【正文】 e device system demonstrating. The keys use free standing structure. They mainly use as the timing and fixed time and use also as function choice. The control output simulates machine39。單片機(jī)作為主控器件，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它起到主要的控制作用；時(shí)鐘芯片為系統(tǒng)提供一個(gè)數(shù)字鐘，定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)也要依賴它；液晶模塊為系統(tǒng)顯示提供載體；按鍵部分采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，主要用作調(diào)時(shí)和定時(shí)，也可用作功能選擇； 控制輸出部分通過(guò)繼電器的動(dòng)作和發(fā)光二極管的亮滅，模擬機(jī)器的開(kāi)和停。 作為單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用之一的定時(shí)控制器，在日常生活，工業(yè)場(chǎng)合甚至軍事領(lǐng)域都有應(yīng)用。論文題目： 基于 單片機(jī)定時(shí)控制器的研制 摘 要 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨大規(guī)模集成電路出現(xiàn)，給人類(lèi)生活帶來(lái)了根本性的改變。由其是單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。 本 文主要介紹了單片機(jī)定時(shí)控制器的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程。 本文完成了對(duì)系統(tǒng)硬件電路制作、軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程的說(shuō)明，系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)分時(shí)段定時(shí)控制的功能。s opening and stops by relay39。 1876 年，英國(guó)外科醫(yī)生索加取得一項(xiàng)定時(shí)裝置的專(zhuān)利，用來(lái)控制煤氣街燈的開(kāi)關(guān)。起初每周上一次發(fā)條， 1918 年使用電鐘計(jì)時(shí)后，就不用上發(fā)條了。人們甚至將定時(shí)器用在了軍事方面，制成了定時(shí)炸彈，定時(shí)雷管。 目前單片機(jī)滲透到 日常 生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 為了能夠鞏固以前所學(xué)習(xí)的單片機(jī)原理的有關(guān)知識(shí)，并將其應(yīng)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 因此選擇了基于單片機(jī)的定時(shí)控制器的設(shè)計(jì)課題。 3 第 2 章 單片機(jī)及液晶顯示模塊 單片機(jī)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主控模塊，液晶是系統(tǒng)顯示的載體 。 單片機(jī) STC89C58RD+結(jié)構(gòu) STC89C58RD+是宏晶公司生產(chǎn)的低電壓、加密性強(qiáng)、高性能 CMOS8 位單片機(jī)。 引腳定義及功能 STC89C58RD+封裝形式和引腳排列如圖 21 所示。作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě) “1”可作為高阻抗輸入端用。在 Flash 編程時(shí)， P0 口接受指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻。對(duì)端口寫(xiě) “1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。此外， 和 分別作為定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 21 所示。 5 表 21 P1 口第二功能 引腳號(hào) 功能特性 T2(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入 ),時(shí)鐘輸出 T2EX(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制 ) MOSI(在系統(tǒng)編程用 ) MISO(在系統(tǒng)編程用 ) SCK（在系統(tǒng)編程用） ●P2口： P2 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX ＠ DPTR， A）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P2亦接受高位地址和其他控制信號(hào)。它的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 表 22 P3 口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) T0(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀 選通 ) ●RST :復(fù)位輸入。 6 看門(mén)狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元中的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無(wú)效。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。欲使 CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）EA 端必須保持低電平（接地）。如 EA 為高電平， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 ●XTAL1：震蕩器反向放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 復(fù)位電路 復(fù)位電路如圖 22 所示 [4]。按復(fù)位鍵后，復(fù)位端通過(guò)電阻與 VCC 電源接通。所以，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的復(fù)位電路不起作用時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整一下電阻、電容的大 小，使復(fù)位高電平能夠持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期。 （ 1）該液晶的基本特性如下 [5]： 具有低功耗、供應(yīng)電壓范圍寬等特點(diǎn)； 具有 16mon 和 61segment 輸出，并可外接驅(qū)動(dòng)來(lái)擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)； 具有 2560 位顯示 RAM，即 8084 位； 具有與 68 系列或 80 系列相適配的 MPU 接口，并有專(zhuān)用的指令集，可以完成文本顯示或功能顯示的功能設(shè)置。高電平：表示出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上的是數(shù)據(jù)；低電平：表示出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上的是指令或讀書(shū)的狀態(tài)。 CL： 外振時(shí)鐘 8 RD： 讀允許，低電平有效 WR： 寫(xiě)允許，高電平有效 D0D7： 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 RES： 復(fù)位端 ， 68 系列的 MPU，上升沿復(fù)位； 80 系列的 MPU，下降沿復(fù)位 LED+/LED ： 背光正極電源，背光負(fù)極電源 12232 引腳如圖 23 所示。 D=1，開(kāi)顯示； D=0，關(guān)顯示。 2）設(shè)置顯示起始行 A0 RD WR DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 0 1 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。