【正文】 ].北京:北京航天航空大學(xué),～37[9] “單片機(jī)原理與應(yīng)用”教學(xué)的討論[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用,1997,10（4）：56～59在此，還要感謝和我在一起設(shè)計(jì)討論的同學(xué)，正是由他們的的幫助，我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師們以其淵博的學(xué)識(shí)、務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)和他們飽滿的工作熱情以及對(duì)我的耐心指導(dǎo)和嚴(yán)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(jǐn)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(shè)計(jì)過程中一直得到曹老師和鄭老師給我的指導(dǎo)。致 謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文即將完成之際，我首先向關(guān)心、幫助、指導(dǎo)我的導(dǎo)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(xué)生活中，自己學(xué)到了很多知識(shí)，動(dòng)手、動(dòng)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(gè)月的努力，核心問題已經(jīng)全部解決，所有功能均已基本實(shí)現(xiàn)，能夠顯示日期，時(shí)間，星期，溫度，燈光亮度，能夠進(jìn)行調(diào)光，進(jìn)行鬧鐘定時(shí)。經(jīng)過不斷地測(cè)試和調(diào)試，以及與指導(dǎo)老師和同學(xué)的溝通與交流，最終完善了硬件電路的設(shè)計(jì)，我所設(shè)計(jì)的電路在Proteus仿真軟件上仿真成功。并對(duì) Proteus仿真軟件有了進(jìn)一步的了解。對(duì)于電路的仿真實(shí)驗(yàn)，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(guān)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(shè)計(jì)來驗(yàn)證書本中所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，不僅能夠讓我們鞏固以前所學(xué)習(xí)的知識(shí)，更能學(xué)習(xí)到許多課本以外的知識(shí)。過去幾年所學(xué)知識(shí)有所生疏，首先把模電、數(shù)電、單片機(jī)、C語言、傳感器與檢測(cè)技術(shù)的教材從頭到尾又認(rèn)真地看了一遍。我在理論上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有一定了解的情況下，進(jìn)行了系統(tǒng)模塊的電路的設(shè)計(jì)，充分利用我所學(xué)過的模電、數(shù)電、單片機(jī)、C語言、傳感器與檢測(cè)技術(shù)等知識(shí)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文首先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，給出了系統(tǒng)工作的整體原理框圖。當(dāng)老師把課題布置下來之后，認(rèn)真的查閱許多資料。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，自己學(xué)到了許多知識(shí)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)，這對(duì)于自己來說是一個(gè)全新的學(xué)習(xí)內(nèi)容。總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開端。實(shí)現(xiàn)功能要求。最后導(dǎo)致了電路功能不能實(shí)現(xiàn)。最后同學(xué)發(fā)現(xiàn)我的單片機(jī)最小系統(tǒng)的晶振電路有問題，晶振電路的兩個(gè)30PF的電容出現(xiàn)餓了問題。電路設(shè)計(jì)和連接都是沒有問題的。最后讓焊接的電路板讓同學(xué)幫忙檢查。但是最后的功能還是不能夠?qū)崿F(xiàn)，這就是說明了我設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室我們對(duì)所有使用的元器件進(jìn)行檢查一步一步測(cè)試。于是我們按照正常的檢查步驟進(jìn)行檢查，首先檢查線路是否有問題，當(dāng)檢查過后我們發(fā)現(xiàn)線路沒有問題。 在焊接好電路板進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候。驗(yàn)證上位機(jī)和下位機(jī)接收正常。通過RS232和PC機(jī)進(jìn)行連接，利用PC測(cè)試助手進(jìn)行測(cè)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(cè)量單片機(jī)時(shí)鐘引腳（119腳）的對(duì)地電壓，以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬用表測(cè)量為例：。 單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心控制器，只有保證單片機(jī)的正常工作才能完成程序的運(yùn)行才能對(duì)顯示電路、PWM調(diào)光電路，測(cè)溫電路，蜂鳴器電路的控制。（4）整機(jī)聯(lián)調(diào) 各單元電路調(diào)試好以后，并不見得由它們組成的整體電路性能一定會(huì)好，因此還要進(jìn)行整體電路調(diào)試。把靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試的結(jié)果與設(shè)計(jì)的指標(biāo)加以比較，經(jīng)深入分析后對(duì)電路與參數(shù)提出合理的修正。動(dòng)態(tài)調(diào)試是用前級(jí)的輸出信號(hào)或自身的信號(hào)測(cè)試單元的各種指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求，包括信號(hào)幅值、波形形狀、相位關(guān)系、放大倍數(shù)和頻率等。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒有外加信號(hào)的條件下測(cè)試電路各點(diǎn)的電位，特別是有源器件的靜態(tài)工作點(diǎn)。從而保證電路的調(diào)試更加順利方便。（3）單元電路調(diào)試 在調(diào)試單元電路時(shí)應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求。