【正文】 控制工程實(shí)踐技術(shù)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，.[M]，上海：華東理工大學(xué)出版社，.16. 何書森等. 用電子線路設(shè)計(jì)速成[M]，福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，.17. 李曉靜等. 液晶顯示控制器與單片機(jī)的接口及編程[J]，電子技術(shù)，2004年第6期18. 張迎新. 單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第二版）[M]，北京：國防工業(yè)出版社，19. 潘新民，王艷芳. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]，北京：電子工業(yè)出版社， 2004.20. 沈紅衛(wèi). 基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M]，北京:電子工業(yè)出版社，.附錄一 程序 主程序//主程序的功能是對子程序進(jìn)行調(diào)用，并設(shè)定顯示延時(shí)時(shí)間include //頭文件；include include include include include sbit DAT=P1^0。本文采用51單片機(jī)C語言進(jìn)行編程，當(dāng)然也可以應(yīng)用匯編語言編程。并且市場上的實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷芯片品類繁多，IC化的傳感器各種各樣，顯示方式也愈趨于人性化。所以多功能電子時(shí)鐘在今后的應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。窗體底端結(jié) 論過去人們應(yīng)用時(shí)鐘僅僅是為了明確當(dāng)前時(shí)間。}在調(diào)用鬧鈴子程序時(shí)，鬧鈴標(biāo)志位為“1”，則開啟鬧鈴，否則關(guān)閉鬧鈴。為了便于顯示子程序和鬧鈴子程序的調(diào)用，除了KK2鍵以外，其余按鍵都定義功能標(biāo)志位。在硬件調(diào)試部分，已經(jīng)將實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序調(diào)試完畢了，只需在主程序中調(diào)用按鍵子程序即可，源程序見附錄A，這里不再贅述。在本設(shè)計(jì)中，軟件調(diào)試主要分三大部分：實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序調(diào)試、環(huán)境溫度采集子程序調(diào)試、按鍵子程序調(diào)試。當(dāng)K7彈出后，數(shù)碼管1～6位有顯示日期轉(zhuǎn)為顯示實(shí)時(shí)時(shí)間[20]。如果確保按鍵焊接正確，只需在DS1302的調(diào)試程序上加上一段日歷顯示子程序，并在主程序中寫入：If(P_7==0){dis_calendar。觀察32分鐘之后，數(shù)碼管顯示“150000”，證明DS1302電路正確。筆者編寫了一段時(shí)鐘/日歷顯示程序，設(shè)置初始時(shí)間為14:28:00，初始日期為2008年5月12日。燒錄進(jìn)單片機(jī)，檢查電路電源正負(fù)極連接是否正確。同時(shí)也要盡量使晶振離DS1302的XX2引腳近距離焊接。3. 。本設(shè)計(jì)定義為：，I/。 }} DS1302電路調(diào)試該電路包含DS1302芯片、主電源、備用電源、晶振等部分。 }}}void main() //主程序{ while(1) { dis()。CLK=1。 else DAT=0。0x1。jj8。gsb++) { led=disp_buffer[gsb]。for(gsb=0。 disp_buffer[5]=tab[5]。 disp_buffer[3]=tab[3]。 disp_buffer[1]=tab[1]。} } void dis() //顯示子程序，0～6 { unsigned char gsb，led，led1，jj。j0。t0。 void delay_50ms(unsigned int t) //延時(shí)子程序 { unsigned int j。uchar disp_buffer[7]。sbit DAT=P1^0。include define uint unsigned intdefine uchar unsigned charvoid dis()。檢查無誤后上電，檢查顯示電路是否正確。4. 74LS164的CLR腳接高電平。3. 明確單片機(jī)管腳功能。