多功能數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、引言2硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2一二2.1撥號(hào)防盜器硬件系統(tǒng)方案22.1.1 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22.1.2 脈沖撥號(hào)原理32.1.3 脈沖撥號(hào)實(shí)現(xiàn)過程42.1.4 AT89S2052 單片機(jī)的功能特點(diǎn)52.2 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件設(shè)計(jì)方案論證分析82.2.1 功能要求82.2.2 方案論證82.2.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)84.1.2 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路設(shè)計(jì)描述9系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)10三3.1撥號(hào)防盜器程序設(shè)計(jì)103.1.1 主程序設(shè)計(jì)113.2 時(shí)鐘顯示程序設(shè)計(jì)123.2.1 主函數(shù)123.2.2 LED 顯示子函數(shù).43.2.5定時(shí)器 T0 中斷函數(shù)13中斷函數(shù)14功能函數(shù)14四系統(tǒng)的調(diào)

2、試部分154.1 時(shí)鐘系統(tǒng)的調(diào)試. 撥號(hào)時(shí)鐘系統(tǒng)的硬件調(diào)試15時(shí)鐘系統(tǒng)的軟件調(diào)試15性能分析15器功能調(diào)試15五總結(jié)16參考文獻(xiàn)17附錄19附錄 1附錄 2附錄 3附錄 4程序19系統(tǒng)使用說明19英文資料19系統(tǒng) PCB 板圖19附錄 1：程序.20附錄 2：系統(tǒng)使用說明37- 1 - 引言隨著人們生活水平的不斷提高，大家對(duì)住宅和辦公室的安全意識(shí)也日益增加。因此，研究和開發(fā)防盜裝置引起了科研和生產(chǎn)廠家的重視，特別是面對(duì)普通居民、價(jià)格低、運(yùn)行可靠的自動(dòng)系統(tǒng)。長期以來，一些介紹的廉價(jià)防盜均無撥號(hào)功能，而市售的可自動(dòng)撥號(hào)的材又價(jià)格高昂。這里介紹的撥號(hào)防盜器可在這

3、兩者之間找到平衡，即兼具高性能和低價(jià)位。低成本實(shí)現(xiàn)高性能，設(shè)計(jì)時(shí)利用了電信局的交換機(jī)支持脈沖撥號(hào)方式來實(shí)現(xiàn)撥號(hào)，這樣可利用單片機(jī)直接發(fā)出撥號(hào)脈沖，精簡了電路，降低了成本。撥號(hào)防盜器作為家庭防盜器材的一員，非常實(shí)用。它進(jìn)入工作警戒后，主控 CPU 不斷檢查觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)盜賊入室觸發(fā)開關(guān)時(shí)，立即啟動(dòng)撥號(hào)程序向告警（當(dāng)然也可以通過修改軟件使其在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出高分貝音）。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確。由于該系統(tǒng)電路簡單，而且利用的是公共通信網(wǎng)，因此不存在建立的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)問題，具有成本低、體積小、能耗極低、體積小、能耗極低且不影響正常打等突出優(yōu)點(diǎn)?？梢宰鳛闀r(shí)鐘計(jì)時(shí)器來使用，真是一舉兩得。二 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2

4、.1撥號(hào)防盜器硬件系統(tǒng)方案2.1.1 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)圖 2.1 為撥號(hào)器的系統(tǒng)方框圖，由單片機(jī)器、鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、觸發(fā)電路、撥號(hào)電路及電源等 6 部分組成。，負(fù)責(zé)檢測(cè)輸入/輸出顯示、模擬摘機(jī)、單片機(jī)器是整個(gè)系統(tǒng)的撥號(hào)摘機(jī)、撥號(hào)、等一系列的程序動(dòng)作。這里使用了小引腳、高性能、低價(jià)位的 AT89S2052。- 2 -鍵盤輸入電路負(fù)責(zé)輸入電片機(jī)中一系列工作參數(shù)及功能設(shè)定。發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示器在整個(gè)系統(tǒng)工作過程中充當(dāng)一個(gè)簡單的人機(jī)界面，用以顯示工作狀況及輸入/輸出的數(shù)據(jù)等。撥號(hào)防盜器的觸發(fā)電路用磁性開關(guān)（門磁開關(guān)），簡單可靠，也可用紅外探測(cè)器或無線門磁，以實(shí)現(xiàn)全方位遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)。器應(yīng)采用隱蔽安

