【正文】 SCLK I/O RST5。 K2 為加 1 鍵 ,K3 為減 1 鍵 ,K4 為總返回鍵 ,即在調(diào)時(shí)見(jiàn)時(shí)不用只有按下 K1鍵值為 8 才返回 ,而通過(guò)按下 K4 鍵即可返回。本鍵盤深度為 7級(jí) ,即連續(xù)按下 K1 鍵 8 次時(shí)則返回到原來(lái)界面。 圖 51程序流程圖 鍵盤子程序設(shè)計(jì) 多功能鍵盤程序的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn) ,也是完成本設(shè)計(jì)的重點(diǎn) ,當(dāng)有鍵按下時(shí) ,調(diào)用 10ms 延時(shí)程序 ,再判斷是否有鍵按下無(wú)則返回 ,若有先調(diào)用顯示程 序再判斷是否松開 ,否則再轉(zhuǎn)到顯示程序 ,這樣避免了在按鍵松開之前能正常顯示。 標(biāo)志位初始化是對(duì)時(shí)間調(diào)整時(shí)判斷是調(diào)分還是調(diào)時(shí)等而專設(shè)的位標(biāo)志 ,初始化過(guò)程中標(biāo)志位全部置 0,即開始時(shí)是處于顯示狀態(tài) ,而不是調(diào)整狀態(tài) ,這一點(diǎn)在程序中相當(dāng)明了。 對(duì)定時(shí)器 T0 初始化時(shí) ,首先置初值 ,CPU 開中斷 ,定時(shí)器 T0 開中斷 ,并且開始計(jì)數(shù) ,而對(duì)定時(shí)器 T1初始化時(shí) ,首先置初值 ,定時(shí)器 T1關(guān)中斷 ,并且停止計(jì)數(shù) ,只有收到命令時(shí)才能產(chǎn)生中斷。 從上面主程序看出 ,主程序的組成是通過(guò)分別調(diào)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(diào)用鍵盤完成時(shí)間的調(diào)整 ,調(diào)用日歷子程序完成日歷時(shí)鐘的初始化和時(shí)間數(shù)據(jù)的讀寫 ,調(diào)用顯示子程序顯示數(shù)據(jù) ,最后又轉(zhuǎn)到鍵盤程序來(lái)回循環(huán)。其任務(wù)是在 整體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上 ,確定程序結(jié)構(gòu) ,分配內(nèi) RAM 資源 ,劃分功能模塊 ,然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì) ,最后連接起來(lái)成為一個(gè)完整應(yīng)用程序 ,與硬件相結(jié)合完成相應(yīng)功能。本設(shè)計(jì)的突出之處在于硬件電路簡(jiǎn)單 ,大大減少了硬件開銷 ,這樣又勢(shì)必增加了軟件開發(fā)的難度 ,但降低了成本有利于市場(chǎng)的開闊。 設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示 ,輪流 掃描各個(gè) LED 使之顯示相應(yīng)的數(shù)型碼 ,當(dāng)掃描頻率大于人眼所能識(shí)別的頻率時(shí)就看不到閃爍現(xiàn)象。單片機(jī)的 18和19引腳接 12MHZ的晶振 ,并接兩個(gè) 22PF的電容同時(shí)接地 ,單片機(jī)復(fù)位端接一極性電容并連接到電源處 ,在極性電容的負(fù)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(jù)接到 LED 數(shù)碼管 a 到 h,并接 74ls244 做為各段的驅(qū)動(dòng) (為了簡(jiǎn)化電路圖在此用了 8個(gè)上拉電阻代替 74ls244)。 C1 C2 的值采用 30pF。 )。電路中的兩個(gè)電容的作用有兩個(gè) :一是幫助振蕩器起振 (C1 C2 的值大 ,起振的速度慢 。圖 43 就是內(nèi)部時(shí)鐘工作方式的電路圖 ,這是一種常用的方式。 單片機(jī)系統(tǒng)的晶振電路 單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能進(jìn)行工作。如圖 42 所示。 電源設(shè)計(jì) 在這里因設(shè)計(jì)分工和側(cè)重點(diǎn)不同 ,電源模塊用通用的 5v變壓器。使用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式對(duì)數(shù)字的顯示?？僧a(chǎn)生年、月、日、周日、時(shí)、分、秒 ,具有使用壽命長(zhǎng) ,精度高和低功耗等特點(diǎn) ,同時(shí)具有掉電自動(dòng)保存功能 。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信 ,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。 圖 38 74LS244 引腳圖 4硬件設(shè)計(jì) 電路設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)概述 本電路是由 AT89S52 單片機(jī)為控制核心 ,具有在線編程功能 ,低功耗 ,能在 3V 超低壓工作 。 圖 37 74HC138 封裝圖 鎖存器 74LS244 74ls244 由 2 組、每組四路輸入、輸出構(gòu)成。 74HC138 封裝如圖 37。 譯碼器 74HC138 74HC138 譯碼器是通過(guò) 3 條線來(lái)達(dá)到控制 8 條線的狀態(tài) ,就是通過(guò) 3條控制線 A0、 A A2不同的高低電平組合來(lái)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(dāng)接高電平時(shí) 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(gè)顯示器各筆畫段都要獨(dú)占具有一個(gè)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(hào) ,此后 ,即使 CPU 不在去訪問(wèn)它 ,因?yàn)楦鞴P畫段借口具有鎖存功能 ,顯示的內(nèi)容也不 會(huì)消失。將各段發(fā)光二極管連在一起的叫共陽(yáng)極顯示器 ,用低電平驅(qū)動(dòng) 。各段 LED 顯示器需要由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。 圖 36 DS1302 時(shí)鐘電路 數(shù)碼管 LED LED 顯示器由若干個(gè)發(fā)光二極管組成 ,當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo) 通時(shí) ,相應(yīng)的一個(gè)筆畫或一個(gè)點(diǎn)就發(fā)光。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時(shí)間。如果斷電時(shí)間較短 (幾小時(shí)或幾天 ),可以用漏電較小的普通電解電容代替 (100μ F 就可以保證 1 小時(shí)的正常走時(shí) )。要特別說(shuō)明的是 ,備用電源 BT1 可以用電池或超級(jí)電容 (10 萬(wàn)μ F以上 )。 