如果電路在測(cè)試過程中出現(xiàn)異常，首先應(yīng)該立即關(guān)閉電源，檢查后排除故障再重新通電測(cè)試。（2）通電觀察 在電路安裝沒有錯(cuò)誤的情況下接通電源（先關(guān)斷電源開關(guān)，待接通電源連線之后再打開電路的電源開關(guān)）。 調(diào)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(rèn)真對(duì)照檢查電路中的接接線是否正確，包括錯(cuò)線（連線一端正確、另一端錯(cuò)誤），少線（安裝時(shí)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(diǎn)間），并且還要檢查每個(gè)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(gè)電路系統(tǒng)全部焊接完畢后，實(shí)行一次性調(diào)試。它是把復(fù)雜的電路按原理框圖上的功能分成單元進(jìn)行安裝和調(diào)試，在單元調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝和調(diào)試的范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試。 調(diào)試方法 調(diào)試方法原則有兩種。測(cè)試是在電路組裝后對(duì)電路的參數(shù)與工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整則是在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路的某些參數(shù)進(jìn)行修正，使?jié)M足設(shè)計(jì)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(diào)測(cè)，所有地線必須連接在一起，形成一個(gè)公共參考點(diǎn)。連線不跨接集成電路芯片上，必須從其周圍通過。一般習(xí)慣是正電源用紅色線、負(fù)電源用藍(lán)色線、地線用黑色線、信號(hào)線用黃色線等。對(duì)于有正負(fù)極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時(shí)一定要特別注意極性，否則將會(huì)造成實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(yīng)注意以下幾方面。電容上面直接就標(biāo)著數(shù)示，二極管和三極管需要我們正負(fù)極性。其中，這些元器件直接根據(jù)型號(hào)到電子元器件市場(chǎng)就很容易買到。基于PWM的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì)5 硬件的組裝與調(diào)試本次設(shè)計(jì)的元器件主要有：電阻、電容、PNP9012型三極管、STC89C52單片機(jī)、蜂鳴器，,1602液晶顯示芯片,PT4115恒流驅(qū)動(dòng)芯片[13]。能夠顯示溫度，時(shí)間，日期，燈光亮度能夠進(jìn)行鬧鐘定時(shí)，能夠形成PWM脈寬調(diào)制波形進(jìn)行臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)?？刂齐娐返陌惭b與測(cè)試在整個(gè)系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付諸實(shí)踐的過程，也是把紙面電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。需要在不斷的調(diào)試過程中去改進(jìn)。調(diào)試好電路圖就可以進(jìn)行仿真。所選用的Proteus仿真軟件不僅能進(jìn)行單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)也能進(jìn)行單片機(jī)的仿真。4軟件的調(diào)試和仿真當(dāng)完成電路圖的設(shè)計(jì)和程序的編寫，我們的實(shí)驗(yàn)并不能馬上進(jìn)行實(shí)物焊接，還需要進(jìn)行最重要的一步那就是實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。燒錄完成成功后會(huì)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(dāng)今流行的單片機(jī)編程模式。程序編寫也是論文設(shè)計(jì)過程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)橛布蛙浖遣豢赡苊撾x的。在程序編寫的過程中需要做到認(rèn)真仔細(xì)，程序的編寫是個(gè)比較大的一個(gè)工程。全局性和局部性，模塊化可以簡(jiǎn)便編程過程。語言簡(jiǎn)潔，緊湊，使用方便靈活，是完全模塊化和結(jié)構(gòu)化的語言，語法設(shè)計(jì)不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大，用C語言編寫的程序可移植性好。定時(shí)器生成PWM 。在定時(shí)器T0 中斷服務(wù)程序中，首先T0 重新裝入定時(shí)為400μ S 的初值；定時(shí)器中斷次數(shù)T0_num 加1，判斷一個(gè)方波周期到否，若到達(dá)，令T0_num 歸零，（即LED_PWM=1）；如果一個(gè)方波周期還沒到，則與亮度等級(jí)scale 值作比較，判斷高電平脈沖個(gè)數(shù)scale 到否，若到達(dá)， 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(shí)中斷。10 次中斷（即4mS）作為一個(gè)周期，（該控制口名稱定義為L(zhǎng)ED_PWM）輸出的占空比來產(chǎn)生PWM 脈沖信號(hào)，以控制PT4115 恒流驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)LED 燈的10 級(jí)亮度調(diào)節(jié)。　　　 外部中斷流程圖 定時(shí)器中斷程序　　為產(chǎn)生調(diào)節(jié) LED 燈光亮度的PWM 信號(hào)，定時(shí)器T0設(shè)置為工作方式0，即13 位計(jì)數(shù)器定時(shí)，最多裝載數(shù)值為8192個(gè)?！　?按鍵檢測(cè)與處理流程圖 外部中斷程序　　系統(tǒng)到達(dá)設(shè)置的鬧鐘時(shí)間，DS1302 時(shí)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(qǐng)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(shí)現(xiàn)LED燈光亮度的10級(jí)調(diào)節(jié)，每按一次，LED亮度增大一級(jí)；當(dāng)達(dá)到亮度最大時(shí)，再次按下則關(guān)閉LED燈光。