【正文】 以輸出一字節(jié)的數(shù)據。只有在 SCLK為低電平時，才能將 RST 置為高電平，這一點我們要一定注意。如果在傳送過程中 RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據傳送， I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 。讀寫都是 16 位數(shù)據高 8 位是地址低 8位是數(shù)據，在讀寫時要嚴格遵從其讀寫時序，否則讀寫將會失效。所有時序都是將主 機作為主設備，單總線器件作為從設備。 XXXXXXX 畢業(yè)論文 17 N 開始 有鍵按下？ 延時 10ms K2 按下？ K3 按下？ K4 按下？ K1 按下 ？ 調顯示 K1 為 0？ 鍵值加 1 Y 調顯示 有鍵按下？ 鍵值清 0 標志位清 0 返回回 N N N Y N Y N 下頁 1 Y Y Y 下頁 3 XXXXXXX 畢業(yè)論文 18 日歷時鐘子程序設計 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。 K2 為加 1 鍵， K3 為減 1 鍵， K4 為總返回鍵，即在調時見時不用只有按下 K1 鍵值為 8才返回，而通過按下 K4鍵即可返回。本鍵盤深度為 7級，即連續(xù)按下 K1 鍵 8次時則返回到原來界面。 圖 51程序流程圖 鍵盤子程序設計 多 功能鍵盤程序的設計是本設計的難點，也是完成本設計的重點，當有鍵按下時，調用 10ms 延時程序，再判斷是否有鍵按下無則返回，若有先調用顯示程 序再判斷是否松開，否則再轉到顯示程序，這樣避免了在按鍵松開之前能正常顯示。 標志位初始化是對時間調整時判斷是調分還是調時等而專設的位標志，初始化過程中標志位全部置0，即開始時是處于顯示狀態(tài)，而不是調整狀態(tài)，這一點在程序中相當明了。 對定時器 T0初始化時，首先置初值， CPU開中斷，定時器 T0 開中斷，并且開始計數(shù)，而對定時器 T1初始化時，首先置初值，定時器 T1 關中斷，并且停止計數(shù)，只有收到命令時才能產生中斷。 從上面主程序看出，主程序的組成是通過分別調用各子程序組成總體系統(tǒng)功能，能很直觀的看出主程序所要完成的功能，首先是初始化各模塊，之后調用鍵盤完成時間的調整，調用日歷子程序完成日歷時鐘的初始化和時間數(shù)據的讀寫，調用顯示子程序顯示數(shù)據，最后又轉到鍵盤程序來回循環(huán)。其任務是在整體設計和硬件設計的基礎上，確定程序結構，分配內 RAM資源，劃分功能模塊，然后進行主程序和各模 塊程序的設計，最后連接起來成為一個完整應用程序，與硬件相結合完成相應功能。本設計的突出之處在于硬件電路簡單，大大減少了硬件開銷，這樣又勢必增加了軟件開發(fā)的難度，但降低了成本有利于市場的開闊。 設計采用動態(tài)顯示，輪流掃描各個 LED 使之顯示相應的數(shù)型碼，當掃描頻率大于人眼所能識 別的頻率時就看不到閃爍現(xiàn)象。單片機的 18和 19 引腳接 12MHZ 的晶振，并接兩個 22PF 的電容同時 接地，單片機復位端接一極性電容并連接到電源處，在極性電容的負極接一 10K 的電阻，并連接至地做為放電用。 電路原理圖如圖 44所示，顯示部分用 P0 口做為輸出數(shù)據接到 LED 數(shù)碼管a到 h，并接 74ls244 做為各段的驅動（為了簡化電路圖在此用了 8個上拉電阻代替 74ls244）。 C1 C2 的值采用 30pF。電路中的兩個電容的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振（ C1 C2 的值大，起振的速度慢；反之，速度快。圖 43 就是內部時鐘工作方式的電路圖，這是一種常用的方式。 單片機系統(tǒng)的晶振電路 單片機必須在時鐘的驅動下才能進行工作 。如圖 42 所示。 電源設計 在這里因設計分工和側重點不同，電源模塊用通用的 5v 變壓器。使用動態(tài)掃描顯示方式對數(shù)字的顯示。 DS1302 內部有一個 31*8的用于臨時性存放數(shù)據的 RAM 寄存器。 圖 38 74LS244 引腳圖 9101112131415161 2 3 4 5 6 7 8A0 A1 A2Y\0 Y\1 Y\2 Y\3 Y\4 Y\5 Y\6Y\7 GNDVCCG1G\2A G\2B XXXXXXX 畢業(yè)論文 11 4 硬件設計 電路設計框圖 系統(tǒng)概述 本電路是由 AT89S52 單片機為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在3V超低壓工作；時鐘電路由 DS1302 提供，它是 一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。 圖 37 74HC138 封裝圖 鎖存器 74LS244 74ls244 由 2組、每組四路輸入、輸出構成。 74HC138 封裝如圖 37。 譯碼器 74HC138 74HC138 譯碼器是通過 3條線來達到控制 8 條線的狀態(tài)，就是通過 3條控制線 A0、 A A2 不同的高低電平組合來控制 Y0～ Y7的輸出狀態(tài)，其中 4 和 5 為使能地端，與 8 引腳共同接地，當接高電平時 Y0 到 Y7 輸出高電平。靜態(tài)顯示有并行輸出和串行輸出兩種方式。 靜態(tài)顯示就是每一個顯示器各筆畫段都要獨占具有一個鎖存功能的輸出口線， CPU把要顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示器上顯示所需的數(shù)字或符號，此后，即使 CPU 不在去訪問它，因為各 筆畫段借口具有鎖存功能，顯示的內容也不會消失。在七段 LED 顯示器中，通常將各段發(fā)光二極管的陰極或陽極連在一起作為公共端。控制相應的管導通，就能顯示出對應字符。 DS1302 的時鐘電路如圖 36所示。 DS1302 在第一次加電后，需進行初始化操作。雖然 DS1302 在主電源掉電后耗電很小，但如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電電池。 