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3.4 按键设计
按键采用4个独立的按键,一个功能键、一个确认键、一个加按键、一个减按键通过这四个按键可以来合理的设置时钟的调整和闹铃的设定温度报警的上下限数值。
3.5 主电路设计
主电路的功能是完成年、月、日、星期、时、分、秒之间的转换, 再送往LED显示,并且接受键盘操作,对日期和时间进行校正。
显示部分用P0口做为输出数据接到LED数码管a到h,并接74ls244做为各段的驱动(为了简化电路图在此用了8个上拉电阻代替74ls244)。用P3口的低3位接译码器的A0,A1,A2端,用P3.3,P3.4,P3.5分别接译码器的使能端,通过控制P3口来控制LED的动态扫描。单片机的18和19引脚接12MHZ的晶振,并接两个22PF的电容同时接地,单片机复位端接一极性电容并连接到电源处,在极性电容的负极接一10K的电阻,并连接至地做为放电用。本设计用到四个独立式键盘分别接到P1口的低4位,用P1口的P1.4,P1.5,P1.6接日历时钟的使能端和时钟端及数据输入输出口,并在日历时钟上接一32.768KHZ的晶振,并接两个22PF的电容终端和地相连,各芯片的电源部分分别接到有开关式电源产生的+5V电源上,芯片的接地端都接在公共地上。
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第四章 软件设计
4.1仿真与测试
4.1.1 软件测试
在本系统中,硬件电路全部采用集成芯片设计。每一个集成芯片都有相应的控制方法,即工作时序。在应用一个集成芯片的时候,首先要认真阅读其读写时序,再了解它的初始化流程及指令集。该系统除含有单总线温度传感器芯片外,还含有液晶显示模块,其控制方式都非常麻烦,对软件的设计要求很严格,尤其是温度传感器芯片,在对其读写过程中,要求有严格的延时。
(1)时钟芯片软件调试
在开始的时钟芯片读写过程中,发现不能正确读出时钟芯片数据,读出的时钟芯片数据全部为0FFH。经仔细阅读资料发现时钟芯片DS1302内部含有写保护寄存器,当其最高位为0时,可以写入移位寄存器,反之则不能写入,而在开始初始化DS1302时,并没有包含写保护寄存器最高位清零的环节,所以程序中的所有写入、读出语句全部无效,不能被DS1302所接收。在程序设计的开始加入关闭写保护语句,可以正确写入、读出时钟芯片日历寄存器数据。
(2)显示部分软件调试
为了使系统具有良好的人机交互界面,该系统采用液晶显示器显示所有数据,但是,液晶显示模块的控制要比LED数码管复杂得多。液晶模块采用8位并口和微控制器对话,在时钟下降沿有效。在开始的显示部分软件调试过程中,液晶显示模块白屏,即所送指令和数据根本没有被液晶模块所接收。
(3)按键部分软件调试
在本系统中,用户可以使用键盘修改时间、设定闹铃时间。以前学习过读取微控制器引脚状态的基本语句。按照理论设计程序,并观察按键按下之后显示界面是否按照理论设计的结果变化,发现在按下一次“选择”键之后,游标不是移动一位,而是移动很多位,这说明硬件有抖动。本设计在最后按键部分软件设计过程中,采用软件消抖和按键释放判断,很好的解决了这个问题。
4.1.2 仿真
本次仿真使用软件Protues7.0,该软件元件库丰富,元件封装要求相对简单且参数调整方便,除此之外,程序还可进行动态调试。
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4.2 显示子程序设计
本设计的显示部分具有消隐和闪烁功能,当时分秒等高位为0时显示消隐, 此时在读时间时更加明了,但低位不能显示消隐。闪烁功能也是本设计的一个难点,本设计采用8个位标志位,其中一个标志位通过用定时器0产生一个周期大约为每秒1.5次,使闪烁时效果达到最好。此时定时器采用定时中断的工作方式,这样可以充分利用CPU资源。另外7个标志位是时分秒等的位标志位,当秒标志位置1时即秒开闪烁,与用中断产生的标志位相结合,即在一个周期内为0时此时消隐为1时开显示,这样就使在调时间时对应的位闪烁。
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第五章 结论
以上所述即是电子万年历的设计全过程,经过多次的反复测试与分析,对电路的原理及功能更加熟悉,同时提高了设计能力与及对电路的分析能力.经过此设计,基本完成了设计任务的要求。
在系统硬件设计之前,要结合当前系统的发展趋势和现状对系统功能进行定位,使系统在实际应用中具有竞争力。该系统最大的特点就是界面友好,走时准确,和现在使用LED显示数据的万年历相比,体积更小,可以作为轿车车载显示装置。系统采用液晶显示器,可以使该系统应用到更加现代化的地方。该系统采用模块化程序设计方法,同时保留了很多的微控制器I/O口,扩展十分方便。以往的采用LED显示数据的万年历要想实现功能扩展,除需要对系统程序进行修改外,还必须增加或删减LED数码管,同时要对LED图片界面进行更换,硬件改动较大。
该系统本身不仅具有很大的灵活性、友好的界面、方便的可扩展性,同时,在其基础上的系统的市场需求也很可观。而且对时间进行控制。学校的电铃,要根据时间进行动作;自动配电系统,要根据时间进行通电或断电等很多场合需要根据时间量进行控制,本系统可以很好的满足这些系统的要求。
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参考文献
[1] 章彧 陈炘 单片机原理及应用 南京:南京大学出版社 2011.
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