jī)根據(jù)控制最后輸送顯示信息到 LCD模塊上顯示。 如圖 21 所示為硬件總體設(shè)計(jì)框圖。 綜上各方案所述 ,對(duì)此次作品的方案選定 ： 采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng) ， DS1302 提供時(shí)鐘 ，數(shù)字式溫度傳感器 ， LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描作為顯示。 方案二：采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以去除 A/D 模塊，降低硬件成本， 簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路。 溫度傳感器的選擇方案與論證 方案一：使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值，并進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 方案二：采用 DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高 ,位的 RAM 做為數(shù)據(jù)暫存區(qū)，工作電壓 ～ ， 于 300nA。采用此種方案雖然減少芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。 本設(shè)計(jì) 采用了 LED 數(shù)碼管作為顯示 。 方案二： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi) ,且價(jià)格也相對(duì)較高 ,所以也不用此種作為顯示 。 本設(shè)計(jì) 選 擇采用 AT89C52 作為主控制系統(tǒng) 。 設(shè)計(jì)的選擇方案和論證 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證 方案一 : 采用 89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲(chǔ) 空間 ,能于 3V的超低壓工作 ,而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 ,但是運(yùn) 用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備 ISP在線編程技術(shù) , 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。 四個(gè)鍵操作：設(shè)置時(shí)間、加減、鬧鐘切換等。并且可以設(shè)置高低溫度報(bào)警。同時(shí)自動(dòng)隨時(shí)期更 變星期。 采用時(shí)鐘芯片 DS1302，走時(shí)非常精確。該系統(tǒng)較傳統(tǒng)時(shí)鐘不僅測(cè)量精確度高，工作穩(wěn)定，而且功能可以擴(kuò)展，使用起來方面，可以廣泛用于人們?nèi)粘Ｉ钪?，所以具有較好的實(shí)用價(jià)值 。 系統(tǒng)開發(fā)的目的 多功能數(shù)字萬年歷系統(tǒng)的最基本功能就是時(shí)間的顯示，鬧鐘，溫度的采集和報(bào)警， 本設(shè)計(jì)的意義在于傳統(tǒng)的時(shí)鐘不能滿足現(xiàn)代人們多元化快節(jié)奏的生活需求，此設(shè)計(jì)將單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過 DS1302 數(shù)字時(shí)鐘芯片進(jìn)行秒，分，時(shí)來計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)校時(shí)功能，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用 LCD1602 顯示器液晶顯示出來。因?yàn)閿?shù)字萬年歷從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，由于數(shù)字集成電路的不停發(fā)展和石英晶體振蕩器的發(fā)展以及廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)