寄存器 命令碼 數(shù)據范圍 寄存器中各位的內容 名稱 地址 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒 00H 80H 81H 00~59 CH 秒數(shù)據 分 01H 82H 83H 00~59 0 分數(shù)據 時 02H 84H 85H 01~12 或 00~23 12/ 24 0 10/ AP 時數(shù)據 日 03H 86H 87H 01~28， 29 30， 31 0 0 日數(shù)據 月 04H 88H 89H 01~12 0 0 0 月數(shù)據 星期 05H 9AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 星期數(shù)據 年 06H 8CH 8DH 00~99 年數(shù)據 ≈ SCLK SCLK K I/O 5 0 0 0 7 0 0 0 1 3 0 0 0 5 0 0 0 7 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 0 2 4 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 ≈ 4 0 0 0 6 0 0 0 R/C A2 A3 A0 A1 R/W A4 1 ≈ DATA I/O BYTE DATA I/O BYTE ≈ RST XXXXXXX 畢業(yè)論文 9 多字節(jié)讀寫 BEH BFH — — 表 35 片內時鐘數(shù)據寄存器 的應用 實時時鐘芯片 DS1302 采用串行數(shù)據傳輸，可為掉電保護電源提供可編 程的充電功能，也可以關閉充電功能，芯片采用 32768Hz 晶振。數(shù)據讀寫程序如圖 34 所示。但是，當以多字節(jié)方式寫 RAM 時，為了傳送數(shù)據不必寫所有 31 字節(jié)。在多字節(jié)方式中，讀或寫從地址 0 的位 0開始。位 6 規(guī)定時鐘或 RAM，而位0規(guī)定讀或寫。控制字節(jié)總是從最低位開始輸入 /輸出。位 5～ 1（ A4～ A0）指示操作單元的地址。控制字節(jié)的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1；如果它為邏輯 0，則不能把數(shù)據寫入到 DS1302 中。 DS1302 的管腳圖如圖 31 所示，表32 為各引腳的功能。上電運行時，在 VCC = 之前， RST 腳必須保持低電平。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8加 8，在多字節(jié)方式下為 8加字節(jié)數(shù)，最大可達 248 字節(jié)數(shù)。無論是讀周期還是寫周期，開始 8位指定 40個寄存器中哪個被訪問到。當 VCC2大于 VCC1+ 時，VCC2給 DS1302 供電；當 VCC2小于 VCC1時， DS1302 由 VCC1供電。 DS1302 有主電源 /后備電源雙電源引腳： VCC1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源，并提供低功率的電池備份； VCC2 在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式中， VCC1 連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據。時鐘的運行可以采用 24h 或帶 AM（上午） /PM（下午）的 12h 格式。實時時鐘 /日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。 DS1302 時鐘芯片包括實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM。簡單的 3線接口； 時耗電小于 300nA； 最少引腳的串行 I/O； 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)； 而在系統(tǒng)中采用 DS1302 則能很好地解決這個問題。記錄及分析這些特殊意義的數(shù)據，對測控系統(tǒng)的性能分析及正常運行具有重要的意義。 采用 DS1302 作 為記錄測控系統(tǒng)中的數(shù)據記錄，其軟硬件設計簡單，時間記錄準確，既避免了連續(xù)記錄的大工作量，又避免了定時記錄的盲目性，給連續(xù)長時間的測量、控制系統(tǒng)的正常運行及檢查都來了很大的方便，可廣泛應用于長時間連續(xù)的測控系統(tǒng)中。 DS1302 用于數(shù)據記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據與出現(xiàn)該數(shù)據的時間同時記錄。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 XXXXXXX 畢業(yè)論文 5 3 主控制器和外圍器件 單片機 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產品指令和引腳完全兼容。所以不采用此方案。 時鐘芯片的選擇方案和論證 方案一： 直接采用單片機定時計數(shù)器提供秒信號，使用程序實現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒計數(shù)。 方案三： 采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描 ,LED 數(shù)碼管價格適中 ,對于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動態(tài)掃描法與單片機連接時 ,占用的單片機口線少。 所以選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng) . XXXXXXX 畢業(yè)論文 4 顯示模塊選擇方案和論證 方案一： 采用 LED 液晶顯示屏 ,液晶顯示屏的顯示功能強大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見 ,但是價格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設計 中不采用LED 液晶顯示屏。 方案確定 單片機芯片的選擇方案和論證 方案一 : 采用 89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內部具有 4KB ROM 存儲空間 ,能于 3V 的超低壓工作 ,而且與 MCS51 系列單片機完全兼容 ,但是運用于電路設計中時由于不具備 ISP 在線編程技術 , 當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。 因而，此設計具有相當重要的現(xiàn)實意義和實用價值。利用單片機進行控制，實時時鐘芯片 DS1302 進行 記時，外加掉電存儲電路和顯示電路，可實現(xiàn)時間的調整和顯示。在一個單片機應用系統(tǒng)中，時鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準振蕩定時 信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標準定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種實現(xiàn)方法：一是用軟件實現(xiàn)，即用單片機內部的可編程