5、裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。撥號(hào)及電路用來完成模擬摘機(jī)、撥號(hào)、發(fā)出音、等工作過程，它的工作由單片機(jī)。電源部分負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電由線上取得工作電流并對(duì)后備電池充電，撥號(hào)后備電池供電。圖 2.1撥號(hào)防盜器方框圖2.1.2 脈沖撥號(hào)原理脈沖撥號(hào)是目前機(jī)兩種撥號(hào)方式中的一種，另一種為雙音多頻撥號(hào)方式。脈沖撥號(hào)就是指在機(jī)上撥入的號(hào)碼以脈沖個(gè)數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在已經(jīng)通以直流電流的回路上，利用撥號(hào)盤及發(fā)號(hào)電路將回路斷開、再接通號(hào)碼的。在操作中，若用戶撥 1，則送而形成的脈沖信號(hào)，來完成輸入出 1 個(gè)脈沖，回路中斷一次、接通一次；撥 2，則發(fā)出 2 個(gè)脈沖，回路斷一次、接通一次、再斷一次；而撥 0 時(shí)，則發(fā)出 1

6、0 個(gè)脈沖，回路斷、接通輪流10 次。圖 2.2 為號(hào)碼“32”的脈沖波形。- 3 -顯示模塊撥號(hào)電路單片機(jī)器觸發(fā)開關(guān)電源鍵盤通斷時(shí)間號(hào)碼 2 的脈沖號(hào)字間碼間隔號(hào)碼 3的脈沖時(shí)間圖 2.2號(hào)碼“32”的脈沖波形正常撥號(hào)時(shí)，電路電流中斷的時(shí)間一般在 5865ms 之間，視斷續(xù)比的不同而不同。快速撥號(hào)時(shí)，只要取一半時(shí)間即可。電路電流接通的時(shí)間（即在同一位號(hào)碼中的 2 個(gè)斷脈沖之間的接通電流時(shí)間）約在 3242ms 之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴?hào)時(shí)，只要取一半時(shí)間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時(shí)間和脈沖接通時(shí)間之和，每一個(gè)周期的時(shí)間為 100ms 左右?？焖贀芴?hào)時(shí)，在 50ms 左右。2 位

7、號(hào)碼（即 2 組脈沖串）之間的最小時(shí)間間隔，通常為 800ms 左右；而快速撥號(hào)時(shí)，其值減半，為 400ms 左右。我國目前采用的脈沖撥號(hào)的速率是 10PPS（每秒的脈沖數(shù)），即每秒發(fā)出 10 個(gè)脈沖，因此上述各參數(shù)不存在快速撥號(hào)時(shí)的值。為了提高撥號(hào)的可靠性及穩(wěn)定性，這里設(shè)計(jì)時(shí)選定更低的脈沖撥號(hào)速率：1個(gè)脈沖代表1，2 個(gè)脈沖代表撥出 2，10 個(gè)脈沖代表撥出 0，每個(gè)脈沖的寬度和間隔為 100ms。工作時(shí)首先進(jìn)行模擬摘機(jī)，然后開始脈沖撥號(hào)，撥出1 位號(hào)碼后停頓 500ms（保持接通）再撥下一位，直至全部撥再發(fā)音，最后。2.1.3脈沖撥號(hào)實(shí)現(xiàn)過程圖 2.3 為脈沖撥號(hào)的實(shí)現(xiàn)電路。線上的電壓約為

8、 5060V 左右。未撥號(hào)時(shí)電片機(jī)的 P3.0、P3.1 均輸出低電平。撥號(hào)過程如下：- 4 -單片機(jī)的 P3.0 輸出高電平，使 TR1 導(dǎo)通，由于線路上接入了負(fù)載 R1，這樣線的電壓下降，模擬摘機(jī)。單片機(jī)的 P3.0 開始輸出撥號(hào)脈沖，使線的電壓（電平）也呈高、低變化。1 個(gè)脈沖代表撥出 1，2 個(gè)脈沖代表撥出 2，10 個(gè)脈沖代表撥出 0，每個(gè)脈沖的寬度和間隔均為 100ms。撥出 1 位號(hào)碼后停頓 500ms（保持 P3.0 高電平）再撥下一位，直至全部撥完。P3.0 保持高電平（保持線路接通），P3.1 輸出1KHz 的音脈沖驅(qū)動(dòng)TR2，以 2Hz 進(jìn)行調(diào)制（即接通 1kHz 信號(hào)

