【正文】 降，；R——慢速充電控制寄存器0和1位編碼決定的電阻值；VE——VCC1腳所接入的電池電壓。寄存器和RAM的操作通過命令字節(jié)的BIT6加以區(qū)別。其操作方法與前述相同[9][10][11]。 電子時鐘硬件電路設(shè)計電子鬧鐘至少要包括秒信號發(fā)生器、時間顯示電路、按鍵電路、供電電源、鬧鈴指示電路等幾部分。該系統(tǒng)使用AT89C51單片機作為核心，通過讀取時鐘日歷芯片DS1302和溫度傳感器DS18B20的數(shù)據(jù)，完成此電子時鐘的主要功能——時鐘/日歷和環(huán)境溫度采集。 多功能電子時鐘硬件系統(tǒng)框圖鍵盤是為了完成時鐘/日歷的校對和日歷/溫度的顯示功能。整個電路使用了兩種電源，+5V電源將為整個電路供電。當(dāng)+5V電源被切斷后，DS1302啟用+3V電源，可以保持DS1302繼續(xù)工作。具體電路圖請參見附錄C。該硬件電路設(shè)計簡單，抗干擾能力強。DS1302采用雙電源供電，平時由+5V電源供電，當(dāng)+5V掉電之后，由圖中BT1（+3V備用電池）供電。 系統(tǒng)時鐘電路 顯示電路設(shè)計就時鐘而言，通?？刹捎肔CD顯示或LED顯示。另外，AT89C51本身沒有專門的液晶驅(qū)動接口。故本設(shè)計中應(yīng)用7位8段共陰LED實現(xiàn)顯示部分。但設(shè)計上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，閃爍問題。動態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式，復(fù)用的程度不是無限增加的， 因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短，發(fā)光的亮度等因素。靜態(tài)顯示驅(qū)動程序簡單，且CPU占用率低，但每個LED數(shù)碼管需要一個鎖存器來鎖存每一個顯示位的筆段代碼，硬件開銷大，僅適合顯示位數(shù)較少的場合。74LS164是8位移位寄存器，應(yīng)用該芯片驅(qū)動LED做顯示部分，其優(yōu)點在于連線簡單，節(jié)省單片機I/O口，軟件編程容易。 顯示面板LED分布圖 按鍵電路設(shè)計根據(jù)功能需要，本時鐘需要設(shè)置以下功能鍵：校對選擇鍵，加1操作鍵，減1操作鍵，顯示日期鍵，鬧鈴開關(guān)鍵。獨立式鍵盤是各個按鍵相互獨立，每個按鍵占用一個I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會影響其他I/O口上按鍵工作狀態(tài)。矩陣式鍵盤適合按鍵較多時使用。對于內(nèi)置了上拉電阻的I/O引腳來說，外接上拉電阻沒有意義[15][16]。只有再次按下，按鍵彈出，與之連接的單片機管腳才會重新被拉回高電平。每次按下后，會自動彈出。 按鍵功能表按鍵鍵名功能屬性K1Calendar顯示日歷自鎖K3FUN功能選擇自動復(fù)位K4UP數(shù)值加一操作自動復(fù)位K5DOWN數(shù)值減一操作自動復(fù)位K6Enter/Snooze確認鍵/貪睡自動復(fù)位K7Alarm鬧鈴開關(guān)自鎖按鍵操作說明如下：K1鍵：該鍵為帶自鎖按鍵，在正常顯示時間狀態(tài)下，每次將按鍵按下， LED數(shù)碼管將顯示日期；再次按下，按鍵彈出，重新顯示時間。K4鍵：該鍵為自動復(fù)位鍵，在校對狀態(tài)下，每次按動該鍵，都會使相應(yīng)校對位進行加1操作。調(diào)分、秒、年、月、日與皆之相同，只是各位最高值不同。K6鍵：該鍵為自動復(fù)位鍵，在校對狀態(tài)下，按下該鍵，從校對狀態(tài)返回時間顯示狀態(tài)；在響鈴狀態(tài)下，按下該鍵，鬧鈴進入貪睡狀態(tài)。 鬧鈴電路設(shè)計鬧鈴音樂可以直接采用蜂鳴器鬧鈴，如當(dāng)前時刻與鬧鈴時間相同，單片機向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發(fā)聲。也可以在編程的時候編寫一段音樂程序，待鬧鈴時間到時，調(diào)用該音樂程序給揚聲器，便響起音樂。還有一種方法是采用錄音放音芯片1420做鬧鈴，先對錄放音設(shè)備錄入一段音樂，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時間時，單片機控制錄放音設(shè)備放音。