在連接過程中，需要注意以下幾點(diǎn)：1. LED數(shù)碼管各管腳與74LS164各管腳的對應(yīng)關(guān)系要十分清楚，所有LED數(shù)碼管與74LS164的連接方式要統(tǒng)一。 }}} 顯示電路調(diào)試本設(shè)計(jì)的顯示電路使用了共陰LED和74LS164。n++) {P1=ledp[n]。 //初始化P1口 for(n=0。 unsigned char code ledp[8]={0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f}。i)。j)for(k=i)for(j=50。 //延時(shí)時(shí)間根據(jù)變量i，j，k不同而改變 for(i=50。5. 編輯一個(gè)使一組發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮的程序并燒錄到單片機(jī)內(nèi)，上電運(yùn)行，檢查單片機(jī)是否正常工作，復(fù)位電路是否正確。4. 使用萬用表排查電路中是否存在斷路或者短路情況。AT89C51的31號引腳是外部程序存儲(chǔ)器選擇信號端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)會(huì)一直從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)取指令。調(diào)試過程需要注意以下幾點(diǎn)：1. 檢查電源是否完好。硬件調(diào)試需要萬用表、示波器等，軟件調(diào)試一般需要諸如Keil等仿真編輯器。硬件調(diào)試的過程，也是軟件調(diào)試的過程。例如：本設(shè)計(jì)是在單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來的，所以必須先確定單片機(jī)基礎(chǔ)電路能否正常工作?？傊?，調(diào)試過程是一個(gè)軟硬件相結(jié)合調(diào)試的過程，硬件電路是基礎(chǔ)，軟件是檢測硬件電路和實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵[13]。如果電路出錯(cuò)，可以在計(jì)算機(jī)上方便的修改電路，程序出錯(cuò)可以重新編輯程序，這種方法節(jié)時(shí)、省力，經(jīng)濟(jì)、方便。而有時(shí)往往在Keil中編譯、運(yùn)行無錯(cuò)，但燒錄到單片機(jī)中運(yùn)行起來就會(huì)出錯(cuò)，很可能是編程時(shí)管腳或時(shí)序編輯得不對。但應(yīng)用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管腳連接方式。該軟件提供了一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境uVision，它包括C編輯器、宏編輯器、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器。硬件調(diào)試比較費(fèi)時(shí)，需要細(xì)心和耐心，也需要熟練掌握電路原理。源程序見附錄一。源程序見附錄一。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AT89C51單片機(jī)在系統(tǒng)中的主要任務(wù)是接受DS1302和DS18B20的數(shù)據(jù)并送出顯示，完成時(shí)鐘/日歷校對和日期/溫度顯示控制。前兩種掃描方式均會(huì)占用CPU大量時(shí)間。在執(zhí)行鍵盤按鍵規(guī)定的功能中不理睬鍵盤輸入。 鍵盤掃描子程序單片機(jī)對鍵盤掃描的方法有隨機(jī)掃描方式、定時(shí)掃描方式和中斷掃描方式。為了方便實(shí)現(xiàn)按鍵顯示，程序中調(diào)用的都是各個(gè)標(biāo)志位，通過判斷標(biāo)志位的“真”、“假”來決定顯示的內(nèi)容。只要將需要顯示的數(shù)字編輯成對應(yīng)的BCD碼，逐位送入74LS164的A、B串行輸入端，數(shù)碼管將正常顯示。源程序見附錄一。在進(jìn)行寫操作時(shí)，需要先解除寫保護(hù)寄存器的“禁止”狀態(tài)。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序流程圖DS1302每次上電時(shí)自動(dòng)處于暫停狀態(tài)，必須把秒寄存器的位7置位0，時(shí)鐘才開始計(jì)時(shí)。 多功能電子鐘主程序流程圖 子程序設(shè)計(jì) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘日歷子程序設(shè)計(jì)該程序主要實(shí)現(xiàn)對DS1302寫保護(hù)、充電，對年、月、日、時(shí)、分、秒等寄存器的讀寫操作。