9、0.5s、斷開 1kHz 信號(hào) 0.5s）,這樣從接聽方的中就會(huì)聽到“嘟、嘟”的聲。音的時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)為 60s。60 后，P3.1 輸出低電平，TR2 截止，停止。隨后 P3.0 也輸出低電平，模擬。完成一次過程。VCCR1R2R5C1TR1TR2R6ZND單片機(jī)BD1C2D1線圖 2.3脈沖撥號(hào)實(shí)現(xiàn)電路2.1.4AT89S2052 單片機(jī)的功能特點(diǎn)撥號(hào)防盜器的器是單片機(jī) AT89S2052。AT89S2052 是美國ATMEL 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種高性能單片機(jī)。該單片機(jī)以與 MCS-51 系列單片機(jī)高度兼容、低功耗、可以在接近零頻率下工作等諸多優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于各類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)、電信設(shè)備

10、、消費(fèi)類中。由于 ATMEL 是全球最大的 FLASH和 EEPROM 生產(chǎn)制造公司之一，加之以其 EEPROM 技術(shù)與 INTEL 的 80C51 內(nèi)核技術(shù)交換，使 ATMEL 擁有了 80C51 內(nèi)核的使用權(quán)，其生產(chǎn)的 AT89 系列電片機(jī)不僅與80C51 有極好的兼容性，而且具有極高的性能價(jià)格比。- 5 -P3.0 P3.11. AT89S2051 的主要性能特點(diǎn)指令與 MCS-51 完全兼容；內(nèi)帶 2KB 可編程器（FLASH MEMORY）可重復(fù)擦寫 1000 次；數(shù)據(jù)保留 10 年；工作電壓范圍 2.76V；工作頻率 024MHZ；兩極程序加密鎖定；128B 內(nèi)部 RAM；15 條

11、可編程雙向 I/O 口線；2 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)時(shí)器；5 個(gè)中斷源；可編程串行 UART 通道；輸出口可直接驅(qū)動(dòng) LED；片內(nèi)含模擬比較器；低功耗的閑置和掉電模式。AT89S2052 是 AT89 系列電片機(jī)種的一種精簡。它是將 TA89C52 的 P0口、P2 口、EA/Vpp、ALE/PROG、PSEN 口線省去后，形成的一種僅 20 個(gè)引腳的單片機(jī)，相當(dāng)于早期 INTEL8031 的最小應(yīng)用系統(tǒng)。這對(duì)于一些不太復(fù)雜的場(chǎng)合，僅用一片 AT89S2052 就足夠了，是真正意義上的“單片機(jī)”。由于將多功能 8 位 CPU 和 2KB 的器集成在單個(gè)中，使其成為一種高效的微器。AT89S20

12、52 的出現(xiàn)為很多規(guī)模不太大的系統(tǒng)提供了一種極佳的選擇方案，使傳統(tǒng)的 51 系列單片機(jī)的體積大、功耗大、可選模式少等諸多困擾設(shè)計(jì)工程師們的致命弱點(diǎn)不復(fù)存在。2. 引腳功能介紹AT89S2052 引腳外形。Vcc：電源端。GND：接地。P1 口（P1.0P1.7）：是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口，其中 P1.2 至 P1.7 提供內(nèi)部上拉電阻，P1.0 和 P1.1 需外接上拉電阻。P1.0 和 P1.1 也可作為片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AINO）和反向輸入（AINI）。P1 口輸出緩沖器能提供 20mA 的灌電流，可直接驅(qū)動(dòng) LED。P1 口寫入“1”后可用作輸入。P3 口：引腳 P3.

13、0 至 P3.7（P3.5 除外）是 7 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口線。原 P3.6 不能使用，已連接片內(nèi)比較器輸出端。與 P1 口相同，P3 口也能提供 20mA的灌電流，并可直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示器。與 80C51 相同，P3 口也有第 2 功能，P3.0作為串行數(shù)據(jù)接收 RXD；P3.1 作為串行數(shù)據(jù)TXD；P3.2 為外部中斷 0 申請(qǐng)INT0；P3.3 為外部中斷 1 申請(qǐng) INT1；P3.4 為定時(shí)器/計(jì)時(shí)器 0 輸入；P3.5 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 輸入；P3.7 無第 2 功能 RD。- 6 -RST：輸入。要使可靠復(fù)位，要保持 RST 引腳 2 個(gè)周期的高電平。XTA

