【正文】 程序流程圖LCD1602的程序設(shè)計(jì)可以從其引腳功能出發(fā)：LCD1602的第4腳RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。主程序流程圖如圖41所示。利用鍵盤掃描函數(shù)，對(duì)按鍵進(jìn)行掃描。利用時(shí)鐘顯示函數(shù)，對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)間進(jìn)行顯示。 主程序設(shè)計(jì)本軟件設(shè)計(jì)以時(shí)鐘顯示、鍵盤掃描為主程序。然后對(duì)系統(tǒng)鍵盤接口電路和輸出控制電路的設(shè)計(jì)，加以了簡單的介紹。按照原理框圖劃分為主控模塊、時(shí)鐘模塊、鍵盤接口電路、顯示模塊、輸出控制模塊等五部分。表37 輸出部分控制表（給0亮）（給0亮）（給0打鈴）教室燈路燈電鈴輸出部分原理如圖39所示。當(dāng)控制口P3口給低電平時(shí)，發(fā)光二極管、三極管導(dǎo)通，分別就實(shí)現(xiàn)了控制。由于考慮保護(hù)原因，所以蜂鳴器用一個(gè)PNP驅(qū)動(dòng)。圖38 顯示部分原理圖 輸出控制模塊設(shè)計(jì)、用發(fā)光二極管模擬。并在VEE加上滑動(dòng)變阻器VR1，用于調(diào)LCD 的背光對(duì)比度。由于STC89C52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，所以用P0口作為數(shù)據(jù)輸出時(shí)，需加上拉電阻。 1602的16進(jìn)制ASCII碼表見附錄2。表36寄存器選擇控制表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容字符集1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器(CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B(41H)，顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，就能看到字母“A”。圖37 LCD1602管腳圖管腳功能字符型 LCD 通常有 14 條引腳線，市面上也有很多 16 條引腳線的 LCD，多出來的2 條線是電源線VCC(15 腳)和地線GND(16 腳)，其控制原理與 14 腳的LCD 完全一樣，定義如表35所示。LCD1602液晶是一款很常用，也很易用的字符液晶，可以顯示2行每行16個(gè)即32個(gè)字符，對(duì)比度可調(diào)，黃綠色背光。點(diǎn)陣型液晶通常面積較大，可以顯示圖形；而一般的字符型液晶只有兩行，面積小，只能顯示字符和一些很簡單的圖形，簡單易控制且成本低。圖36鍵盤接口原理圖 顯示模塊設(shè)計(jì) LCD1602液晶顯示模塊液晶顯示器以其微功耗、小體積、使用靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。并且對(duì)于內(nèi)置了上拉電阻的I/O引腳來說，外接上拉電阻沒有意義。矩陣式鍵盤適合按鍵較多時(shí)使用。獨(dú)立式鍵盤是各個(gè)按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一個(gè)I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會(huì)影響其他I/O口上按鍵工作狀態(tài)。 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)根據(jù)功能需要，本時(shí)鐘需要設(shè)置以下功能鍵：時(shí)間設(shè)置鍵，手動(dòng)自動(dòng)模式設(shè)計(jì)鍵，打鈴設(shè)置鍵，路燈與教學(xué)樓燈點(diǎn)亮設(shè)置鍵，路燈與教學(xué)樓燈手動(dòng)點(diǎn)亮鍵，手動(dòng)打鈴鍵，加1操作鍵，減1操作鍵。DS1302采用雙電源供電，平時(shí)由+5V電源供電，當(dāng)+5V掉電之后，由圖35中B1（+3V備用鋰電池）供電。同時(shí)DS1302芯片計(jì)時(shí)精確，不受系統(tǒng)電源影響；外接鋰電池，提供斷電保護(hù)。系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)用實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片DS1302，其連接如圖35所示。表34 DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器讀寄存器寫寄存器BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0范圍81H80HCH10秒秒005983H82H10分分005985H84H010時(shí)時(shí)112023AM/PM87H86H0010日日13189H88H0010月月1128BH8AH00000周日178DH8CH10年年00998FH8EHWP0000000—此外DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關(guān)的寄存器等。圖34 DS1302數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序DS1302 的寄存器DS1302 共有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。數(shù)據(jù)輸入輸出在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。表32 DS1302引腳功能說明引腳號(hào)名稱功能1VCC1備份電源輸入2X13X24GND地5RST控制移位寄存器/復(fù)位6I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出7SCLK串行時(shí)鐘8VCC2主電源輸入DS1302 的控制字節(jié)說明DS1302 的控制字如表33所示。 DS1302引腳圖DS1302引腳如圖33所示。