圖 34 數(shù)據(jù)讀寫程序 DS1302 共有 12 個(gè)寄存器 ,其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān) ,存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式 ,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表 35,其中奇數(shù)為讀操作 ,偶數(shù)為寫操作。不管是否寫了全部 31字節(jié) ,所寫的每一字節(jié)都將傳送至 RAM。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8個(gè)寄存器。在時(shí)鐘 /日歷寄存器中的地址 9~31 或 RAM 寄存器中的地址 31不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 圖 33 控制字節(jié)的含義 為了提高對(duì) 32個(gè)地址的尋址能力 (地址 /命令位 1~5=邏輯 1),可以把時(shí)鐘/日歷或 RAM 寄存器規(guī)定為多字節(jié) (burst)方式。為 1 表示進(jìn)行讀操作。位 5~1(A4~A0)指示操作單元的地址。位 6 如果為 0,則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù) ?？刂谱止?jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1。 DS1302 的管腳圖如圖 31所示 ,表 32為各引腳的功能。上電運(yùn)行時(shí) ,在 VCC 之前 ,RST 腳必須保持低電平。時(shí)鐘脈沖的個(gè)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(dá) 248字節(jié)數(shù)。無(wú)論是讀周期還是寫周期 ,開始 8位指定 40 個(gè)寄存器中哪個(gè)被訪問(wèn)到。當(dāng) VCC2 小于 VCC1 時(shí) ,DS1302 由 VCC1 供電。 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 中較大者供電。 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 。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用 24h 或帶 AM(上午 )/PM(下午 )的 12h格式。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息。 DS1302 時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM。 ?簡(jiǎn)單的 3線接口 。 ? 時(shí)耗電小于 300nA。 ?最少引腳的串行 I/O。 DS1302 的性能特性 ?實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ,可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù) 。若采用單片機(jī)計(jì)時(shí) ,一方面需要采用計(jì)數(shù)器 ,占用硬件資源 ,另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等 ,同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源 ,而且某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許。記錄及分析這些特殊意義的數(shù)據(jù) ,對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的性能分析及正常運(yùn)行具有重要的意義。 采用 DS1302 作為記錄測(cè)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄 ,其軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 ,時(shí)間記錄準(zhǔn)確 ,既避免了連續(xù)記錄的大工作量 ,又避免了定時(shí)記錄的盲 目性 ,給連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量、控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行及檢查都來(lái)了很大的方便 ,可廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的測(cè)控系統(tǒng)中。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄 ,特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上 ,能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。掉電保護(hù)方式下 ,RAM 內(nèi)容被保存 ,振蕩器被凍結(jié) ,單片機(jī)一切工作停止 ,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)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。 3主控制器和外圍器件 單片機(jī) 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(chǔ)器技術(shù)制造 ,與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。所以不采用此方案。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 方案一 : 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào) ,使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。 方案三 : 采用 LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描 ,LED數(shù)碼管價(jià)格適中 ,對(duì)于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí) ,占用的單片機(jī)口線少。 所以選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng) . 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(qiáng)大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見(jiàn) ,但是價(jià)格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設(shè)計(jì)中不采用LED 液晶顯示屏。能以 3V 的超底壓工作 。 方案確定 單片機(jī)芯片的選擇方案和論證 方案一 : 采用 89C51