【正文】 和鼓勵(lì)使我對(duì)這次的設(shè)計(jì)完成有了信心和動(dòng)力，在此深表謝意。應(yīng)該感謝的人很多，首先感謝學(xué)院給我們提供了一個(gè)展現(xiàn)自己的舞臺(tái)，給我們一次難得煅煉的機(jī)會(huì)，使得我們的動(dòng)手能力和專業(yè)技能都有了很大的提高。最后焊接實(shí)物，開始沒有任何現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié)了顯示屏的對(duì)比度，得到了正確的數(shù)字時(shí)鐘實(shí)物，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。 軟件設(shè)計(jì)包括主流程圖，溫度程序流程圖，DS1302時(shí)鐘程序流程圖，LCD顯示程序流程圖。硬件電路包括單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)，時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)，溫度傳感器的設(shè)計(jì)，獨(dú)立式鍵盤的設(shè)計(jì)，顯示模塊的設(shè)計(jì)。以硬件軟件化為指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮單片機(jī)功能，大部分功能通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路簡(jiǎn)單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。同時(shí)在軟件的編程方面得到更到的提高,對(duì)編程能力得到加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固。當(dāng)顯示亮度不好時(shí)一遍旋轉(zhuǎn)10K歐的滑動(dòng)變阻器，一遍觀看LCD顯示屏，直到看到合適的亮度為止。解決：不顯示時(shí)首先使用萬(wàn)用表對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試,觀察是否存在漏焊,虛焊,或者元件損壞的現(xiàn)象?；叵脒@些問(wèn)題只要認(rèn)真多思考都是可以避免的，以下為主要的一個(gè)問(wèn)題。最后得到仿真圖， 系統(tǒng)仿真圖 系統(tǒng)調(diào)試數(shù)字時(shí)鐘的電路系統(tǒng)比較復(fù)雜，對(duì)于焊接方面不可輕視，只要電路系統(tǒng)中出于一處的錯(cuò)誤，就會(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)刺破帶有包皮的導(dǎo)線，則會(huì)對(duì)電路造成短路現(xiàn)象。Proteus ISIS的工作界面： Proteus ISIS的工作界面： Pick Devices窗口將所需要的元器件放置好后， proteus仿真數(shù)字時(shí)鐘的原理圖 數(shù)字時(shí)鐘的功能仿真模擬調(diào)試：當(dāng)電路搭建好之后，選中單片機(jī)AT89C52，左鍵點(diǎn)擊AT89C52，在出現(xiàn)的對(duì)話框里點(diǎn)擊Program File按鈕，找到剛才Keil軟件編譯得到的HEX文件，載入然后點(diǎn)擊“OK”按鈕就可以模擬了。運(yùn)行Proteus程序后，進(jìn)入軟件的主界面（）。 Proteus軟件運(yùn)行流程Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面。在模擬調(diào)試程序后。如果發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)，可采用在線匯編功能對(duì)程序進(jìn)行在線修改（DebugInline Assambly…），不必執(zhí)行先退出調(diào)試環(huán)境、修改源程序、對(duì)工程重新進(jìn)行編譯/匯編和連接、然后再次進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)的步驟。成功編譯/匯編、連接后，選擇菜單DebugStart/Stop Debug Session（或按Ctrl+F5鍵）進(jìn)入程序調(diào)試狀態(tài)，Keil提供對(duì)程序的模擬調(diào)試功能，內(nèi)建一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真CPU以模擬執(zhí)行程序。緊接著對(duì)工程進(jìn)行設(shè)置，選擇工程管理窗口的Target1，再選擇ProjectOption for Target ‘Target1’（或點(diǎn)右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項(xiàng)），打開工程屬性設(shè)置對(duì)話框，共有8個(gè)選項(xiàng)卡，主要設(shè)置工作包括在Target選項(xiàng)卡中設(shè)置晶振頻率、在Debug選項(xiàng)卡中設(shè)置實(shí)驗(yàn)仿真板等，如果要寫片，還必須在Output選項(xiàng)卡中選中“Creat Hex Fi”；其它選項(xiàng)卡內(nèi)容一般可取默認(rèn)值。這時(shí)工程管理窗口的文件頁(yè)（Files）會(huì)出現(xiàn)“Target1”，將其前面+號(hào)展開，接著選擇Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜單，選擇“Add File to Group ‘Source Group1’”，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找并加入源文件（在加入一個(gè)源文件后，該對(duì)話框不會(huì)消失，而是等待繼續(xù)加入其它文件）。 Keil軟件調(diào)試流程首先選擇菜單FileNew…，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語(yǔ)言或C語(yǔ)言源程序（或選擇FileOpen…，直接打開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔）并保存，（.a51）。Proteus啟動(dòng)畫面：此外，ARES軟件是一款高級(jí)的布線編輯軟件，它采用了32位數(shù)據(jù)庫(kù)的高性能PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以及高性能的自動(dòng)布局和自動(dòng)布線方法。