單片機(jī)依次開始調(diào)用鍵盤掃描子程序、DS1302子程序、DS18B20子程序、鬧鈴子程序，經(jīng)過延時(shí)，返回程序開頭循環(huán)運(yùn)行。 主程序設(shè)計(jì)第一次上電，系統(tǒng)先進(jìn)行初始化， LED顯示初始時(shí)間“14：28：00”，并開始走時(shí)。C語言程序可讀性高，更便于理解。 單片機(jī)寄存器的復(fù)位狀態(tài)表寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HPP3FFHSCON00HIP000000BSBUF不定IE000000BPCON0B(NMOS)TMOD00H00000B(CHMOS) 上電復(fù)位和按鍵復(fù)位電路第四章 電子時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì)C51單片機(jī)可以應(yīng)用匯編語言和C語言進(jìn)行編程。出于應(yīng)用方便，本設(shè)計(jì)采用按鍵電平復(fù)位電路。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。上電自動(dòng)復(fù)位是利用電容儲(chǔ)電來實(shí)現(xiàn)的，(a)所示。其有效時(shí)間持續(xù)24個(gè)時(shí)鐘周期（2個(gè)機(jī)器周期）以上。單片機(jī)復(fù)位后不影響內(nèi)部RAM的狀態(tài)[17]。復(fù)位后，PC內(nèi)容初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。 鬧鈴電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，以便使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。S9012的發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲。此類集成電路體積較小，使用方便，不足的是音樂簡單、單一。且1420芯片可以分段錄音，還具有語音報(bào)時(shí)功能。還有一種方法是采用錄音放音芯片1420做鬧鈴，先對錄放音設(shè)備錄入一段音樂，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，單片機(jī)控制錄放音設(shè)備放音。也可以在編程的時(shí)候編寫一段音樂程序，待鬧鈴時(shí)間到時(shí)，調(diào)用該音樂程序給揚(yáng)聲器，便響起音樂。 鬧鈴電路設(shè)計(jì)鬧鈴音樂可以直接采用蜂鳴器鬧鈴，如當(dāng)前時(shí)刻與鬧鈴時(shí)間相同，單片機(jī)向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發(fā)聲。K6鍵：該鍵為自動(dòng)復(fù)位鍵，在校對狀態(tài)下，按下該鍵，從校對狀態(tài)返回時(shí)間顯示狀態(tài)；在響鈴狀態(tài)下，按下該鍵，鬧鈴進(jìn)入貪睡狀態(tài)。調(diào)分、秒、年、月、日與皆之相同，只是各位最高值不同。K4鍵：該鍵為自動(dòng)復(fù)位鍵，在校對狀態(tài)下，每次按動(dòng)該鍵，都會(huì)使相應(yīng)校對位進(jìn)行加1操作。 按鍵功能表按鍵鍵名功能屬性K1Calendar顯示日歷自鎖K3FUN功能選擇自動(dòng)復(fù)位K4UP數(shù)值加一操作自動(dòng)復(fù)位K5DOWN數(shù)值減一操作自動(dòng)復(fù)位K6Enter/Snooze確認(rèn)鍵/貪睡自動(dòng)復(fù)位K7Alarm鬧鈴開關(guān)自鎖按鍵操作說明如下：K1鍵：該鍵為帶自鎖按鍵，在正常顯示時(shí)間狀態(tài)下，每次將按鍵按下， LED數(shù)碼管將顯示日期；再次按下，按鍵彈出，重新顯示時(shí)間。每次按下后，會(huì)自動(dòng)彈出。只有再次按下，按鍵彈出，與之連接的單片機(jī)管腳才會(huì)重新被拉回高電平。對于內(nèi)置了上拉電阻的I/O引腳來說，外接上拉電阻沒有意義[15][16]。矩陣式鍵盤適合按鍵較多時(shí)使用。獨(dú)立式鍵盤是各個(gè)按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵占用一個(gè)I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會(huì)影響其他I/O口上按鍵工作狀態(tài)。 