且1420芯片可以分段錄音，還具有語音報時功能。此類集成電路體積較小，使用方便，不足的是音樂簡單、單一。S9012的發(fā)射極和集電極導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲。 鬧鈴電路 復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位是單片機的初始化操作，以便使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。復(fù)位后，PC內(nèi)容初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。單片機復(fù)位后不影響內(nèi)部RAM的狀態(tài)[17]。其有效時間持續(xù)24個時鐘周期（2個機器周期）以上。上電自動復(fù)位是利用電容儲電來實現(xiàn)的，(a)所示。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。出于應(yīng)用方便，本設(shè)計采用按鍵電平復(fù)位電路。 單片機寄存器的復(fù)位狀態(tài)表寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HPP3FFHSCON00HIP000000BSBUF不定IE000000BPCON0B(NMOS)TMOD00H00000B(CHMOS) 上電復(fù)位和按鍵復(fù)位電路第三章 電子時鐘軟件設(shè)計C51單片機可以應(yīng)用匯編語言和C語言進行編程。C語言程序可讀性高，更便于理解。 主程序設(shè)計第一次上電，系統(tǒng)先進行初始化， LED顯示初始時間“14：28：00”，并開始走時。單片機依次開始調(diào)用鍵盤掃描子程序、DS1302子程序、DS18B20子程序、鬧鈴子程序，經(jīng)過延時，返回程序開頭循環(huán)運行。 多功能電子鐘主程序流程圖 子程序設(shè)計 日歷子程序設(shè)計該程序主要實現(xiàn)對DS1302寫保護、充電，對年、月、日、時、分、秒等寄存器的讀寫操作。 實時時鐘日歷子程序流程圖DS1302每次上電時自動處于暫停狀態(tài)，必須把秒寄存器的位7置位0，時鐘才開始計時。在進行寫操作時，需要先解除寫保護寄存器的“禁止”狀態(tài)。源程序見附錄一。只要將需要顯示的數(shù)字編輯成對應(yīng)的BCD碼，逐位送入74LS164的A、B串行輸入端，數(shù)碼管將正常顯示。為了方便實現(xiàn)按鍵顯示，程序中調(diào)用的都是各個標(biāo)志位，通過判斷標(biāo)志位的“真”、“假”來決定顯示的內(nèi)容。 鍵盤掃描子程序單片機對鍵盤掃描的方法有隨機掃描方式、定時掃描方式和中斷掃描方式。在執(zhí)行鍵盤按鍵規(guī)定的功能中不理睬鍵盤輸入。前兩種掃描方式均會占用CPU大量時間。由于本設(shè)計中AT89C51單片機在系統(tǒng)中的主要任務(wù)是接受DS1302和DS18B20的數(shù)據(jù)并送出顯示，完成時鐘/日歷校對和日期/溫度顯示控制。單片機掃描完鍵盤，得到鍵值，并根據(jù)鍵值轉(zhuǎn)入執(zhí)行對應(yīng)任務(wù)，以實現(xiàn)按鍵功能。源程序見附錄一。源程序見附錄一。硬件調(diào)試比較費時，需要細心和耐心，也需要熟練掌握電路原理。該軟件提供了一個集成開發(fā)環(huán)境uVision，它包括C編輯器、宏編輯器、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器。但應(yīng)用此方法，仍需要十分了解所使用元器件的工作方式和管腳連接方式。而有時往往在Keil中編譯、運行無錯，但燒錄到單片機中運行起來就會出錯，很可能是編程時管腳或時序編輯得不對。如果電路出錯，可以在計算機上方便的修改電路，程序出錯可以重新編輯程序，這種方法節(jié)時、省力，經(jīng)濟、方便?？傊?，調(diào)試過程是一個軟硬件相結(jié)合調(diào)試的過程，硬件電路是基礎(chǔ)，軟件是檢測硬件電路和實現(xiàn)其功能的關(guān)鍵[13]。