【正文】 本章小結(jié) ..................................................................................................................20 第五章軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 21 程序設(shè)計(jì) ..................................................................................................................20_Toc418096062 第六章實(shí)物展示 ........................................................................................................................... 52 電路板介紹 ................................................................................................................52 注意事項(xiàng) ....................................................................................................................53 操作流程 ....................................................................................................................53 第七章總結(jié) ...................................................................................................................................56 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 57 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 第一章緒論 電子時(shí)鐘概述 人們都認(rèn)為瑞士是世界上制造鐘表歷史最悠久的國家。鐘表的制造，在中國可以追溯到漢代。到了唐代，我國的制表技術(shù)又有了新發(fā)展。這種以水力帶動(dòng)輪軸使木人自動(dòng)報(bào)時(shí)的機(jī)械， 比歐洲機(jī)械鐘 的發(fā)明至少要早 ６００ 年。當(dāng)時(shí)的鐘表手工業(yè)者已能造出多式樣的自鳴鐘、擺鐘等。 1957 年 ,Ventura 發(fā)明了世界上第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的基礎(chǔ)，電子時(shí)鐘開始迅速發(fā)展起來。從而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能，是人民日常生活補(bǔ)課缺少的工具。 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 圖 電子時(shí)鐘 圖 機(jī)械時(shí)鐘 電子時(shí)鐘與機(jī)械時(shí)鐘相比具有很多優(yōu)越性，首先，其主要特點(diǎn)是直觀性，電子時(shí)鐘可以通過數(shù)字顯示反映出當(dāng)前的時(shí)間。然后在準(zhǔn)確度方面，由于應(yīng)用了電子集成電路和石英晶體振蕩器，數(shù)字時(shí)鐘的精準(zhǔn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了老式石英鐘的石英機(jī)芯驅(qū)動(dòng)。電子時(shí)鐘的意義不僅僅在于反應(yīng)時(shí)間本身，這個(gè)時(shí)間系統(tǒng)還可以當(dāng)做一個(gè)單位模塊應(yīng)用于其他設(shè)備中，比如定時(shí)廣播、定時(shí)開關(guān)烤箱、定時(shí)關(guān)閉路燈，以及其他各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等設(shè)備，都是內(nèi)嵌了電子時(shí)鐘而實(shí)現(xiàn)其時(shí)間功能的。 電子時(shí)鐘的發(fā)展和現(xiàn)狀 如今，電子時(shí)鐘形態(tài)各異，種類繁多，有微型、嵌入型的電子時(shí)鐘，也有懸掛在公共場合的大型電子表，這些電子表大都外形美觀，而且拓展了不少功能。需要整點(diǎn)報(bào)時(shí)可添加蜂鳴器，需要測量環(huán)境溫度可以添加溫度傳感器，或者檢測空氣質(zhì)量、空氣濕度等，也可以設(shè)置定時(shí)鬧鈴功能甚至還可以添加 USB 端口讀取其他設(shè)備數(shù)據(jù)。