【正文】 ⑵ 防靜電我做了以下考慮：不使用的輸入端根據(jù)要求接地；作為線路板輸入接口的電路，在其輸入端加瞬變電壓抑制二極管，并對地接電阻器；由電阻器電容器組成震蕩器的電路，為防止電容器存儲的電荷產(chǎn)生的電壓使有關(guān)輸入端的電壓短時高于電源電壓，在該輸入端串聯(lián)限流電阻；防寄生禍合。 本系統(tǒng)中的抗干擾的預(yù)防措施在設(shè)計(jì)中，考慮到實(shí)際中可能產(chǎn)生的干擾，采取了以下措施：⑴ 降額使用在設(shè)計(jì)時，有意識的降低施加在元器件上的工作應(yīng)力，提高元器件的可靠性，從而延長其使用壽命。由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際工作過程中，可能會受到各種內(nèi)部和外部的干擾而發(fā)生異常狀態(tài)，因此抗干擾設(shè)計(jì)是系統(tǒng)研制中不可忽視的一個重要內(nèi)容。如圖51為位抑制干擾信號的算法流程。一階遞推數(shù)字濾波公式為：Yn=QXn+(1Q)Yn1 （51）式中Q：數(shù)字濾波器的時間常數(shù)，實(shí)際取值取決于濾波時間常數(shù)和采樣周期。對溫度、液位等變化緩慢的被測參數(shù)采用此方法能收到良好的濾波效果，但對于流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜采用中位值濾波。⑷ 中位值濾波法：中位值濾波法是對某一參數(shù)連續(xù)采樣，取樣本總值作為采樣結(jié)果。片的比例是相同的，亦即取每次采樣值的1倍相加。即對每個采樣點(diǎn)連續(xù)采樣幾次，根據(jù)所采樣的數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，確定取舍發(fā)來剔除偏差數(shù)據(jù)。實(shí)際中采樣數(shù)目視具體情況而定，對于非常平穩(wěn)的信號，可以將樣本數(shù)增大，但對于變化頻繁的信號，則應(yīng)將樣本數(shù)減至3～4個。該方法使用于對具有隨機(jī)干擾的信號進(jìn)行濾波。5 系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì) 軟件可靠性的設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性，不可能完全依靠硬件解決，因此軟件抗干擾性問題的研究己引起人們的重視。硬件調(diào)試很重要也很麻煩，由于本次設(shè)計(jì)硬件非PCB制板，而是手工焊板，焊點(diǎn)質(zhì)量、布線是否合理等對系統(tǒng)的影響比較大，這無疑增加硬件調(diào)試的難度。仿真器和仿真頭設(shè)置正確，并且硬件連接沒有錯誤，出現(xiàn) “硬件仿真”的對話框，并顯示仿真器、仿真頭的型號及仿真器的序列號。將仿真器通過串行電纜連接計(jì)算機(jī)上，將仿真頭接到仿真器，檢查接線是否有誤，確信沒有接錯后，接上電源，打開仿真器的電源開關(guān)。step into 逐語句；進(jìn)入并單步執(zhí)行；單步執(zhí)行step over 逐過程step out 跳出 執(zhí)行到斷點(diǎn)處可以在代碼所在窗口的最左邊右擊按鈕插入一個斷點(diǎn)，如下圖所示： 有了這個功能，就可以控制監(jiān)控要執(zhí)行到某位置時系統(tǒng)的狀態(tài)。定時器的設(shè)置很簡單：下面介紹一下一些常用的調(diào)試按鈕： 就是Reset ，相當(dāng)于單片機(jī)最簡系統(tǒng)的復(fù)位按鈕，按下后，所有的系統(tǒng)狀態(tài)將變成初始狀態(tài)這是全速運(yùn)行，相當(dāng)于單片機(jī)的通電執(zhí)行。關(guān)于串口的問題，以后我會有專門的文章介紹，這里就這樣大致介紹一下。有了輸出，就應(yīng)該有輸入的設(shè)置：這個按鈕可以打開輸入預(yù)設(shè)窗口，輸入值窗口如下：選擇不同的Int Source 會有不同的 Selected Interrupt的變化，通過選擇與賦值達(dá)到模擬輸入的目的。上圖所示，Port0，Port1，Port2，Port3就對應(yīng)于單片機(jī)的四個P0，P1，P2，P3 口，共32個針腳。如果操作結(jié)果在最高位有進(jìn)位（加法）或者借位（減法），則該位為1，否則為0由于PSW存放程序執(zhí)行中的狀態(tài)，故又叫程序狀態(tài)字?運(yùn)算器中還有一個按位（bit）進(jìn)行邏輯運(yùn)算的邏輯處理機(jī)（又稱布爾處理機(jī)）根據(jù)指令執(zhí)行的不同上述值會有相應(yīng)的變化，也正是為了監(jiān)測這些在單片機(jī)中看不到的值而達(dá)到調(diào)試的目的。cy：進(jìn)位標(biāo)志CY（PSW7）。ac：輔助進(jìn)位標(biāo)志AC。Ov：溢出標(biāo)志位OV。P：奇偶標(biāo)志P。具體介紹一下SysA：累加器ACC，往往在運(yùn)算前暫存一個操作數(shù)（如被加數(shù)），而運(yùn)算后又保存其結(jié)果（如代數(shù)和）。 } }4 調(diào)試首先：打開已經(jīng)編譯通過的單片機(jī)項(xiàng)目選擇Debug下面的Start/Stop Debug Session，這個選項(xiàng)可以打開調(diào)試也可以關(guān)閉調(diào)試接下來看到的窗口就是調(diào)試窗口：1：左側(cè)的Project WorkspaceRegs是片內(nèi)內(nèi)存的相關(guān)情況值，Sys是系統(tǒng)一些累加器、計(jì)數(shù)器等。 } if(n = 20) { alarm_flag=1。 } else { Beer_OFF。 if(beert3) { if(beert5) { beert = 0。amp。ah==shi) { alarm_flag=2。am==fenamp。as==miaoamp。 if(alarm_flag==1amp。 鬧鐘子程序程序鬧鈴子程序最主要的任務(wù)是不斷用時鐘分(min)與時(hour)同設(shè)定的鬧鈴分(clk_min)與鬧鈴時(clk_hour)比較，只要滿足min等于clk_min、hour等于clk_hour，進(jìn)入該中斷服務(wù)子程序。單片機(jī)掃描完鍵盤，得到鍵值，并根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)入執(zhí)行對應(yīng)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)按鍵功能。由于本設(shè)計(jì)中STC89C52單片機(jī)在系統(tǒng)中的主要任務(wù)是接受DHT11的數(shù)據(jù)并送出顯示，完成時鐘校對和溫濕度顯示控制。前兩種掃描方式均會占用CPU大量時間。在執(zhí)行鍵盤按鍵規(guī)定的功能中不理睬鍵盤輸入。圖31 多功能電子鐘主程序流程圖 鍵盤部分單片機(jī)對鍵盤掃描的方法有隨機(jī)掃描方式、定時掃描方式和中斷掃描方式。單片機(jī)依次開始調(diào)用鍵盤掃描子程序、DHT11子程序、鬧鈴子程序，經(jīng)過延時，返回程序開頭循環(huán)運(yùn)行。第一次上電，系統(tǒng)先進(jìn)行初始化， LED顯示初始時間“10：05：00”，并開始走時。對于剛學(xué)單片機(jī)或者硬件還不成熟的新手使用者二者會大大縮短開發(fā)周期。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。為了便于修改和調(diào)試，系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，程序的編寫編譯在keil uvision4軟件中完成。C語言程序可讀性高，更便于理解。 ⑷ 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能 本設(shè)計(jì)的仿真原理圖見附錄 23 軟件設(shè)計(jì)C52單片機(jī)可以應(yīng)用匯編語言和C語言進(jìn)行編程。在訓(xùn)練學(xué)生時，可以選擇不同的方案，這樣更利于培養(yǎng)學(xué)生。RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。軟件仿真：⑴ 提供軟件調(diào)試功能。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。這些功能是： ①原理布圖 ②PCB自動或人工布線 ③SPICE電路仿真⑵ 革命性的特點(diǎn)： ① 互動的電路仿真用戶甚至可以實(shí)時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。這次電路需要的是+5V直流電源。 報警模塊電路如圖28所示。 報警電路設(shè)計(jì)蜂鳴器報警模塊的作用：當(dāng)定時鬧鐘時間到時，蜂鳴器發(fā)出預(yù)設(shè)的聲音，而發(fā)光二極管則會隨著音樂閃爍。⑷ 溫度濕度顯示。⑶ 倒計(jì)時秒表。⑵ 定鬧鐘。⑴ 調(diào)時。如圖 27所示圖27 鍵盤部分按鍵的軟件結(jié)構(gòu)：四個按鍵中S1為切換鍵，S2為設(shè)定鍵，S3為上調(diào)鍵，S4下調(diào)鍵。由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，較多地應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng)中。這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少采用。編碼鍵盤主要是用硬件來實(shí)現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實(shí)現(xiàn)鍵盤的定義與識別。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。⑶ 最小系統(tǒng)整體圖最小系統(tǒng)整體電路如圖26所示圖26 最小系統(tǒng)電路圖 鍵盤部分按鍵按照結(jié)構(gòu)原理可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。單片機(jī)復(fù)位電路參數(shù)的選定須在振蕩穩(wěn)定后保證復(fù)位高電平持續(xù)時間大于2個機(jī)器周期。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。