【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(shè)計 多功能鍵盤程序的設(shè)計是本設(shè)計的難點(diǎn) ,也是完成本設(shè)計的重點(diǎn) ,當(dāng)有鍵按下時 ,調(diào)用 10ms 延時程序 ,再判斷是否有鍵按下無則返回 ,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)志位初始化是對時間調(diào)整時判斷是調(diào)分還是調(diào)時等而專設(shè)的位標(biāo)志 ,初始化過程中標(biāo)志位全部置 0,即開始時是處于顯示狀態(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(guān)中斷 ,并且停止計數(shù) ,只有收到命令時才能產(chǎn)生中斷。 從上面主程序看出 ,主程序的組成是通過分別調(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)用鍵盤完成時間的調(diào)整 ,調(diào)用日歷子程序完成日歷時鐘的初始化和時間數(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)到鍵盤程序來回循環(huán)。其任務(wù)是在 整體設(shè)計和硬件設(shè)計的基礎(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 ,最后連接起來成為一個完整應(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(shè)計采用動態(tài)顯示 ,輪流 掃描各個 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別的頻率時就看不到閃爍現(xiàn)象。單片機(jī)的 18和19引腳接 12MHZ的晶振 ,并接兩個 22PF的電容同時接地 ,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 (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 。圖 43 就是內(nèi)部時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)必須在時鐘的驅(qū)動下才能進(jìn)行工作。如圖 42 所示。 電源設(shè)計 在這里因設(shè)計分工和側(cè)重點(diǎn)不同 ,電源模塊用通用的 5v變壓器。使用動態(tài)掃描顯示方式對數(shù)字的顯示?？僧a(chǎn)生年、月、日、周日、時、分、秒 ,具有使用壽命長 ,精度高和低功耗等特點(diǎn) ,同時具有掉電自動保存功能 。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信 ,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 圖 38 74LS244 引腳圖 4硬件設(shè)計 電路設(shè)計框圖 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 3 條線來達(dá)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(dāng)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(dú)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?yàn)楦鞴P畫段借口具有鎖存功能 ,顯示的內(nèi)容也不 會消失。將各段發(fā)光二極管連在一起的叫共陽極顯示器 ,用低電平驅(qū)動 。各段 LED 顯示器需要由驅(qū)動電路驅(qū)動。 圖 36 DS1302 時鐘電路 數(shù)碼管 LED LED 顯示器由若干個發(fā)光二極管組成 ,當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo) 通時 ,相應(yīng)的一個筆畫或一個點(diǎn)就發(fā)光。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間。如果斷電時間較短 (幾小時或幾天 ),可以用漏電較小的普通電解電容代替 (100μ F 就可以保證 1 小時的正常走時 )。要特別說明的是 ,備用電源 BT1 可以用電池或超級電容 (10 萬μ F以上 )。 圖 34 數(shù)據(jù)讀寫程序 DS1302 共有 12 個寄存器 ,其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關(guān) ,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 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個寄存器。在時鐘 /日歷寄存器中的地址 9~31 或 RAM 寄存器中的地址 31不能存儲數(shù)據(jù)。 圖 33 控制字節(jié)的含義 為了提高對 32個地址的尋址能力 (地址 /命令位 1~5=邏輯 1),可以把時鐘/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 ,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(dá) 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(dāng) VCC2 小于 VCC1 時 ,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(shí)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。 DS1302 的性能特性 ?實(shí)時時鐘 ,可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計數(shù) 。若采用單片機(jī)計時 ,一方面需要采用計數(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) ,對測控系統(tǒng)的性能分析及正常運(yùn)行具有重要的意義。 采用 DS1302 作為記錄測控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄 ,其軟硬件設(shè)計簡單 ,時間記錄準(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(yùn)行及檢查都來了很大的方便 ,可廣泛應(yīng)用于長時間連續(xù)的測控系統(tǒng)中。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄 ,特別是對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)的時間同時記錄。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。 時鐘芯片的選擇方案和論證 方案一 : 直接采用單片機(jī)定時計數(shù)器提供秒信號 ,使用程序?qū)崿F(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(jī)連接時 ,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 ,但是價格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設(shè)計中不采用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