例如：本設(shè)計是在單片機系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來的，所以必須先確定單片機基礎(chǔ)電路能否正常工作。硬件調(diào)試的過程，也是軟件調(diào)試的過程。硬件調(diào)試需要萬用表、示波器等，軟件調(diào)試一般需要諸如Keil等仿真編輯器。調(diào)試過程需要注意以下幾點：1. 檢查電源是否完好。AT89C51的31號引腳是外部程序存儲器選擇信號端，當(dāng)該引腳為高電平時，單片機會一直從片內(nèi)程序存儲器內(nèi)取指令。4. 使用萬用表排查電路中是否存在斷路或者短路情況。5. 編輯一個使一組發(fā)光二極管循環(huán)點亮的程序并燒錄到單片機內(nèi)，上電運行，檢查單片機是否正常工作，復(fù)位電路是否正確。 //延時時間根據(jù)變量i，j，k不同而改變 for(i=50。i)for(j=50。j)for(k=i)。 unsigned char code ledp[8]={0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，0xef，0xdf，0xbf，0x7f}。 //初始化P1口 for(n=0。n++) {P1=ledp[n]。 }}} 顯示電路調(diào)試本設(shè)計的顯示電路使用了共陰LED和74LS164。在連接過程中，需要注意以下幾點：1. LED數(shù)碼管各管腳與74LS164各管腳的對應(yīng)關(guān)系要十分清楚，所有LED數(shù)碼管與74LS164的連接方式要統(tǒng)一。3. 明確單片機管腳功能。4. 74LS164的CLR腳接高電平。檢查無誤后上電，檢查顯示電路是否正確。include define uint unsigned intdefine uchar unsigned charvoid dis()。sbit DAT=P1^0。uchar disp_buffer[7]。 void delay_50ms(unsigned int t) //延時子程序 { unsigned int j。t0。j0。} } void dis() //顯示子程序，0～6 { unsigned char gsb，led，led1，jj。 disp_buffer[1]=tab[1]。 disp_buffer[3]=tab[3]。 disp_buffer[5]=tab[5]。for(gsb=0。gsb++) { led=disp_buffer[gsb]。jj8。0x1。 else DAT=0。CLK=1。 }}}void main() //主程序{ while(1) { dis()。 }} DS1302電路調(diào)試該電路包含DS1302芯片、主電源、備用電源、晶振等部分。本設(shè)計定義為：，I/。3. 。同時也要盡量使晶振離DS1302的XX2引腳近距離焊接。燒錄進單片機，檢查電路電源正負極連接是否正確。筆者編寫了一段時鐘/日歷顯示程序，設(shè)置初始時間為14:28:00，初始日期為2008年5月12日。觀察32分鐘之后，數(shù)碼管顯示“150000”，證明DS1302電路正確。如果確保按鍵焊接正確，只需在DS1302的調(diào)試程序上加上一段日歷顯示子程序，并在主程序中寫入：If(P_7==0){dis_calendar。當(dāng)K7彈出后，數(shù)碼管1～6位有顯示日期轉(zhuǎn)為顯示實時時間[20]。在本設(shè)計中，軟件調(diào)試主要分兩大部分：實時時鐘日歷子程序調(diào)試、按鍵子程序調(diào)試。 鍵盤子程序調(diào)試依據(jù)設(shè)計要求，鍵盤子程序需要完成對時間/日歷的校對、日期/溫度的顯示和鬧鈴的開關(guān)。例如：If(K7==0){alarm_flag= true。源程序見附錄A。窗體底端結(jié) 論過去人們應(yīng)用時鐘僅僅是為了明確當(dāng)前時間。所以多功能電子時鐘在今后的應(yīng)用也會越來越廣泛。并且市場上的實時時鐘日歷芯片品類繁多，IC化的傳感器各種各樣，顯示方式也愈趨于人性化。本文采用51單片機C語言進行編程，當(dāng)然也可以應(yīng)用匯編語言編程。參考文獻1. 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