【正文】 示驅動器串行接口的實現(xiàn) [J].微計算機信息， 2020 21 致謝 通過此次簡易燈光時鐘的畢業(yè)設計，我學到了很多東西，并且，將許多以前在書本上學到的東西運用到實際生活中，在以前的專業(yè)課書本中，很多概念的模糊的，例如：在以前的學習過程中，一直不明白溫度傳感器是怎么進行工作的，與單片機是怎么進行通信，單片機的 I/O 口采集溫度傳感器 DS18B20 的數(shù)據(jù)后是怎么轉換數(shù)據(jù)將之對應為實時的溫度的。 20 參考文獻 [1] 彭偉 .單片機 C 語言程序設計實訓 100 例 .電子工業(yè)出版社 .2020 年 [2] 吳運昌．模擬電子線路基礎．廣州：華南理工大學出版社， 2020 年 [3] 閻石．數(shù)字電子技術基礎．北京：高等教育出版社， 1997 年 [4] 張曉麗等．數(shù)據(jù)結構與算法．北京：機械工業(yè)出版社， 2002 年 [5] 馬忠梅等． ARM amp。然后檢查鍵盤掃描程序，重新建立一個新的對應關系。 問題 2：當用戶按下按鈕，設定的數(shù)值與單片機讀取的值跟不對應，而且有時候按鍵失靈或者是出現(xiàn)某些關鍵功能有時候不對應有時候對應的情況。 解決：剛開始的時候懷 疑是程序的延時部分有問題，所以在程序中修改對調用的子程序的延時，結果我們發(fā)現(xiàn)屏幕顯示閃動頻率明顯降低，找到問題點后，繼續(xù)增大延時，最終達到解決顯示閃動問題的目的。在系統(tǒng)中調試號確定無誤后，再將每個模塊全部集中在一個腐蝕板上，再進過一番調試，問題得到解決，功能得到實現(xiàn)。 軟件調試 本系統(tǒng)是一個較為復雜的數(shù)字系統(tǒng)，程序更為復雜，所以在編程和調試出現(xiàn)了相對更多的問題。 解決 : 經(jīng)過查找芯片手冊，知道 DS18B20 的輸出端是漏極開路結構，需要加上拉電阻才能讀取數(shù)據(jù)正常 . 問題 3：本設計要實現(xiàn)語言實時報時，但是在用萬 用版做出來的時候，不管怎么做，都沒有語音發(fā)出聲音。 解決：經(jīng)過多方面的查找相關資料，如進入圖書館查找歷年來的設計資 料，或者進入相關資源的數(shù)據(jù)庫，或者在商家處尋求相關芯片的 PDF 資料文件，最終我知道了單片機的 I/O 口給蜂鳴器提供不了足夠的驅動電流，所以我們采用三極管放大器來將電流放大，用以驅動蜂鳴器工作，實驗證明，把三極管放大器加在系統(tǒng)上后蜂鳴器就可以正常工作，發(fā)出聲音了。 18 硬件調試 在制作硬件電路之前，我們先根據(jù)實際需要的功能劃分硬件模塊，并且在 PROTEL 里面畫出其硬件原理圖和 PCB 圖，檢查無誤后開始先在萬用板上焊接，調試無誤后在腐蝕板上制作焊接。這兩種類型的軟件設計方法都有其自身的特點，專注于算法的軟件設計，不斷提高軟件完成功能效率，以及與之密切相關的硬件，都有不斷變化的可能性，關鍵就在于我們設計者是怎么進行操作的。 17 軟件分析方面的任務是軟件設計的一個總體規(guī)劃。 15 調 用 自 定 義字 庫設 置 D D R A M 地址 ， 在 第 一行 顯 示設 置 顯 示 數(shù)據(jù) 首 地 址循 環(huán) 量 設 置取 字 符 代 碼循 環(huán) 完 ？設 置 D D R A M 地址 ， 在 第 一行 顯 示設 置 顯 示 數(shù)據(jù) 首 地 址循 環(huán) 量 設 置取 字 符 代 碼循 環(huán) 完 ？