【正文】 ].北京:北京航天航空大學,～37[9] “單片機原理與應用”教學的討論[J].電腦開發(fā)與應用,1997,10（4）：56～59在此，還要感謝和我在一起設計討論的同學，正是由他們的的幫助，我才能順利完成畢業(yè)設計。老師們以其淵博的學識、務實的工作作風和他們飽滿的工作熱情以及對我的耐心指導和嚴格要求給我留下了深刻的印象，使我的綜合能力得到了很大提高。謹向各位老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！本課題在選題及設計過程中一直得到曹老師和鄭老師給我的指導。致 謝在畢業(yè)設計論文即將完成之際，我首先向關心、幫助、指導我的導師曹衛(wèi)鋒教授，鄭安平教授表示衷心的感謝并致以崇高的敬意! 在這四年的大學生活中，自己學到了很多知識，動手、動腦能力以及綜合問題的分析能力有了很大提高。經(jīng)過2個月的努力，核心問題已經(jīng)全部解決，所有功能均已基本實現(xiàn)，能夠顯示日期，時間，星期，溫度，燈光亮度，能夠進行調光，進行鬧鐘定時。經(jīng)過不斷地測試和調試，以及與指導老師和同學的溝通與交流，最終完善了硬件電路的設計，我所設計的電路在Proteus仿真軟件上仿真成功。并對 Proteus仿真軟件有了進一步的了解。對于電路的仿真實驗，我做了許多摸索，仿真軟件自己在以前接觸的比較少，用的也不是很熟悉。而關于電子元器件的選擇我們更是查閱了許多資料。用本次畢業(yè)設計來驗證書本中所學習的內容，不僅能夠讓我們鞏固以前所學習的知識，更能學習到許多課本以外的知識。過去幾年所學知識有所生疏，首先把模電、數(shù)電、單片機、C語言、傳感器與檢測技術的教材從頭到尾又認真地看了一遍。我在理論上對整個系統(tǒng)有一定了解的情況下，進行了系統(tǒng)模塊的電路的設計，充分利用我所學過的模電、數(shù)電、單片機、C語言、傳感器與檢測技術等知識。本次畢業(yè)設計論文首先對整個系統(tǒng)的工作原理和實現(xiàn)方法進行了簡單的介紹，給出了系統(tǒng)工作的整體原理框圖。當老師把課題布置下來之后，認真的查閱許多資料。在這次的畢業(yè)設計中，自己學到了許多知識。做畢業(yè)設計，這對于自己來說是一個全新的學習內容?？?結 畢業(yè)設計是學生即將完成學業(yè)的最后一個重要環(huán)節(jié)，它既是對學校所學知識的全面總結和綜合應用，又為今后走向社會的實際操作應用鑄就了一個良好的開端。實現(xiàn)功能要求。最后導致了電路功能不能實現(xiàn)。最后同學發(fā)現(xiàn)我的單片機最小系統(tǒng)的晶振電路有問題，晶振電路的兩個30PF的電容出現(xiàn)餓了問題。電路設計和連接都是沒有問題的。最后讓焊接的電路板讓同學幫忙檢查。但是最后的功能還是不能夠實現(xiàn)，這就是說明了我設計的電路還是有問題的，由于自己焊接的電路，或許是自己的思維模式已經(jīng)定格了。在數(shù)字實驗室我們對所有使用的元器件進行檢查一步一步測試。于是我們按照正常的檢查步驟進行檢查，首先檢查線路是否有問題，當檢查過后我們發(fā)現(xiàn)線路沒有問題。 在焊接好電路板進行測試的時候。驗證上位機和下位機接收正常。通過RS232和PC機進行連接，利用PC測試助手進行測試。最后經(jīng)過多次的模塊子程序的修改，一步一步的完成，最終解決了軟件上出現(xiàn)的問題。判斷辦法就是用萬用表測量單片機時鐘引腳（119腳）的對地電壓，以正常工作的單片機用數(shù)字萬用表測量為例：。 單片機是本設計的核心控制器，只有保證單片機的正常工作才能完成程序的運行才能對顯示電路、PWM調光電路，測溫電路，蜂鳴器電路的控制。（4）整機聯(lián)調 各單元電路調試好以后，并不見得由它們組成的整體電路性能一定會好，因此還要進行整體電路調試。把靜態(tài)和動態(tài)測試的結果與設計的指標加以比較，經(jīng)深入分析后對電路與參數(shù)提出合理的修正。動態(tài)調試是用前級的輸出信號或自身的信號測試單元的各種指標是否符合設計要求，包括信號幅值、波形形狀、相位關系、放大倍數(shù)和頻率等。靜態(tài)調試一般是指在沒有外加信號的條件下測試電路各點的電位，特別是有源器件的靜態(tài)工作點。從而保證電路的調試更加順利方便。（3）單元電路調試 在調試單元電路時應明確本部分的調試要求。如果電路在測試過程中出現(xiàn)異常，首先應該立即關閉電源，檢查后排除故障再重新通電測試。（2）通電觀察 在電路安裝沒有錯誤的情況下接通電源（先關斷電源開關，待接通電源連線之后再打開電路的電源開關）。 調試步驟（1）通電前檢查 電路焊接完畢后, 不要急于通電，首先要根據(jù)原理電路認真對照檢查電路中的接接線是否正確，包括錯線（連線一端正確、另一端錯誤），少線（安裝時漏掉的線），多線（連線的兩端在電路圖上都是不存在的）和短路（特別是間距很小的引腳及焊點間），并且還要檢查每個元件引腳的使用端數(shù)是否與圖紙相符。第二種方法是在整個電路系統(tǒng)全部焊接完畢后，實行一次性調試。它是把復雜的電路按原理框圖上的功能分成單元進行安裝和調試，在單元調試的基礎上逐步擴大安裝和調試的范圍，最后完成整機調試。 調試方法 調試方法原則有兩種。測試是在電路組裝后對電路的參數(shù)與工作狀態(tài)進行測量，調整則是在測試的基礎上對電路的某些參數(shù)進行修正，使?jié)M足設計要求。