14、L1：反向振蕩放大的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘電路的殊榮。XTAL2：來自反向振蕩放大器的輸出。3. 特殊功能寄存器（SFR）與 80C51 完全相同4. 程序器鎖定AT89S2052 片內(nèi)有 2 個(gè)鎖，可以不編程（U），也可以編程（P），以獲得一些附加的特性，如表 2.1 所示。表 2.1程序器鎖定5、閑置模式在閑置模式下，CPU 自身處于休眠狀態(tài)，而片內(nèi)所有其他設(shè)備保持工作狀態(tài)。該模式是軟件生成的。在該模式期間，片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。閑置模式可以由中斷或硬件復(fù)位終止。如果不采用外部上拉，P1.0 和 P1.1 應(yīng)置 0；如果采用外部上拉，則置 1。應(yīng)注意的是，當(dāng)閑置模式被硬

15、件復(fù)位中止時(shí)，器件要從閑置處恢復(fù)程序的執(zhí)行，執(zhí)行 2 個(gè)周期后，內(nèi)部復(fù)位算法才起作用。此時(shí)，硬件內(nèi)部 RAM，但端口引腳。為了排除閑置被復(fù)位中止端口意外寫入的可能性，跟在生成閑置模式后的指令不應(yīng)是對(duì)端口引腳的讀/寫操作。6.掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，生成掉電狀態(tài)的指令是最后執(zhí)行的一條指令。片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器保持其值不變直到掉電模式終止。從掉電模式退出的唯一辦法是硬件復(fù)位。復(fù)位將重新定義特殊功能寄存器（SFR），但影響片內(nèi) RAM。在 Vcc 沒有恢復(fù)到其正常工作電壓之前，不應(yīng)進(jìn)行復(fù)位，且復(fù)位的保持時(shí)間應(yīng)足夠長，使振蕩器能重新開始工作并穩(wěn)定下來。同樣，如果不采用外部- 7

16、 -編程鎖LB1LB2保護(hù)模式1UU沒有編程鎖定特性2PU對(duì)器進(jìn)一步編程3PP同模式 2，同時(shí)校驗(yàn)下拉，P1.0 和 P1.1 應(yīng)置 0，如果采用外部上拉，則置 1。2.2 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件設(shè)計(jì)方案論證分析2.2.1 功能要求時(shí)鐘計(jì)時(shí)器要求用六位 LED 數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒、以二十四小時(shí)行,使用按鍵開關(guān)實(shí)現(xiàn)時(shí),分調(diào)整功能。2.2.2方案論證為實(shí)現(xiàn) LED 顯示器的數(shù)字顯示,可以采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件,接口復(fù)雜一些,考慮到時(shí)鐘顯示只有六位,且系統(tǒng)沒有其它復(fù)雜的處理任務(wù),所以決定用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn) LED 顯示。單片機(jī)采用易購的AT89S52 系列,這種單片機(jī)

17、可具有足夠的空余硬件,以實(shí)現(xiàn)其它的擴(kuò)充功能。若使用電池供電,可采用低電壓的 LV 系列單片機(jī)時(shí)鐘計(jì)時(shí)器電路系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架如圖 3.1 所示。圖 3.1 硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架2.2.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)撥號(hào)防盜器的硬件電路設(shè)計(jì)描述為了發(fā)揮電片機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、能力，充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢(shì)，這里極大地簡化了電路，但可實(shí)現(xiàn)以前需要幾片甚至十幾片小規(guī)模數(shù)字電路才能完成的任- 8 -AT89S52列驅(qū)動(dòng)6 位 LED 顯示器單片機(jī)控制器務(wù)。電路原理，共有 4 個(gè)按鍵，即 rst、ok、up、set。rst:系統(tǒng)復(fù)位鍵。ok：輸入數(shù)據(jù)確認(rèn)鍵。up：顯示的數(shù)字增加鍵。set：工作模式設(shè)定鍵，可設(shè)定、工作、輸入

18、時(shí)間 t1、輸入時(shí)間 t2 及輸入號(hào)碼 5 種模式。磁性開關(guān)即為裝于窗口的防盜感應(yīng)開關(guān)，門關(guān)閉時(shí)常開，門打開時(shí)閉合接通。當(dāng)然也可改用其他的感應(yīng)器件，如激光探測(cè)、超聲波感應(yīng)、熱釋電感應(yīng)、主動(dòng)紅外線探測(cè)或無線門磁等，以實(shí)現(xiàn)全方位遠(yuǎn)距離檢測(cè)。為了防止磁性開關(guān)離器較遠(yuǎn)而產(chǎn)生引入干擾，使用了光耦作信號(hào)傳遞，效果良好。LED 數(shù)碼管用于工作狀態(tài)指示或輸入數(shù)據(jù)指示。L1、L2 接線，ZND 為擊穿電壓 120V 的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。系統(tǒng)處于低功耗待機(jī)狀態(tài)（此時(shí)耗電僅2mA 左右），由線上取電工作，并對(duì) 3.6V/60mA 鎳鉻電池充電，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定或進(jìn)行撥號(hào)時(shí)，耗電會(huì)達(dá)到 10mA，這時(shí)