由于采用了實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302，這將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐘表的機(jī)械傳動(dòng)。 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 第二章電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)并制作一臺帶四六級英語等級考試提醒功能的教室專用電子時(shí)鐘。 （ 2） 上課模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能功能，即白天顯示時(shí)間，晚上自動(dòng)關(guān)閉。 （ 3） 三四六級模式下，考試前不斷在考試規(guī)則顯示和時(shí)間顯示之間來回切換，考試開始后，能夠提前 3 分鐘文字提醒學(xué)生，三分鐘后開始聽力，三分鐘后收答題卡 1，三分鐘后收答題卡 2 等信息。三個(gè)考試模式下均打開屏蔽儀電源，考試結(jié)束后自動(dòng)切換到上課普通模式。要求作品功率越低越好，一屏幕信息能夠顯示最少四個(gè)漢字，系統(tǒng)最少能夠存儲 200 個(gè)文字信息。 總體方案設(shè)計(jì) 本次是基于 MC9S12XS128MAL 的多功能電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)，其中包括電源模塊，時(shí)鐘模塊， BDM模塊，串口模塊，紅外按鍵模塊以及屏蔽儀。 本章小結(jié) 本章主要介紹了課題任務(wù)要求和總體設(shè)計(jì)方案，給出了相應(yīng)的系統(tǒng)框圖。 HC12核心是 16 位高速 CPU12 核，總線速度 8MHZ； HCS12 系列單片機(jī)以速度更快的 CPU12內(nèi)核為核心，簡稱 S12 系列，典型的 S12 總線速度可以達(dá)到 25MHZ。總線頻率最高可達(dá) 40 MHz。 MC9S12XS128 就是 S12X 系列中的一個(gè)成員。主要功能模塊包括： 內(nèi)部存儲器 ，內(nèi)部 PLL 鎖相環(huán)模塊， 2 個(gè)異步串口通訊 SCI ， 1 個(gè)串行外設(shè)接口 SPI， MSCAN 模塊 ， 1 個(gè) 8 通道輸入 /輸出比較定時(shí)器模塊 TIM ，周期中斷定時(shí)器模塊 PIT ， 16 通道 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ADC ， 1 個(gè) 8 通道脈沖寬度調(diào)制模塊 PWM ，輸入 /輸出數(shù)字 I/O 口。其全名分別為MC9S12XS128MAE、 MC9S12XS128MAA、 MC9S12XS128MAL。端口引腳大多為復(fù)用口，往往具有多重功能，所有端口都具有通用 I/O 口功能。 在 MC9S12XS128 單片機(jī)中有些特殊功能可定義為多個(gè)引腳，如 PWM、 SCI1 模塊。 MC9S12XS128 的 3 種封裝的引腳數(shù)目不一樣，所具有的通用端口的引腳和功能有一定差異，下表列出 3 種封裝對應(yīng)的引腳和引腳數(shù)目。下面我們以 80 引腳的 MC9S12XS128 單片機(jī)討論其各個(gè) I/O 的配置和功能 : PORTA 口 PORTA 為通用 I/O 口 , 共 8 個(gè) ,作為通用數(shù)字 I/O 口使用 ,未集成特殊功能 .主要配置寄存器有：數(shù)據(jù)寄存器 PORTA、數(shù)據(jù)方向寄存 DDRA、上拉電阻控制寄存器 PUCR 和驅(qū)動(dòng)控制寄存器 RDR。例： PORTA_PB0=1 DDRA DDRA 寄存器配置引腳為輸出口還是輸入口，“ 0”，輸入口；“ 1”，輸出口。例： DDRA=0xFF //配置 PORTA 口為輸出 c. 上拉電阻控制寄存器 PUCR PORTA 、 PORTB、 PORTE、 PORTK 端口都有內(nèi)置上拉電阻，它們共用上拉電阻控制寄存器 PUCR ?！?1”對應(yīng)端口上拉電阻使能 ；“ 0”上拉電阻禁止。 例： PUCR_PUPAE=1 //使能 PORTA 上拉電阻 d. 驅(qū)動(dòng)控制寄存器 RDR 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 當(dāng) PORTA 、 PORTB、 PORTE、 PORTK 端口設(shè)置為輸出口時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制寄存器 RDR的 0 位分別設(shè)置這 4 個(gè)端口的輸出驅(qū)動(dòng)能力。 . 2. PORTB 口 PORTB 為通用數(shù)字 I/O 口 , 共 8 個(gè)。主要配置寄存器有：數(shù)據(jù)寄存器 PORTB、數(shù)據(jù)方向寄存 DDRB。 PORTB DDRB . 3. PORTE 口 PORTE 可作為通用數(shù)字 I/O 口使用 , 80 封裝也有共 8 個(gè)引腳。但是 PORTE 中集成了外部中斷輸入功能，其 PE0/XIRQ 和 PE1/IRO 引腳可作為外部中斷南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 輸入。