【正文】 了焊接用時(shí)，電路板的焊接只用了三四個(gè)小時(shí)。這樣萬一遇到了不正常之處，其錯(cuò)誤查找的范圍就可以降到最低限。在調(diào)試時(shí)，還遵循了分塊調(diào)整的原則。所以首先要測(cè)試液晶顯示的效果。在沒有仿真器的系統(tǒng)中，器件的調(diào)試都為盲調(diào)。然后編一段基本的驅(qū)動(dòng)程序，讓系統(tǒng)加電運(yùn)行。在調(diào)整每一個(gè)模塊時(shí)，首先用萬用表測(cè)試其電路的連通性。完全可以取代大型的貼片機(jī)。這種拖芯片的工藝在南方的工廠里應(yīng)用非常廣泛，在北方比較少見。最后3個(gè)管腳可能會(huì)粘連，這時(shí)用吸錫器或用帶松香的引線把多余的錫帶走。這時(shí)，采用堆焊錫的辦法，把錫熔解后全堆到管腳上，使它們?nèi)颗c焊盤管腳浸潤(rùn)，當(dāng)然管腳間都短路了，不過不要緊，接下來是第三步。下面大略介紹一下這種工藝的步驟：焊接前，先在其中的一個(gè)焊盤點(diǎn)一點(diǎn)錫，最好在角上，然后把貼片元件沿著PCB平推到焊盤的位置，注意讓元件的管腳和焊盤完全吻合，然后用烙鐵點(diǎn)一下剛才點(diǎn)過焊錫的焊盤和管腳，把它們焊接在一起。在焊接芯片時(shí)我使用了一種更為快捷的焊接工藝——拖芯片工藝。SMT工藝的優(yōu)勢(shì)：(1) 組裝密度高；(2) 可靠性高；(3) 高頻特性好；(4) 降低成本；(5) 便于自動(dòng)化生產(chǎn)。SMT是無需對(duì)印制板鉆插裝孔，直接將處式元器件或適合于表面組裝的微型元件器貼、焊到印制或其他基板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。(6) 最后自動(dòng)布線，手工調(diào)整，制板。在生成PCB時(shí)，電源和地的導(dǎo)線應(yīng)大于18mil，普通導(dǎo)線應(yīng)大于12mil。(4) 進(jìn)行DRC檢查。根據(jù)外殼的大小畫好機(jī)械層與禁布層的線，就是手工將各器件的封裝放到布線區(qū)內(nèi)，排好各自的位置。(2) 對(duì)電路的原理進(jìn)行ERC檢查。在印制電路板設(shè)計(jì)中，按照以下步驟，完成了印制電路板的制作。它不僅是以前版本的升級(jí)，更是一個(gè)全面集成全32位的電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)。制作印制電路板我們用的是Protel 99se畫出原理圖，生成PCB。、組裝及調(diào)試 PCB的設(shè)計(jì) PCB設(shè)計(jì)軟件——Protel 99se在系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中硬件電路的設(shè)計(jì)沒有用萬用板搭接，因?yàn)槿f用板所有線路的連接幾乎全靠實(shí)際的導(dǎo)線，焊接復(fù)雜，可靠性差。所以在這里不便陳述。并將四個(gè)比較有代表性的算法的思想陳述出來。這才完成一次修改。使系統(tǒng)更加人性化。存到單片機(jī)的內(nèi)存中。只有當(dāng)修改默認(rèn)城市的時(shí)候它才會(huì)變化。圖10 菜單程序框圖當(dāng)開機(jī)自檢時(shí)，將從鐵電存儲(chǔ)器內(nèi)讀出默認(rèn)城市的中英文名稱和時(shí)區(qū)數(shù)據(jù)，并把名稱在屏幕的第一二行顯示，而時(shí)區(qū)數(shù)據(jù)則用來作時(shí)間計(jì)算的參數(shù)。如果函數(shù)得到取消鍵的鍵值，則跳出函數(shù)返回主函數(shù)。每一個(gè)按鍵都有唯一的鍵值，當(dāng)函數(shù)查詢到的鍵值與某個(gè)函數(shù)的入口吻合時(shí)，就進(jìn)入相應(yīng)的函數(shù)。由于菜單只有四項(xiàng)，一屏4行剛好能顯示得下，所以沒有設(shè)計(jì)滾屏的效果。這在提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和時(shí)鐘的精度是大有好處的。這樣就大大提高了代碼的效率。為零則跳出函數(shù)，不去掃描鍵盤。在任何一個(gè)需要使用到鍵盤的函數(shù)中，都只是不斷地在查詢按鍵標(biāo)志位是否為1就可以。}其中KEY_INT函數(shù)為鍵盤中斷處理程序。 }} void KEY_INT(void) interrupt 7{Key_sign=1。 //清除按鍵標(biāo)志位 ReadKey()。其程序如下：void key_judge(void){P0=0xF0。在本系統(tǒng)中首先將KBPATN=0xF0，KBMASK=0xF0。其流程圖為圖9。圖8主程序框圖 GPS報(bào)文接收程序設(shè)計(jì)由于GPS模塊輸出的所有報(bào)文都為ASCII碼，而且每一個(gè)報(bào)文行都以$開始，其后緊跟報(bào)文行的關(guān)鍵字，最后以*結(jié)束本行。