19、主要由鎳鉻電池供電。由于有鎳鉻電池后備供電，即使線斷電也使已輸入的數(shù)據(jù)丟失。該機(jī)除用于防盜外，若對(duì)軟件進(jìn)行一些修改，也可通過線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。三極管 T1、T2 及電阻 R1、R2撥號(hào)及電路，其工作原理前面已作詳細(xì)介紹。4.1.2 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路設(shè)計(jì)描述時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路,采用AT89S52 單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì),顯示采用共陽七段 LED 顯示器,P0 口輸出段數(shù)碼數(shù)據(jù),P2.0P2.5 口作列掃描輸出,P1.0,P1.1 和P1.2 口接三個(gè)按鈕開關(guān)用以實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí),調(diào)分功能.為了提供共陽 LED 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電壓,用三極管 8550 作電源驅(qū)動(dòng)輸出。采用 12MHZ 晶振有利于提高秒計(jì)時(shí)

20、的精確性。硬件電路圖如圖 3.2 示。- 9 -1234561234561234561234561234561234567878787878784.7K*3124039P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RDXTAL2 XTAL1 VSSVCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0343837567891036353433323130111251

21、0*82928272625131415161718192423222112204.7K*8數(shù)據(jù)輸入線DS69DS59+5vDS494.7KDS34.7K9DS24.7K94.7KDS19VCC4.7KC1010uF/10vC90 1uFC3JZ47uF4.7K3.6v/60m A DZ3244C20.01uF4.7v/1w+5v+5vR.75KC8uF/16vAT89C52R8KDZ2IN4007 R3060 J1 T2D1C530pF R3050IN4007 T1 4 7K T2Y1 12MHZC430pF4 7K +5vT1 4 7K T0BD1R02K 1A/400VC01uFT4T5T

22、6T3+5vC6C7U1 0 022uF/250V 0.022uF/250V R471K R9ZNDPC817R04K R03K圖 3.2具有時(shí)鐘功能的器原理圖三 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1撥號(hào)防盜器程序設(shè)計(jì)- 10 -a b fNC b acd ef e cgdpdp GNDgda b fNC b acd ef e cgdpdp GNDgda b fNC b acd ef e cgdpdp GNDgda b fNC b acd ef e cgdpdp GNDgda b fNC b acd ef e cgdpdp GNDgda b fNC b acd ef e cgdpdp GNDgd3.1.1 主

23、程序設(shè)計(jì)主程序的工作過程為：先進(jìn)行初始化工作，隨后根據(jù)輸入的鍵值分別散轉(zhuǎn)輸入的鍵值分別散轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的子程序（、警戒工作、輸入時(shí)間 t1、輸入時(shí)間t2、輸入號(hào)碼）循環(huán)工作。T0 為 100ms 定時(shí)中斷服務(wù)子程序，它實(shí)現(xiàn)精確的撥號(hào)脈沖時(shí)序。INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)功能選擇；而 INT1 外中斷服務(wù)子函數(shù)則檢測(cè)防盜觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)。主程序狀態(tài)流程圖如圖 3.6 所示。INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程圖及 INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)的狀態(tài)流程圖分別如圖 3.7、圖示。開始圖 3.6 主程序狀態(tài)流程- 11 -輸 入號(hào)碼輸入t2輸入t1工作關(guān)機(jī)根據(jù) set 鍵值散轉(zhuǎn)關(guān)閉撥號(hào)、線路定時(shí)器 T0 初

24、始化圖 3.7 INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程INT1 外中斷服務(wù)子函數(shù)開始INT1 外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束圖 3.8 INT1 外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束3.2 時(shí)鐘顯示程序設(shè)計(jì)3.2.1 主函數(shù)本設(shè)計(jì)中計(jì)時(shí)采用定時(shí)器 T0 中斷完成，其余狀態(tài)循環(huán)調(diào)用顯示子函數(shù)及鍵掃描子函數(shù)，當(dāng)端口開關(guān)按下時(shí)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)調(diào)時(shí)功能。其主函數(shù)執(zhí)行流程如圖3.3 所示。- 12 -門控開關(guān)共 10 次INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束系統(tǒng)進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)如鍵值大于 5，則鍵值回 0如 set 鍵按下，則 set 鍵值加 1INT0 外中斷服務(wù)子函數(shù)開始開始N鍵按下？進(jìn)入調(diào)時(shí)功能圖 3.3 主函數(shù)流程圖3.2.2 LED