⑵ 復(fù)位電路最小系統(tǒng)復(fù)位電路如圖25所示。它會影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度?！?2MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。⑴ 晶振電路最小系統(tǒng)晶振電路如圖24所示： 圖24 晶振電路圖STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL0和XTAL1分別是此放大器的輸入端和輸出端。很顯然第二種更簡單、直接，下面就列出典型讀寫的時序要求，以方便編寫程序。LCD1602 可以顯示兩行，每行16 個字符，采用＋5V 電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用字符型液屏顯示模塊LCD1602 作為顯示器件，這樣不僅簡化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，而且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。 液晶顯示屏LCD1602簡介液晶顯示模塊由于具有低功耗、壽命長、體積小、顯示內(nèi)容豐富、價格低、接口控制方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在各類電子產(chǎn)品中被極廣泛地推廣和應(yīng)用。數(shù)據(jù)(濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù))之間應(yīng)該分開處理。其中校驗(yàn)和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。即，單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。為提高穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)端為第二腳。2℃量程范圍050℃響應(yīng)時間1/e(63%)630S 應(yīng)用電路連接說明DHT11數(shù)字濕溫度傳感器連接方法極為簡單。1℃精度177。1%RH長期穩(wěn)定性典型值177。4%RH0－50℃177。性能指標(biāo)和特性如下： 工作電壓范圍： 工作電流 ： 濕度測量范圍：20－90％RH 溫度測量范圍：0－50℃ 濕度分辨率 ：1％RH 8位 溫度分辨率 ：1℃ 8位 采樣周期 ：1S 單總線結(jié)構(gòu) 與TTL兼容（5V） 表22 性能指標(biāo)和特性參數(shù)條件MinTypMax單位濕度分辨率111%RH8Bit重復(fù)性177。傳感器內(nèi)部濕度和溫度數(shù)據(jù)40Bit的數(shù)據(jù)一次性傳給單片機(jī)，數(shù)據(jù)采用校驗(yàn)和方式進(jìn)行校驗(yàn)，有效的保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。通過單片機(jī)等微處理器簡單的電路連接就能夠?qū)崟r的采集本地濕度和溫度。 溫濕度傳感器 DHT11 概述DHT11是一款濕溫度一體化的數(shù)字傳感器。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。RST——復(fù)位輸入。在flash編程和校驗(yàn)時，P3口也接收一些控制信號。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）。P3 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。在flash編程和校驗(yàn)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(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)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）。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。 在flash編程和校驗(yàn)時，P1口接收低8位地址字節(jié)。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）。P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平（晶體管晶體管邏輯電平）。PO口(Pin39～Pin32)：～。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32個雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個16位可編程定時/計(jì)數(shù)器中斷時鐘頻率024MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能表21 STC89C52主要功能STC89C52各引腳如圖22所示。 該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。另外 STC89X