d）支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。b）具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS－232動(dòng)態(tài)仿真、I2 C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。它由ISIS和ARES兩個(gè)軟件構(gòu)成，其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺(tái)軟件，它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，用戶可以對(duì)模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，可載入Proteus仿真軟件中的MCU中，進(jìn)行功能仿真。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。Keil軟件中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。另外重要的是，Keil C51軟件編譯后生成的匯編代碼，就能展現(xiàn)出生成的目標(biāo)代碼效率非常高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 軟件簡(jiǎn)介 Keil軟件簡(jiǎn)介Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)。根據(jù)硬件原理圖，畫出proteus仿真圖，通過(guò)proteus對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的仿真。在液晶屏完成顯示之前首先要對(duì)液晶進(jìn)行初始化。 對(duì)1602初始化寫入顯示設(shè)置命令延時(shí)5ms延時(shí)5ms 獲得顯示 RAM地址寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)檢查忙信號(hào)開 始數(shù)據(jù)顯示完畢？BF=0？NYYN結(jié) 束 LCD顯示程序流程圖1602通過(guò)D0~D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令，其模塊內(nèi)的控制器有11條控制指令。 LCD顯示程序流程圖。先把RST置低，禁止數(shù)據(jù)傳輸，SCLK置低，清零時(shí)鐘總線，RST再置高，允許數(shù)據(jù)傳輸。、。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。要想與DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。初始化送EPROM 讀時(shí)鐘芯片送顯示送時(shí)鐘芯片開中斷開 始設(shè)置鍵有否按下？是否修改當(dāng)前時(shí)間？NYYN 時(shí)鐘流程圖DS1302是SPI總線驅(qū)動(dòng)方式。流程圖分析：DS1302開始計(jì)時(shí)時(shí)，首先進(jìn)行初始化，當(dāng)有中斷信號(hào)時(shí)，讀取時(shí)鐘芯片的數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示。一般訪問(wèn)DS18B20時(shí)按如下步驟進(jìn)行：初始化；ROM操作命令；存儲(chǔ)器操作命令；執(zhí)行/數(shù)據(jù)。流程圖分析：開始進(jìn)入初始化DS18B20，就是通過(guò)主機(jī)拉低單線產(chǎn)生復(fù)位脈沖然后釋放該線，如果有應(yīng)答脈沖，即發(fā)起ROM命令當(dāng)成功的執(zhí)行操作命令后，就使用Convert T命令即開始溫度轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完后，又初始化DS18B20是否有應(yīng)答脈沖，若有，就發(fā)起Read Scratchpad（讀取暫存器和CRC字節(jié)）命令，既同時(shí)讀出第1，2個(gè)字節(jié)，即為溫度的數(shù)據(jù)。流程圖分析：首先系統(tǒng)初始化，系統(tǒng)開始運(yùn)行，當(dāng)有設(shè)置鍵按下時(shí)進(jìn)入修改時(shí)間模式，無(wú)按鍵按下時(shí)讀取時(shí)間、溫度等數(shù)據(jù)送入液晶屏顯示；在修改時(shí)間模式下設(shè)置時(shí)間完成后再送數(shù)據(jù)到液晶屏顯示。主要步驟為：1）編寫源程序并保存；2）建立工程并添加源文件；3）設(shè)置工程；4）編譯/匯編、連接，產(chǎn)生目標(biāo)文件；5）程序調(diào)試。4 軟件設(shè)計(jì)軟件部分主要包括：a）主程序，主流程圖b）溫度檢測(cè)流程圖和溫度檢測(cè)程序c）DS1302時(shí)鐘流程圖和時(shí)鐘程序d）LCD顯示程序和LCD顯示流程圖。當(dāng)R/W端接高電平時(shí)芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)，E端為使能信號(hào)端。E為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令[10]。R／W為讀寫信號(hào)線端，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。7DB0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8DB1底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9DB2底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10DB3底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11DB4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12DB5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13DB6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14DB7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）LCD1602主要管腳介紹：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生鬼影使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。