25、顯示子函數(shù)數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存單元 dis0dis5中，其中 dis0dis1存放秒數(shù)據(jù)，dis2dis3存放分?jǐn)?shù)據(jù)，dis4dis5存放時(shí)數(shù)據(jù)，每一單元內(nèi)均為十進(jìn)制 BCD 碼。由于采用軟件動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，顯示用的十進(jìn)制 BCD 碼數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)段碼存放在 ROM 表（dis711）中，顯示時(shí)，先取出 dis0dis5 中的某一數(shù)據(jù)，然后查得對(duì)應(yīng)得顯示段碼從 P0 口輸出，P2 口將對(duì)應(yīng)得數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。3.2.3 定時(shí)器 T0 中斷函數(shù)定時(shí)器 T0 用于時(shí)間計(jì)時(shí)。定時(shí)溢出中斷周期可設(shè)為 50ms，中斷進(jìn)入后先判- 13 -調(diào)用顯示子函數(shù)T0 中斷T0

26、、T1 設(shè)為 16 位計(jì)數(shù)器模式顯示單元清 0斷，中斷計(jì)時(shí)累計(jì) 20 次（即 1ms）妙計(jì)數(shù)單元進(jìn)行加 1 操作。時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元在 義的 6 個(gè)單元（timedata6）中。timedata0timedata1存放秒數(shù)據(jù)， timedata2timedata3存放分?jǐn)?shù)據(jù)，timedata4timedata5存放時(shí)數(shù)據(jù)。最大計(jì)時(shí)值為 23 小時(shí) 59 分 59 秒。在計(jì)數(shù)單元中采用十進(jìn)制 BCD 碼計(jì)數(shù)，秒，分、時(shí)之間滿 60 進(jìn)位。T0 中斷服務(wù)程序執(zhí)行流程如圖 3.4 所示。1s 到？圖 3.4 T0中斷函數(shù)3.2.4 中斷函數(shù)T1 中斷服務(wù)程序用于指示調(diào)整數(shù)字單元的亮閃，在時(shí)間調(diào)整狀態(tài)下，每

27、過0.4s，將對(duì)應(yīng)單元的顯示數(shù)據(jù)換成“熄滅符”數(shù)據(jù)（0x0a）。這樣，在調(diào)整時(shí)間時(shí)，對(duì)應(yīng)調(diào)整單元的顯示數(shù)據(jù)會(huì)間隔閃亮。3.2.5 功能函數(shù)- 14 -恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，中斷返回加 1 處理保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)T0 中斷調(diào)時(shí)功能函數(shù)的設(shè)計(jì)方法是：按下 T0 鍵，進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，時(shí)鐘停止走動(dòng)；按 T1 或 T2 鍵可進(jìn)行加 1 或減 1 操作 ；繼續(xù)按 T0 鍵可分別進(jìn)行分十位、時(shí)個(gè)調(diào)整；最后按 T0 建將位和調(diào)整狀態(tài)，時(shí)鐘開始計(jì)時(shí)運(yùn)行。四 系統(tǒng)的調(diào)試部分4.1 時(shí)鐘系統(tǒng)的調(diào)試4.1.1 時(shí)鐘系統(tǒng)的硬件調(diào)試硬件調(diào)試時(shí)可先檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況，在檢查無誤后可通電檢查LED 顯示器的點(diǎn)亮狀況。若亮度不理想，可以調(diào)整

28、P0 口的電阻大小，一般情況下取 200 歐姆電阻即可獲得滿意的亮度效果。4.1.2 時(shí)鐘系統(tǒng)的軟件調(diào)試軟件調(diào)試 Keil C51 編譯器，源程序編譯及位一個(gè)個(gè)地進(jìn)行，最后可結(jié)合硬件實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)試。調(diào)試應(yīng)分段或以子函數(shù)為單4.1.3 性能分析按照設(shè)計(jì)程序分析，LED 顯示器動(dòng)態(tài)掃描頻率約為 167Hz，實(shí)際使用觀察時(shí)完全沒有閃爍，實(shí)際計(jì)時(shí)時(shí)精度較高，可滿足一般場(chǎng)合的應(yīng)用需要。4.2 撥號(hào)器功能調(diào)試通電前應(yīng)檢查焊接質(zhì)量，確認(rèn)無短路、虛焊等故障。將撥碼開關(guān) J2 指向下側(cè)，即斷開 3.6V 鎳鉻電池與系統(tǒng)的連接。將外部直流可調(diào)穩(wěn)壓電源調(diào)整為 3.6V。接入系統(tǒng)的 Vcc 與地。如果系統(tǒng)耗電小于 15