結 束 圖 LCD1602 初始化子程序函數(shù)流程圖 LCD1602 子 程序函數(shù)流程圖如圖 所示，首先先調用液晶自定義的字庫，設置好 DDRAM 地址后在第一行顯示，根據(jù)程序中的數(shù)據(jù)，設置顯示數(shù)據(jù)的首地址，并設置循環(huán)量，在循環(huán)過程中不斷的取字符代碼直到終止，第二行的顯示過程同理，兩行顯示完畢后便結束子程序 16 開 始初 始 化DS18B20發(fā) 送 跳 過 ROM命 令 到DS18B20發(fā) 送 溫 度 轉換 命 令等 待 轉 換 完成初 始 化DS18B20發(fā) 送 跳 過 ROM命 令 到 18B20讀 取 溫 度 值到 緩 沖 區(qū)調 用 溫 度 處理子 程 序結 束 圖 溫度傳感器 DS18B20 溫度檢測子程序流程圖 溫度傳感器 DS18B20 溫度檢測子程序流程圖如圖 所示， 進入溫度讀取子函數(shù)時，首先初始化 DS18B20 溫度傳感器的參數(shù)，單片機發(fā)送跳過 ROM 命令給 DS18B20，然后發(fā)送溫度轉換命令并且延時一定時間等待轉換完畢，等轉換完畢后單片機在再次初始化 DS18B20，發(fā)送跳過 ROM 命令，溫度到緩沖區(qū)，最終溫度處理子程序調用達到存儲實時溫度的目的。并且 gFunctioncount 清 0，以及清除屏幕顯示，最后跳出設置功能。 B e e p = = 0 ？g F u n c t i o n c ou n t + +N清 除 屏 幕 顯示松 手 檢 測減 少 相 應 值 松 手 檢 測N結 束g F u n c t i o n c ou n t = = 4 ？N重 置 時 間Y圖 按鍵掃描程序流程圖 鍵盤掃描程序流程圖如圖 所示，當進入到按鍵掃描子函數(shù)后，首先判斷按下的是哪個按鍵，如果是按鍵 1 的話，則檢測單片機是否處于鬧鐘的觸發(fā)狀態(tài)，是的話，將鬧鐘標志位清 0，不是 0 的話，那么變量 gFunctioncount加 1，進入時鐘設置界面，如果是的話重新檢測按鍵，如果是按鍵 2的話，則用于選定不同的所需的時間參數(shù)，按鍵 3和按鍵 4實現(xiàn) 時間參數(shù)的確定，如果仍然是按鍵 1 時，則變量 gFunctioncount 加 1，進入鬧鐘設置模式，此時通過按鍵確定并設置鬧鐘參數(shù)。 14 按 鍵 1 是 否按 下按 鍵 2 是 否按 下按 鍵 3 是 否按 下時 間 設 定 鬧 鈴 設 定切 換 對 應 菜單增 加 相 應 值YNNYYYNY按 鍵 掃 描 子函 數(shù)松 手 檢 測松 手 檢 測鬧 鈴 標 志 位清 零Yg F u n c t i o n c ou n t = 0按 鍵 4 是 否按 下Yg F u n c t i o n co u n t = = 2 ？g F u n c t i o n c ou n t = = 3 ？N Ng F u n c t i o n c ou n t = = 1 ？Ng F u n c t i o n c o u n t= = 0 amp。 開 始復 位 端 變 高 啟 動 一次 數(shù) 據(jù) 傳 送 工 作寫 命 令 字 節(jié) 一 位SCLK發(fā) 脈 沖夠 8次 嗎 ？寫 數(shù) 據(jù) 字 節(jié) 一 位SCLK發(fā) 脈 沖夠 8次 嗎 ？復 位 端 變 低結 束否是否是 圖 時鐘模塊子函數(shù)程序流程圖 時鐘模塊的流程圖如圖 所示，首先先讓時鐘芯片的復位引腳置高， 然后開始數(shù)據(jù)傳輸，然后寫一個指令字節(jié)，然后發(fā)送串行時鐘脈沖信號，一直循環(huán)，直到發(fā)送了 8 個命令字節(jié)為止。芯片即刻工作，播放第十段的聲音；如果需要播放第五段的聲音，則是：先發(fā)送一個復位脈沖到 REST 腳，接著發(fā)送 5 個脈沖到 DATA 腳。單片機通過對該芯片發(fā)送序列的脈沖信號來查找該 ROM 的地址，以此來發(fā)出聲音。 而且，溫度傳感器從測量溫度結束后，將溫度傳出到轉換到數(shù)字量的時候，需要一定的延時時間，否則會導致轉換錯誤，總是顯示一個時間不動。 圖 是 DS18B20 的引腳圖。另外，多個溫度傳感器可以并聯(lián)連接，但只需要使用 CPU 上的一個端口就可以與溫度傳感器電路進行通信，這樣微控制器端口占用最少。 溫度傳感器工作原理 溫度傳感器 DS18B20 測溫在 55 至 +125 攝氏度范圍內，具有 12位的精度。 