按上下鍵確認(rèn)進(jìn)行光標(biāo)移動(dòng)和翻動(dòng)城市。按菜單鍵進(jìn)入系統(tǒng)菜單，系統(tǒng)菜單中實(shí)現(xiàn)四個(gè)功能：(1) 顯示任意城市時(shí)鐘；(2) 手動(dòng)調(diào)整默認(rèn)城市時(shí)鐘；(3) 設(shè)置鬧鈴；(4) 顯示本地經(jīng)緯度。代碼執(zhí)行的方式構(gòu)想為：開機(jī)畫面和自檢完畢后，進(jìn)入初始畫面。首先要確定系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能和代碼執(zhí)行的方式。這種功能使得系統(tǒng)的效率以及鍵盤的識(shí)別效率都大大地提高。表3 液晶模塊與單片機(jī)的連接方式單片機(jī)液晶模塊功能RST低電平液晶復(fù)位RS高電平位數(shù)據(jù)；低電平為指令SID串行數(shù)據(jù)端口SCLK串行時(shí)鐘端口本章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件組成及硬件原理，在硬件設(shè)計(jì)中，比較有特色的設(shè)計(jì)為鬧鈴電子開關(guān)的設(shè)計(jì)和鍵盤的設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中，采用的是串行接口。圖7 鍵盤電路顯示模塊采用金鵬公司的OCMJ48C，該模塊采用ST7920芯片，內(nèi)建中文字庫，支持三種控制接口，分別是8位微處理器接口，4位微處理器接口及串行接口。如果通過置位IEN1寄存器的EKBI位和EA位將中斷使能，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷。鍵盤模式寄存器（KBPATN）用于定義與P0口值相比較的模式。有3個(gè)特殊功能寄存器用于該功能。鍵盤中斷功能主要用于當(dāng)P0口等于或不等于特定的模式時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷。在設(shè)計(jì)方案中，鍵盤的設(shè)計(jì)是比較特殊的，也是比較有創(chuàng)新性的。反之，當(dāng)中斷管腳為低電平時(shí)，方波輸出高電平，則總輸出為低電平；方波輸出低電平，則總輸出為高電平。圖6 74HC00組成或非門邏輯電路圖其運(yùn)算為：真值表如表2。這樣就可以加一個(gè)或非門讓中斷管腳作方波輸出的開關(guān)。但是只有一個(gè)低電平中斷是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲的，還要有一個(gè)讓蜂鳴器發(fā)聲的方波，這可以由單片機(jī)的一個(gè)I/O管腳生成。時(shí)鐘電路圖如圖5。并在時(shí)鐘芯片的電源腳接入一個(gè)備用電池，當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)，二極管因反向電壓而截止備用電池向時(shí)鐘芯片供電。I2C總線接口定義要求在SDA和SCL線上各加一個(gè)上拉電阻。由于單片機(jī)內(nèi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線接口，這樣單片機(jī)就可以實(shí)時(shí)讀取I2C接口上的數(shù)據(jù)，然后直接送到屏幕顯示。秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時(shí)報(bào)警、日?qǐng)?bào)警寄存器，編碼格式為BCD，星期和星期報(bào)警寄存器不以BCD格式編碼。芯片的I2C總線從地址：讀0A3H；寫0A2H。時(shí)鐘芯片采用了飛利浦公司生產(chǎn)的PCF8563芯片，PCF8563是低功耗的CMOS 實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)中斷輸出和掉電檢測(cè)器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C總線接口串行傳遞。而且它還存儲(chǔ)了默認(rèn)城市數(shù)據(jù)索引的首地址。它就像單片機(jī)中的一個(gè)大容量RAM存儲(chǔ)區(qū)。另外，F(xiàn)M25CL256具有比其它非易失性存儲(chǔ)器高得多的讀寫操作次數(shù)，可以承受超過100億次的讀寫操作[8]。與EEPROM不同，F(xiàn)M25CL256以SPI總線進(jìn)行寫操作，操作無須延時(shí)。FM25CL256是用先進(jìn)的鐵電技術(shù)制造32Kb的非易失性存儲(chǔ)器。GR85總共有六個(gè)管腳，管腳定義如表1。