有主電源和備份電源雙引腳，而且備份電源可由大容量電容（1F）來替代?！D32 系統(tǒng)電路圖 DS1302時(shí)鐘芯片DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。P1口作為鍵盤輸入，、以實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交換。 電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路如圖32所示，18引腳和19引腳接晶振電路，XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。P3口的第二功能定義見表31。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址總線的高8位使用。對(duì)于52子系列單片機(jī)，：。P1口（～）：為8位準(zhǔn)雙向I/O接口。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O接口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口時(shí)，P0口是地址總線低8位及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。GND：接地。其引腳圖如圖31所示。片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），有3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和6個(gè)中斷源。然后對(duì)設(shè)計(jì)所用的核心芯片選擇進(jìn)行了詳細(xì)的方案論證，通過詳細(xì)闡述各個(gè)芯片的優(yōu)勢(shì)，對(duì)比以及本設(shè)計(jì)的特殊需求進(jìn)行合理的選擇，為整個(gè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。用發(fā)光二極管表示路燈，教學(xué)樓照明等工作情況。方便易用，使整個(gè)設(shè)計(jì)更加簡單方便。顯示電路采用了LCD1602液晶屏來作為其顯示模塊。所以選用第三種設(shè)計(jì)方案。該電路不但能準(zhǔn)確地計(jì)時(shí)，且其三線接口可以節(jié)省接口資源，加上鋰電池在斷電后不會(huì)丟失時(shí)間和數(shù)據(jù)信息。方案三：使用串行接口時(shí)鐘芯片DS1302設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路。該電路能夠準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，還附加許多其它功能，在掉電時(shí)能保存用戶設(shè)置參數(shù)和故障狀態(tài)參數(shù)等重要參數(shù)。方案二：使用并行接口時(shí)鐘芯片DS12887設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路。本設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提出了以下幾種實(shí)現(xiàn)方法：方案一：直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。 時(shí)鐘芯片在電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)中，常用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片有DS1288DS121DS164DS1302?？梢燥@示2行每行16個(gè)即32個(gè)字符，對(duì)比度可調(diào)、黃綠色背光。目前市面上的字符型液晶絕大多數(shù)是LCD1602。方案三：采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字、圖形，顯示多樣、清晰可見，且其控制方便，顯示程序簡單，省了很多麻煩。采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，雖然占用的單片機(jī)口線少，但連線需要花費(fèi)一點(diǎn)時(shí)間。 顯示模塊學(xué)生作息時(shí)間控制系統(tǒng)工作是需要顯示模塊來提供實(shí)時(shí)時(shí)間，同時(shí)需要通過顯示來體現(xiàn)學(xué)生作息時(shí)間控制系統(tǒng)良好的控制性，操作性。雖然AVR單片機(jī)無論是在資源上還是在運(yùn)行速度上都比51單片機(jī)強(qiáng)大很多，但由于對(duì)性價(jià)比要求比較高，同時(shí)出于功耗的考慮，所以選擇51單片機(jī)作為主控芯片。AVR單片機(jī)自帶看門 狗定時(shí)器，在強(qiáng)烈的電磁干擾條件下可以防止程序跑飛。同時(shí)它還具有其它眾多優(yōu)點(diǎn)?；谝陨蟽牲c(diǎn)，本設(shè)計(jì)對(duì)主控芯片的選擇提出了以下幾種方案：方案一：采用51系列芯片作為硬件核心，以AT89C51作為代表，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，1288位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。本系統(tǒng)是面向市場的設(shè)計(jì)，故在系統(tǒng)的核心控制芯片的選擇上，首先要考慮其性價(jià)比。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示。38 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第2章 方案設(shè)計(jì)與論證基于單片機(jī)的學(xué)生作息時(shí)間控制系統(tǒng)主要包括：控制模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、模擬輸出模塊、數(shù)碼顯示模塊及鍵盤輸入模塊。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)