控制寄存器地址是 8FH， 8EH，其第七位是寫保護位，其余七位均要置 0，在對時鐘進行的任何寫操作時，寫保護位 WP 必須是 0，否則，寫保護位禁止任何一個寄存器進行寫操作。 表 2 DS1302 的日歷、時鐘寄存器及其控制字 寄存器名 命令字 取值 范圍 各位內容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10秒 秒 分鐘寄存器 82H 83H 0059 0 10分 分 小時寄存器 84H 85H 0112或 0023 12/ 24 0 10 時 時 AM/PM 日期寄存器 86H 87H 1— 31 0 10日 日 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10 月 周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 周日 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10年 年 從表 2 我們可以發(fā)現(xiàn)，小時寄存器的第七位為 1 是 12 小時計時模式，在 12小時計時模式下，第五位為高電平表示 AM，低電 平表示 PM，第七位為 0 是 24小時模式，這是位 5 為第二個十小時位標志。 圖 DS1302 控制字 DS1302 共有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式，其日歷、時間寄存器及 其控制字見表 2，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作。此外， DS1302 采用雙電源供電，主電源和備用電源， VCC1 作為備用電源，在模塊整體供電中提供電壓相對低的電壓，而 VCC2 作為主電源， VCC1 和 VCC2 的供電模式?jīng)Q定如下： VCC2VCC1+ 時 由 VCC2 供電 9 VCC2VCC1 時 由 VCC1 供電 圖 DS1302 引腳示意圖 如圖 為 DS1302 的引腳圖。 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種帶 RAM、高性能、能對年、月、 日、星期、時、分、秒進行計時，并且低功耗，可以進行閏年補償?shù)臅r鐘電路，工作電壓為 ～ 。 1KR4+5VLS1蜂鳴器Q18550 圖 蜂鳴器驅動電路電路圖 時鐘模塊的設計 在本設計中，時鐘模塊的設計，我們把 DS1302 這塊串行日歷時鐘芯片作為核心，因為 DS1302 具有與單片機的連線很少，節(jié)省單片機的系統(tǒng)資源的有點，單片機通過 I/O 讀取 DS1302 上的數(shù)據(jù)可以得到實時時間。本處選用的是 8550 三極管，它是一個 PNP 型的三極管，當基極給低電平的時候三極管導通，這時候蜂鳴器發(fā)聲，當給高電平的時候，三極管關閉，蜂鳴器不發(fā)聲。 8 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1單片機+5VS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPB 圖 鍵盤模塊電路圖 蜂鳴器模塊設計 本設計還帶有鬧鐘功能，用戶可以通過按鍵設定好鬧鐘，當當前時間跟鬧鐘時間一致的時候，單片機就可以驅動蜂鳴器發(fā)聲。其中按鍵還可以設置鬧鐘 ，重置時間等功能。 12345678RESET91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U1單片機+5V12Y212MHZ30pFC330pFC41 2 3 4 5 6 7 8 9P1 10K 排阻VSS1VCC2VEE3RS4RW5EN6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A15K16LCD1lcd1602+5V10KR1+5V+5V+5VS1SWPB10KR310uFC2+5V 圖 LCD1602 與 STC8