顯示面板LED分布圖 按鍵電路設(shè)計(jì)根據(jù)功能需要，本時(shí)鐘需要設(shè)置以下功能鍵：校對選擇鍵，加1操作鍵，減1操作鍵，顯示日期鍵，鬧鈴開關(guān)鍵。74LS164是8位移位寄存器，應(yīng)用該芯片驅(qū)動(dòng)LED做顯示部分，其優(yōu)點(diǎn)在于連線簡單，節(jié)省單片機(jī)I/O口，軟件編程容易。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)程序簡單，且CPU占用率低，但每個(gè)LED數(shù)碼管需要一個(gè)鎖存器來鎖存每一個(gè)顯示位的筆段代碼，硬件開銷大，僅適合顯示位數(shù)較少的場合。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，復(fù)用的程度不是無限增加的， 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長短，發(fā)光的亮度等因素。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，閃爍問題。故本設(shè)計(jì)中應(yīng)用7位8段共陰LED實(shí)現(xiàn)顯示部分。另外，AT89C51本身沒有專門的液晶驅(qū)動(dòng)接口。 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 顯示電路就時(shí)鐘而言，通常可采用LCD顯示或LED顯示。DS1302采用雙電源供電，平時(shí)由+5V電源供電，當(dāng)+5V掉電之后，由圖中BT1（+3V備用電池）供電。該硬件電路設(shè)計(jì)簡單，抗干擾能力強(qiáng)。具體電路圖請參見附錄C。當(dāng)+5V電源被切斷后，DS1302啟用+3V電源，可以保持DS1302繼續(xù)工作。整個(gè)電路使用了兩種電源，+5V電源將為整個(gè)電路供電。 多功能電子時(shí)鐘硬件系統(tǒng)框圖鍵盤是為了完成時(shí)鐘/日歷的校對和日歷/溫度的顯示功能。該系統(tǒng)使用AT89C51單片機(jī)作為核心，通過讀取時(shí)鐘日歷芯片DS1302和溫度傳感器DS18B20的數(shù)據(jù)，完成此電子時(shí)鐘的主要功能——時(shí)鐘/日歷和環(huán)境溫度采集。 電子時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì)電子鬧鐘至少要包括秒信號發(fā)生器、時(shí)間顯示電路、按鍵電路、供電電源、鬧鈴指示電路等幾部分。其操作方法與前述相同[9][10][11]。寄存器和RAM的操作通過命令字節(jié)的BIT6加以區(qū)別。： I充電=（V0VDVE）/R （）式中：V0——；VD——二極管壓降，；R——慢速充電控制寄存器0和1位編碼決定的電阻值；VE——VCC1腳所接入的電池電壓。其中編碼RS=01為2 KΩ，RS=10為4 KΩ，RS=11為8 KΩ，而RS=00將不允許進(jìn)行充電。如果編碼DS是01，選擇一個(gè)二極管；如果編碼是10，選擇兩個(gè)二極管；其他編碼將不允許充電。寄存器的BIT4～BIT7（TCS）決定是否具備充電性能：僅在編碼為1010的條件下才具備充電性能，其他編碼組合不允許充電。另外，還有慢速充電控制寄存器和RAM寄存器。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作?？刂萍拇嫫鳎?FH、8EH）的位7是寫保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。當(dāng)該位置為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。 當(dāng)為12小時(shí)制式時(shí)，位5為“0”表示AM；為“1”表示PM。DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有10個(gè)，時(shí)鐘/日歷包含在其中的7個(gè)寫/讀寄存器內(nèi)，這7個(gè)寄存器分別是秒、分、小時(shí)、日、月、星期和年。多字節(jié)操作方式與其類似，只是后面跟的字節(jié)數(shù)不止一個(gè)。對于單字節(jié)操作，包括命令字節(jié)在內(nèi)，每次為2個(gè)字節(jié)，需要16個(gè)時(shí)鐘；對于時(shí)鐘/日歷多字節(jié)模式操作，每次為7個(gè)字節(jié)，需要72個(gè)時(shí)鐘；而對于RAM多字節(jié)模式操作，每次則為32字節(jié)，需要多達(dá)256個(gè)時(shí)鐘。在開