29、mA 為正常，否則應(yīng)檢查是否有短 路、元器件不良或錯(cuò)焊現(xiàn)象存在。隨后取下外接直流穩(wěn)壓電源，恢復(fù) 3.6V 鎳鉻電池與系統(tǒng)的連接，進(jìn)行軟、硬件統(tǒng)調(diào)測(cè)試。由于 AT89S52 的 I/O 引腳有限，故數(shù)碼管只設(shè)一位，因此輸入數(shù)字時(shí)只能分階段一位一位輸入。假設(shè)需輸入 t1=061，t2=025，號(hào)碼=12345678，在此詳述如下：地 1 步：接上線（也即接上電源）后，數(shù)碼管顯示“E”，意為數(shù)據(jù)錯(cuò)- 15 -誤，因?yàn)榇藭r(shí)我們尚未輸入任何數(shù)據(jù)。第 2 步：點(diǎn)按一下 set 鍵，鍵值加 1，即此時(shí) set=1.這時(shí)數(shù)碼管最下的一橫點(diǎn)亮，顯示“_”，意為可輸入時(shí)間 t1，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)

30、亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。按下 up 鍵后，數(shù)字開始從 09 循環(huán)遞增，調(diào)至 0 后松開 up 鍵，點(diǎn)按 ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。此時(shí)百位數(shù)字“0”存入內(nèi)存。按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至 1 后松開 up 鍵，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。此數(shù)字“6”存入內(nèi)存。按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至 1 后松開 up 鍵，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。此時(shí)個(gè)位數(shù)字“6”存入內(nèi)存。這樣就完成了將 061（代表 t1=61s）存入內(nèi)存的過程。同時(shí)數(shù)碼管又恢復(fù)顯示“_”。第 3 步：點(diǎn)按一下 set 鍵，鍵值加 1，即此時(shí) set=2。這時(shí)數(shù)碼管下面的

31、二橫點(diǎn)亮，顯示“二”，意為可輸入時(shí)間 t2，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。按下 up 鍵后，數(shù)字開始從從 09 循環(huán)遞增，調(diào)至 0 后松開 up 鍵，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。此時(shí)百位數(shù)字“0”存入內(nèi)存。按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至后松開 up 鍵，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。此數(shù)字“”存入內(nèi)存。按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至后松開 up 鍵，點(diǎn)按 ok 鍵確認(rèn)（小數(shù)點(diǎn)被同時(shí)點(diǎn)亮）。此時(shí)個(gè)位數(shù)字“”存入內(nèi)存。這樣就完成了將（代表 t1=s）存入內(nèi)存的過程。同時(shí)數(shù)碼管又恢復(fù)顯示“二”以后的調(diào)試同前面的方法相同。五

32、 總結(jié)以單片機(jī) 89S52 作為部件，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了撥號(hào)、時(shí)- 16 -鐘顯示等功能，最終使系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)任務(wù)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，力求硬件線路簡單，并綜合運(yùn)用了 C 語言、單片機(jī)等各種知識(shí)，采用了一些特別的方法使磁電檢測(cè)達(dá)到最佳的效果 ，充分發(fā)揮軟件編程方便靈活的特點(diǎn)，來滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。在設(shè)計(jì)過程中主要遇到幾個(gè)關(guān)鍵性問題。如檢測(cè)部分信號(hào)不穩(wěn)定，經(jīng)檢查該問題與周圍的干擾有密切相關(guān)，將檢測(cè)部分的進(jìn)行了合理，使檢測(cè)信號(hào)很準(zhǔn)確地檢測(cè)到。還有撥號(hào)電路模塊起初方案采用電橋和三極管進(jìn)行，此設(shè)計(jì)采用單片機(jī) I/O 口直接指示燈以及開關(guān)來進(jìn)行。不僅節(jié)省了硬件，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。變量定義及初始化

33、模塊參考文獻(xiàn).電子報(bào)合訂本 2002 年上：26112電子世界，2004，9（167）：81-823耿，.單片機(jī)創(chuàng)新開發(fā)與人制作.北京 ：北京航空航天大學(xué)，2005.3：85-1204吳祖峰,.傳感器個(gè)數(shù)及距離對(duì)盲分離影響的分析.電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，4，35(2):186-1885，立，.基于智能功率模塊的無刷直流電機(jī)器.西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，4，24（2）：161-1646，黃玉水.一種改進(jìn)型 PDM 調(diào)動(dòng)方式.南昌大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，3，28（1）：99-1027.大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練. 北京：電子工業(yè)，2005.18閆志峰，.管道弧焊人系統(tǒng)設(shè)計(jì).哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，9，.