其耗電量低，且能同時(shí)追蹤12顆定位衛(wèi)星的訊號(hào)，每秒更新一次定位，支持NMEA0183 。圖4 電源電路 GPS模塊電路設(shè)計(jì)GPS模塊采用臺(tái)灣HOLUX公司的GR85模塊。使系統(tǒng)能夠得到穩(wěn)定可靠且低干擾的電源，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行[6]。另外系統(tǒng)自身的發(fā)送頻率也會(huì)經(jīng)過電源感應(yīng)反饋到通信系統(tǒng)造成干擾。在本系統(tǒng)中由于是將SPX3819輸出的5V接入其輸入管腳，所以芯片完全可以正常工作[5]。而且SPX3819還具有反向電池保護(hù)、反饋電流限制和負(fù)載掉電保護(hù)等功能[4]。SPX3819持續(xù)輸出電流可達(dá)500mA，壓降為340mV。所以系統(tǒng)中要設(shè)計(jì)出兩種電壓的輸出。不占用程序存儲(chǔ)空間，不受串口的影響[3]。圖2 ICP在電路編程接口定義圖3 JTAG在線調(diào)試接口定義 ICP是一種串行編程方式，其通過一根時(shí)鐘線與一根數(shù)據(jù)線串行傳輸編程指令及數(shù)據(jù)。ICP在電路編程接口定義如圖2。并用I/O口軟件模擬的方式驅(qū)動(dòng)液晶顯示模塊。在本系統(tǒng)中主要應(yīng)用了單片機(jī)的內(nèi)部晶振、兩個(gè)增強(qiáng)型UART、I2C通信端口、P0口鍵盤中斷和一個(gè)外部中斷。端口“輸入模式匹配”檢測(cè)?！?00kHz字節(jié)寬度的I2C通信端口和SPI通信端口。8KB可擦除Flash程序存儲(chǔ)器，單字節(jié)擦除特性使得任何字節(jié)都可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。它采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時(shí)間只需2到4個(gè)時(shí)鐘周期。鍵盤則用以進(jìn)入菜單，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘調(diào)整等各種功能。機(jī)內(nèi)時(shí)鐘和鬧鈴模塊自身一直在有一個(gè)時(shí)鐘運(yùn)行，單片機(jī)通過I2C總線讀取其中的時(shí)間數(shù)據(jù)，而且芯片內(nèi)還有一個(gè)報(bào)警中斷引腳，用來做鬧鈴的開關(guān)?？梢圆樵冞@212個(gè)城市的實(shí)時(shí)時(shí)間。GPS模塊通過天線接收多顆衛(wèi)星傳來的定位及時(shí)間數(shù)據(jù)，通過串口以TTL232電平將數(shù)據(jù)送出，并產(chǎn)生1PPS秒脈沖。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)中央控制和運(yùn)算模塊、GPS模塊、鐵電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、機(jī)內(nèi)時(shí)鐘和鬧鈴模塊以及鍵盤和顯示模塊組成。P89LPC952有足夠的44個(gè)管腳，但存儲(chǔ)空間只有8K。本章主要討論基于單片機(jī)的GPS高精度授時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)思想，并詳細(xì)介紹了方案選擇的過程。鐵電存儲(chǔ)采用串行SPI總線進(jìn)行高達(dá)3Mb/s的速率讀寫。系統(tǒng)框圖如圖1。利用系統(tǒng)內(nèi)已有的時(shí)鐘，設(shè)計(jì)一個(gè)鬧鈴。這樣系統(tǒng)內(nèi)就始終有一個(gè)時(shí)鐘在運(yùn)行。系統(tǒng)內(nèi)要自帶一個(gè)實(shí)時(shí)運(yùn)行的時(shí)鐘。要讓單片機(jī)能夠存儲(chǔ)、檢索212個(gè)國(guó)家的中英文名稱和其時(shí)區(qū)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初時(shí)，首先要求要有兩個(gè)串口，一個(gè)用來接收GPS報(bào)文，另一個(gè)用來向PC發(fā)送時(shí)間數(shù)據(jù)。并且系統(tǒng)還有實(shí)時(shí)顯示本地經(jīng)緯度功能。時(shí)鐘在沒有接收到準(zhǔn)確的GPS報(bào)文的情況下還可以通過鍵盤對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。并且可以將GPS的有關(guān)時(shí)間的報(bào)文，通過另一個(gè)串口向PC端發(fā)送。而且現(xiàn)在有很多機(jī)構(gòu)對(duì)時(shí)間的同步性要求也越來