S5用于鬧鐘時(shí)間的查看與設(shè)置；首次按下S5，1602液晶屏第二行顯示已設(shè)置的鬧鐘時(shí)間；可通過SS3與S4重新設(shè)置鬧鐘時(shí)間；再次按下，則退出鬧鐘查看功能并保存當(dāng)前設(shè)置的鬧鐘參數(shù)至?xí)r鐘芯片。 主程序流程圖 按鍵檢測(cè)和處理程序　　按鍵控制系統(tǒng)由S2~S6五個(gè)按鍵組成，分別為S2時(shí)間設(shè)置鍵、S3數(shù)值增大鍵、S4數(shù)值減小鍵、S5鬧鐘設(shè)置鍵以及S6亮度調(diào)節(jié)鍵。程序中設(shè)置鬧鐘標(biāo)志位Flag_ri，一旦鬧鐘時(shí)間到達(dá)，時(shí)鐘芯片IRQ引腳觸發(fā)外部中斷0，進(jìn)入中斷程序則置Flag_ri=1，用于主程序中鬧鐘報(bào)警的判斷與處理。 直流穩(wěn)壓電源3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　　該系統(tǒng)控制程序主要包含系統(tǒng)初始化程序、實(shí)時(shí)時(shí)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(cè)與處理程序、鬧鐘中斷以及定時(shí)器產(chǎn)生PWM 程序構(gòu)成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的電源具有很好穩(wěn)定性能、電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。保護(hù)各個(gè)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(jí)穩(wěn)壓電路。通過四部分的組合將220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)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(jī)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(qū)動(dòng)芯片PT4115 供電電源在6~30V 電壓范圍內(nèi)均可使LED 燈正常使用。 所示。S5 用于鬧鐘查看與存儲(chǔ)確認(rèn)鍵。S2 用于選擇需要調(diào)整的時(shí)間日歷以及鬧鐘參數(shù)，并作為時(shí)間日歷參數(shù)的存儲(chǔ)確認(rèn)鍵。 三極管9012的通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)蜂鳴器聲音控制；通過延遲函數(shù)實(shí)現(xiàn)蜂鳴報(bào)警聲的長(zhǎng)短音控制，長(zhǎng)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(cè)傳感器不管是從硬件電路設(shè)計(jì)還是軟件編程方面都具有很好的優(yōu)勢(shì)，能夠起到簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)節(jié)約成本的作用。 非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)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(gè)字節(jié)為前 8個(gè)字節(jié)的 CRC碼。第5個(gè)字節(jié)則是用戶第 3 個(gè) EEPROM的鏡像。第1，2個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4 個(gè)字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。（2）RAM 數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。（1）ROMDS18B20 共有2種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： 明白他是怎么樣工作的。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。 口通過R3 連接DQ 端口實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集處理，并通過液晶屏實(shí)時(shí)顯示?！　　　?液晶系統(tǒng)電路圖 溫度檢測(cè)系統(tǒng)　　系統(tǒng)的溫度檢測(cè)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(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)處理，測(cè)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(fù)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(jī)和液晶顯示1602之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫[14]。（3）漢字的顯示但由于內(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。用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(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。（1）線段的顯示從而實(shí)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(shí)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(dá)到顯示的目的，所以在實(shí)際電路的焊接中能夠更好的進(jìn)行電路的排版焊接，簡(jiǎn)化了在硬件電路中設(shè)計(jì)的工作量?；赑WM的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì)（2）數(shù)字式接口。液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后會(huì)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(diǎn)。液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)：該液晶可顯示兩行，每行顯示16 個(gè)字符；且體積小、能耗低、操作簡(jiǎn)單；適合于本設(shè)計(jì)所需數(shù)字、英文字母以及特殊符號(hào)的顯示要求。相比較而言液晶顯示成本低運(yùn)用廣，且硬件電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，所以本次設(shè)計(jì)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?；赑WM的智能多功能臺(tái)燈設(shè)計(jì) 時(shí)鐘系統(tǒng)電路