5R/WR/W為讀寫信號(hào)線。 ： LCD1602引腳功能引腳符號(hào)功能說(shuō)明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。 按鍵設(shè)計(jì) 顯示模塊的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中由于要對(duì)時(shí)間、溫度進(jìn)行顯示，所以選擇液晶顯示屏1602模塊作為輸出。由于單片機(jī)在正常應(yīng)用過(guò)程中，可能會(huì)經(jīng)常進(jìn)行鍵操作，因而編程控制方式使CPU經(jīng)常處于工作狀態(tài)， 在進(jìn)行本次設(shè)計(jì)中，只涉及到了設(shè)置、上調(diào)、下調(diào)、確定四個(gè)功能。CPU在一個(gè)工作周期內(nèi)，利用完成其他任務(wù)的空余時(shí)間，調(diào)用鍵盤掃描子程序，經(jīng)程序查詢，若無(wú)鍵操作，則返回；若有鍵操作，則進(jìn)而判斷是哪個(gè)鍵，并執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理程序。本設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式鍵盤。 獨(dú)立式鍵盤每個(gè)鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口線上的狀態(tài)，矩陣式鍵盤按鍵排列為行列式矩陣結(jié)構(gòu)，也稱行列式鍵盤結(jié)構(gòu)。在本系統(tǒng)中，我們采用了單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，因?yàn)閱纹瑱C(jī)可以很好的解決鍵抖動(dòng)。外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。DS18B20數(shù)據(jù)線是開漏結(jié)構(gòu)，這就意味著,在沒有數(shù)據(jù)的時(shí)候,.b) DS18B20的供電方式DS18B20的供電方式有兩種：寄生電源供電方式和外部電源供電方式。 9）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。 7）在9位分辨率時(shí)最多在 ，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快?！?。 4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 2）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。下圖（）為DS18B20硬件接線圖 DS18B20引腳接線引腳說(shuō)明：GND為接地引腳；DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出腳。F至257176。DS18B20具有獨(dú)特的單線接口，只需1個(gè)接口引腳即可通信；多點(diǎn)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化；不需要外部元件；可用數(shù)據(jù)線供電，不需備份電源；測(cè)量范圍從55℃至+125℃，℃。 溫度傳感器電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的測(cè)溫元件采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，該產(chǎn)品采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。當(dāng)“WP”為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作?！癈H”是時(shí)鐘暫停標(biāo)志位，當(dāng)該位為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。SCLK始終是輸入端[8]。上電行動(dòng)時(shí)，RST必須保持低電平。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。所以在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。其中VCC1為后備電源，VCC2為主電源。可以根據(jù)情況選擇6MHz、12MHz或24MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容[7]。單片機(jī)本身就如一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地工作。上電與按鍵均有效的復(fù)位電路不僅在上電時(shí)可以自動(dòng)復(fù)位，而且在單片機(jī)運(yùn)行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作。上電瞬間RESET引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RERST引腳的高電平將逐漸下降。它主要是利用電阻的分壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的在此設(shè)計(jì)中，采用的按鍵復(fù)位電路。按鍵復(fù)位電路：它不僅具有上電復(fù)位電路的功能，同時(shí)它的操作比上電復(fù)位電路的操作要簡(jiǎn)單的多。上電復(fù)位電路：上電復(fù)位是單片機(jī)上電時(shí)復(fù)位操作，保證單片機(jī)上電后立即進(jìn)入規(guī)定的復(fù)位狀態(tài)。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路是使單片機(jī)的CPU或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這上狀態(tài)開始工作。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。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