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使組裝既快又好。(6) 為使電路能夠正常工作與調測，所有地線必須連接在一起，形成一個公共參考點。連線不跨接集成電路芯片上，必須從其周圍通過。一般習慣是正電源用紅色線、負電源用藍色線、地線用黑色線、信號線用黃色線等。對于有正負極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時一定要特別注意極性，否則將會造成實驗失敗。(2) 所有集成電路的組裝方向要保持一致，以便于正確進行焊接合理安排布線。 電子元器件的焊接與組裝組裝電路通常采用焊接和在面包板上插接兩種方法，無論采用哪種方法均應注意以下幾方面。電容上面直接就標著數(shù)示，二極管和三極管需要我們正負極性。其中，這些元器件直接根據(jù)型號到電子元器件市場就很容易買到。基于PWM的智能多功能臺燈設計5 硬件的組裝與調試本次設計的元器件主要有：電阻、電容、PNP9012型三極管、STC89C52單片機、蜂鳴器，,1602液晶顯示芯片,PT4115恒流驅動芯片[13]。能夠顯示溫度，時間，日期，燈光亮度能夠進行鬧鐘定時，能夠形成PWM脈寬調制波形進行臺燈亮度調節(jié)。控制電路的安裝與測試在整個系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付諸實踐的過程，也是把紙面電路設計轉變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品的必經(jīng)階段。需要在不斷的調試過程中去改進。調試好電路圖就可以進行仿真。所選用的Proteus仿真軟件不僅能進行單片機電路的設計也能進行單片機的仿真。4軟件的調試和仿真當完成電路圖的設計和程序的編寫，我們的實驗并不能馬上進行實物焊接，還需要進行最重要的一步那就是實驗的仿真，只有通過仿真才能先發(fā)現(xiàn)問題和不足，有利于改正錯誤，改進實驗。燒錄完成成功后會有提示。已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。SP（InSystem Programming）是當今流行的單片機編程模式。程序編寫也是論文設計過程中最重要的一個環(huán)節(jié)，因為硬件和軟件是不可能脫離的。在程序編寫的過程中需要做到認真仔細，程序的編寫是個比較大的一個工程。全局性和局部性，模塊化可以簡便編程過程。語言簡潔，緊湊，使用方便靈活，是完全模塊化和結構化的語言，語法設計不太嚴格，程序設計自由度大，用C語言編寫的程序可移植性好。定時器生成PWM 。在定時器T0 中斷服務程序中，首先T0 重新裝入定時為400μ S 的初值；定時器中斷次數(shù)T0_num 加1，判斷一個方波周期到否，若到達，令T0_num 歸零，（即LED_PWM=1）；如果一個方波周期還沒到，則與亮度等級scale 值作比較，判斷高電平脈沖個數(shù)scale 到否，若到達， 口輸出電平置低（即LED_PWM=0）， 口輸出高電平（即LED_PWM=1）；而后中斷返回，等待下一次定時中斷。10 次中斷（即4mS）作為一個周期，（該控制口名稱定義為LED_PWM）輸出的占空比來產(chǎn)生PWM 脈沖信號，以控制PT4115 恒流驅動芯片實現(xiàn)LED 燈的10 級亮度調節(jié)?！　　?外部中斷流程圖 定時器中斷程序　　為產(chǎn)生調節(jié) LED 燈光亮度的PWM 信號，定時器T0設置為工作方式0，即13 位計數(shù)器定時，最多裝載數(shù)值為8192個?！　?按鍵檢測與處理流程圖 外部中斷程序　　系統(tǒng)到達設置的鬧鐘時間，DS1302 時鐘芯片SCLK引腳輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑?口INT0 中斷的申請輸入，并可通過讀取DS1302 芯片的C 寄存器來清除SCLK引腳輸出。S6實現(xiàn)LED燈光亮度的10級調節(jié)，每按一次，LED亮度增大一級；當達到亮度最大時，再次按下則關閉LED燈光。S5用于鬧鐘時間的查看與設置；首次按下S5，1602液晶屏第二行顯示已設置的鬧鐘時間；可通過SS3與S4重新設置鬧鐘時間；再次按下，則退出鬧鐘查看功能并保存當前設置的鬧鐘參數(shù)至時鐘芯片。 主程序流程圖 按鍵檢測和處理程序　　按鍵控制系統(tǒng)由S2~S6五個按鍵組成，分別為S2時間設置鍵、S3數(shù)值增大鍵、S4數(shù)值減小鍵、S5鬧鐘設置鍵以及S6亮度調節(jié)鍵。程序中設置鬧鐘標志位Flag_ri，一旦鬧鐘時間到達，時鐘芯片IRQ引腳觸發(fā)外部中斷0，進入中斷程序則置Flag_ri=1，用于主程序中鬧鐘報警的判斷與處理。 直流穩(wěn)壓電源3 系統(tǒng)軟件設計　　該系統(tǒng)控制程序主要包含系統(tǒng)初始化程序、實時時鐘芯片處理程序、溫度傳感器芯片處理程序、液晶顯示程序、鍵盤檢測與處理程序、鬧鐘中斷以及定時器產(chǎn)生PWM 程序構成。采用集成穩(wěn)壓器設計的電源具有很好穩(wěn)定性能、電路結構比較簡單等優(yōu)點。保護各個芯片的正常工作。因此，需要維持電源輸出的電壓穩(wěn)定不變，需要加一級穩(wěn)壓電路。