主要配置寄存器有：數(shù)據(jù)寄存器 PORTE、數(shù)據(jù)方向寄存 DDRE。但從前表可以看出 112 封裝單片機(jī) PORTK 口有 7 個(gè)， 80封裝和 64 封裝沒有 PORTK 口。主要配置寄存器有：數(shù)據(jù)寄存器 PORTK、數(shù)據(jù)方向寄存 DDRK。但 80 封裝沒有PORTH 口，在此不作詳細(xì)描述。主要配置寄存器有：數(shù)據(jù)寄存器PTx、輸入寄存器 PTIx、數(shù)據(jù)方向寄存 DDRx、驅(qū)動(dòng)控制寄存器 RDRx、上拉 /下拉使能寄存器 PERx 和上拉 /下拉選擇寄存器 PPSx 共 6 個(gè)寄存器。 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 PTx: 與通用通用 I/O 口的數(shù)據(jù)寄存器操作和功能基本一樣。 PTIx 輸入寄存器是只讀寄存器，對應(yīng)引腳為輸入時(shí)，讀取 PTIx 返回引腳電平值。 RDRx 與通用 I/O口的驅(qū)動(dòng)控制寄存器 RDR操作和功能基本一樣。 /下拉使能寄存器 PERx “ 1”選擇使用內(nèi)部上拉 /下拉電阻，“ 0”禁用，復(fù)位值為 0。 PORTP 、 PORTH 、 PORTJ 具有外部中斷功能 ,當(dāng)對應(yīng)引腳使能中斷時(shí)，則 PPSx 對應(yīng)位為“ 1”時(shí)，中斷為下降沿出發(fā)，“ 0”中斷為上升沿出發(fā)。 PIFx 使用中斷時(shí)，對應(yīng)引腳的中斷標(biāo)志位。 本章小結(jié) 本章主要介紹了一下 MC9S12XS128 的相關(guān)特性， 認(rèn)真了解一下對本次設(shè)計(jì)以及今后的發(fā)展還是很有幫助的。 圖 管腳配置圖 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 圖 管腳描述表 圖 實(shí)時(shí)時(shí)鐘原理圖 電源模塊 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 圖 電源模塊 核心板晶振模塊 核心板上有兩種頻率的晶振，一種是 8MHz 的晶振，此晶振是為了避免高頻信號的干擾和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，兩個(gè)電容都采用 27pF；另外一種是 的無源晶振，此晶振是讓系統(tǒng)在空閑時(shí)能夠處于超低功耗并且同時(shí)提供準(zhǔn)確的喚醒時(shí)鐘，兩個(gè)電容同樣均采用 27pF。因?yàn)?BDM控制模塊不寄居在 CPU 中，所以 BDM 硬件命令可以在 CPU 正常運(yùn)行時(shí)被并行執(zhí)行，其他的 BDM 命令是基于固件的，且必須在 CPU 處于背景調(diào)試模式下才能被執(zhí)行。 串行接口 BDM 串行接口通過 BKGD 引腳和外部主機(jī)進(jìn)行通信單線通信，該引腳需要一個(gè)外部控制器在 BKGD 引腳上產(chǎn)生一個(gè)下降沿來指示位通信的開始，每一位的傳遞需要至少 16 個(gè) E時(shí)鐘周期?？梢员煌獠靠刂破骰蛘?MCU 驅(qū)動(dòng)。目前常用的 BDM 調(diào)試頭如圖所示。遙控信號發(fā) 射器用來產(chǎn)生遙控編碼脈沖，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管輸出紅外 遙控信號，遙控接收頭完成對遙控信號的放大、檢波、整形、解調(diào)出遙控編碼脈沖。南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 圖 紅外按鍵模塊原理圖 屏蔽儀模塊 主要就是考試時(shí)屏蔽學(xué)生的手機(jī)信號防止其舞弊行為。 南昌工程學(xué)院本 (專 )科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 第五章軟件設(shè)計(jì) include include include include include include include include include include include include include include include include include include void Delay1s(void) 。 void InitIO(void)。 // 初始化所有全局變量 void CloseLcd(void)。 byte TimeAlarm(void)。 void TestingCtl(byte work)。 byte SetParam(byte key)。 byte SetParam1(byte key,byte *dat)。 void SetCur(byte CursorID)。 byte KeyDetect(byte key,byte work)。 void InitVar_class(void)。 void InitVar_4(void)。 void InitVar_set(void)。 enum WORK_STS { STS_CLASS=0, STS_KAOSHI3=1,