行地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)計(jì)數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當(dāng)掃描完一行后自動(dòng)加一。當(dāng) MPU 要對(duì) DD RAM 進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，首先要設(shè)置列地址和頁(yè)地址。 執(zhí)行讀寫(xiě)命令后，列地址會(huì)自動(dòng)加 1，直 到達(dá)到 50H 才會(huì)停止，但頁(yè)地址不變 。 ADC：為顯示方向， ADC=0：反向顯示； ADC=1：正向顯示 ON/OF： 顯示開(kāi)關(guān)狀態(tài)， ON/OF=0：顯示打開(kāi)； ON/OF=1：顯示關(guān)閉 。 6）寫(xiě)顯示數(shù)據(jù) A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 0 Write Data 將 8 位數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DD RAM ，執(zhí)行該指令后，列地址自動(dòng)加 1，所以可以連續(xù)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DD RAM 而不用重新設(shè)置列地址。當(dāng) “讀 修 改 寫(xiě) ”模式關(guān)閉時(shí)，每執(zhí)行一次讀指令，列地址自動(dòng)加一，所以可以連續(xù)從 DD RAM 中讀出數(shù)據(jù)而不用設(shè)置列地址。 9）開(kāi)關(guān)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)模式設(shè)置 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 D 功能： D=0 表示關(guān)閉靜態(tài)顯示， D=1 表示打開(kāi)靜態(tài)顯示 10）占空比選擇 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 D 功能： D=0 表示 1/16DUTY,D=1 表示 1/32 DUTY 11） “讀 修 改 寫(xiě) ”模式設(shè)置 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 功能：執(zhí)行該指令后，每執(zhí)行一次寫(xiě)數(shù)據(jù)指令，列地址自動(dòng)加一；但執(zhí)行讀數(shù)據(jù)指 11 令時(shí)列地址不會(huì)改變。 12） END 指令 A0 RD WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 功能：關(guān)閉 “讀 修 改 寫(xiě) ”模式，并把列地址指針恢復(fù)到打開(kāi) “讀 修 改 寫(xiě) ”模式前的位置。 一個(gè) 1616 的漢 字 的存放方式如下： 0 16 1 17 … … 15 32 一個(gè) 816 的阿拉伯?dāng)?shù)字的存放方式如下 ： 0 1 … 15 通過(guò)單片機(jī)將已提取的漢字的字模輸入液晶控制器，即可按設(shè)定的液晶模塊顯示需要的漢字或數(shù)字。 E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P ( R D )17P ( W R )16P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13P ( T 0)14P ( T 1)15P ( T 2)1P ( T 2E X )2P 3P 4P 5P ( M O S I )6P ( M I S O )7P ( S C K )8( A D 0) P 39( A D 1) P 38( A D 2) P 37( A D 3) P 36( A D 4) P 35( A D 5) P 34( A D 6) P 33( A D 7) P 32( A 8) P 21( A 9) P 22( A 10 ) P 23( A 11 ) P 24( A 12 ) P 25( A 13 ) P 26( A 14 ) P 27( A 15 ) P 28P S E N29A L E / P R O G30( T X D ) P 11( R X D ) P 10GND20V C C40S T C 89 C 58 R D +V S S1VDD2V L C D3CL7RD8WR9R E T18V L E D +19V L E D 20D B 010D B 111D B 212D B 313D B 414D B 515D B 616D B 717A04C S 15C S 2612 23 2 2V C C10KR6R7P P P P P0.3R 17V C C1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13V C C1474 H C 14C6R 18V C CV C CP 圖 24 液晶 12232 與單片機(jī)接口電路 在圖 24 中， DB0~DB7 作為數(shù)據(jù)口，與單片機(jī)的 P1 口相連；液晶 12232 的 RD、WR 端分別接到單片機(jī)的 、 端口上，由單片機(jī)的這兩個(gè)端口提供液晶的讀寫(xiě)信號(hào)；液晶的外部晶振由 74HC14 與 R、 C 組成的振蕩電路提供，具體的內(nèi)容將在下一章做介紹；液晶的兩個(gè)讀寫(xiě)使能端口 CS CS2，與單片機(jī)的 、 相連，這樣可以在程序中對(duì)液晶的忙、閑狀態(tài)進(jìn)行判別以及控制液晶的讀寫(xiě)； RES 端接到 上，這樣在程序中可以靈活的選擇液晶的時(shí)序。本章會(huì)向讀者講述整個(gè)系統(tǒng)硬件的設(shè) 計(jì)思路和方法，另外還會(huì)向大家介紹時(shí)鐘模塊、液晶的外部時(shí)鐘產(chǎn)生電路等硬件電路。 SPI 是由 MOTOROLA 公司提出的一種同步串行外圍接口，采用 3 根或 4 根信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所需要的信號(hào)包括使能信號(hào)、同步時(shí)鐘、同步數(shù)據(jù)（輸入和輸出）。采用 SPI 總線可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降 低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)具有靈活的可擴(kuò)展性。 ●主機(jī)或從機(jī)操作。 ●4種可編程主機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速率。 ●發(fā)送結(jié)束中斷標(biāo)志。 ●總線競(jìng)爭(zhēng)保護(hù)。其中，數(shù)據(jù)線不僅用于從設(shè)備向系統(tǒng)主機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)，還可以用作多個(gè)從設(shè)備之間的級(jí)聯(lián)，當(dāng)前從設(shè)備的 I/O 輸出 端可以連接到下一級(jí)設(shè)備的 I/O 輸入端。系統(tǒng)主設(shè)備為 SPI 總線通信過(guò)程提供同步時(shí)鐘信號(hào)，并決定從設(shè)備片選信號(hào)的狀態(tài)，使能將要進(jìn)行通信的設(shè)備。 14 在系統(tǒng)主機(jī)與 SPI從設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)，不論是命令還是數(shù)據(jù)都以串行方式傳送，串行傳送的數(shù)據(jù)被泵入到一個(gè)移位寄存器，并轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)格式。大多數(shù)設(shè)備的移位寄存器是 8 位或 8 位的整數(shù)倍。當(dāng)多個(gè) SPI 從設(shè)備級(jí)聯(lián)使用時(shí)，將它們的使能端連接到同一個(gè)片選信號(hào)上，當(dāng)作一個(gè)從設(shè)備來(lái)處理。當(dāng)系統(tǒng)中所有的 SPI 從設(shè)備都需要獨(dú)立地連接到系統(tǒng)主機(jī)時(shí)， 所有的從設(shè)備仍然使用相同的時(shí)