通過四部分的組合將220V交流電壓轉變?yōu)樵O計要求直流電壓。 集成直流穩(wěn)壓電源的要求是比較基本的設計，設計要求電源輸出5V直流電壓。因此，本系統(tǒng)宜選用穩(wěn)壓電源方式供電。系統(tǒng)采用三端穩(wěn)壓芯片7805，來穩(wěn)定給單片機供電的電源。由于系統(tǒng)光源采用20 只LED 燈珠并聯(lián)組成，所以LED 恒流驅動芯片PT4115 供電電源在6~30V 電壓范圍內均可使LED 燈正常使用。 所示。S5 用于鬧鐘查看與存儲確認鍵。S2 用于選擇需要調整的時間日歷以及鬧鐘參數(shù)，并作為時間日歷參數(shù)的存儲確認鍵。 三極管9012的通斷實現(xiàn)對蜂鳴器聲音控制；通過延遲函數(shù)實現(xiàn)蜂鳴報警聲的長短音控制，長音‘滴’用于鬧鐘鈴聲，短音‘滴’用于按鍵提示音。所以本電路系統(tǒng)采用DS18B20溫度檢測傳感器不管是從硬件電路設計還是軟件編程方面都具有很好的優(yōu)勢，能夠起到簡化電路設計節(jié)約成本的作用。 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。第 9 個字節(jié)為前 8個字節(jié)的 CRC碼。第5個字節(jié)則是用戶第 3 個 EEPROM的鏡像。第1，2個字節(jié)是溫度轉換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4 個字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。（2）RAM 數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。（1）ROMDS18B20 共有2種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： 明白他是怎么樣工作的。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 口通過R3 連接DQ 端口實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集處理，并通過液晶屏實時顯示?！　　　?液晶系統(tǒng)電路圖 溫度檢測系統(tǒng)　　系統(tǒng)的溫度檢測選用DALLAS 公司“一線總線”數(shù)字溫度傳感器DS18B20，該傳感器具有微型化、低功耗、高性能等優(yōu)點，可直接將溫度轉化成串行數(shù)字信號處理，測溫范圍為55125℃，℃[3]。第15 管腳背光源正極BLA通過10 歐電阻接地，第16 管腳背光源負極BLK 接地。 連接1602液晶的數(shù)據(jù)/命令選擇端RS，液晶顯示1602的數(shù)據(jù)讀寫RW接地。 本系統(tǒng) 1602 液晶采用并行操作方式，~ 通過借助10K 的上拉電阻連接其數(shù)據(jù)端口DB0~DB7，這樣就能保證單片機和液晶顯示1602之間進行數(shù)據(jù)通信，進行數(shù)據(jù)讀寫[14]。（3）漢字的顯示但由于內帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，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及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示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)的內容決定，當（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，…（00EH）=00H，（00FH）=00H時，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。（1）線段的顯示從而實現(xiàn)所需功能。 因此該硬件系統(tǒng)的顯示電路采用LCD1602液晶顯示,可以顯示時間、日歷，星期，燈光亮度和溫度等。（4）功耗低。液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，所以在實際電路的焊接中能夠更好的進行電路的排版焊接，簡化了在硬件電路中設計的工作量。基于PWM的智能多功能臺燈設計（2）數(shù)字式接口。液晶顯示器每一個點在收到信號后會一直保持色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不需要像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點。液晶顯示的優(yōu)點：該液晶可顯示兩行，每行顯示16 個字符；且體積小、能耗低、操作簡單；適合于本設計所需數(shù)字、英文字母以及特殊符號的顯示要求。相比較而言液晶顯示成本低運用廣，且硬件電路相對比較簡單，所以本次設計的顯示模塊選擇使用LCD液晶顯示器[11]。而其他的顯示有:發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。基于PWM的智能多功能臺燈設計 時鐘系統(tǒng)電路