34、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐（一）.北京：北京航空航天大學(xué)社，2003.12：123-13110黃河，.Protel培訓(xùn).北京：，2004.9- 17 -致 謝How time flies！馬上就要畢業(yè)了。在院、系和的關(guān)心、教育和幫助下，經(jīng)過五年的努力，已經(jīng)使變成一個(gè)動(dòng)手動(dòng)腦的復(fù)合型。我將利用在校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)投身職業(yè)教育事業(yè)，為我國的職業(yè)教育發(fā)展做出的貢獻(xiàn)。五年來我學(xué)習(xí)到了大量的專業(yè)理論知識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐技能，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我這五年來學(xué)習(xí)的最好總結(jié)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我遇到了很多，正是因?yàn)檫@些困難使我學(xué)習(xí)到了很多有用的實(shí)用知識(shí)，加深了書本理論知識(shí)和實(shí)踐的結(jié)合，這對(duì)我以后從事專業(yè)課教學(xué)工作是很有益處的。在大學(xué)的學(xué)

35、習(xí)期間，我了大學(xué)更重要的是教給我分析和解決問題的方法，這些必將對(duì)我以后的工作和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，得到了曲的大力支持和幫助，請(qǐng)我向曲表示誠摯的感謝！五年來我了母校的發(fā)展壯大，希望母校再接再厲，健全體制，更加輝煌的明天。最后祝愿?jìng)ゴ蟮哪感Ｇ俺趟棋\！祝愿所有的身體健康，工作順利！- 18 -附錄附錄 1附錄 2附錄 3附錄 4程序系統(tǒng)使用說明英文資料系統(tǒng) PCB 板圖- 19 -附錄 1：程序(1)撥號(hào)程序程序設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)立 3 個(gè)數(shù)組 DATA20、X3、Y3。DATA20用于存放電話號(hào)碼（最長 20 位），X3用于存放時(shí)間 t1(000999s),Y3用于存放時(shí)間 t2(00

36、0999s)。另外還要設(shè)立 3 個(gè)軟件計(jì)數(shù)器 data_flag、t1_flag、t2_flag。Data_flag 用于統(tǒng)計(jì)輸入的號(hào)碼位長，t1_flag 用于統(tǒng)計(jì)輸入的時(shí)間 t1 位長，t2 位長。uchar DATA20; uchar X3; uchar Y3;uchar flag;/*存放號(hào)碼的數(shù)組*/*存放時(shí)間 t1 數(shù)組*/*存放時(shí)間 t2 數(shù)組*/*RAM 區(qū)防干擾標(biāo)志*/uchar dataflag=0; /*輸入號(hào)碼計(jì)數(shù)器（最長 20 位）*/uchar set=0;uchar m=0;/*功能鍵值*/全局變量- 20 -uchar n=0; uint f;uchar t1f

37、lag=0;uchar t2flag=0; uchar cnt_1=0; uchar cnt_2=0；/*定時(shí)器 T0 初始化*/viod init_timer() TMOD=0x01;TH0=-(50000/256); TL0=-(50000%256); IE=0x82;/*輸入時(shí)間 t1 計(jì)數(shù)器（最長 3 位）*/*輸入時(shí)間 t2 計(jì)數(shù)器（最長 3 位）*/*時(shí)間 t1 單元數(shù)/*時(shí)間 t2 單元數(shù)算后暫存單元*/算后暫存單元*/定時(shí)器 T0 方式 1/裝載 100ms 定時(shí)初值/開中斷啟動(dòng)器子程序模塊/*-啟動(dòng)void work()uchar h; p1=0xdf; delay(1);i

38、f(set=1)器進(jìn)入警戒-*/*數(shù)碼管左上角顯示“1”*/*進(jìn)入時(shí)間 1 循環(huán)*/while(cnt<=x0*100+X1*10+X2)delay(1000);cnt_1+;/*計(jì)數(shù)器 cnt_1 累加*/if(set!=1)EX1=0;cnt_1=0;break;/*如按下 Set 鍵，則推出此循環(huán)*/else EX1=1;PCON=0x00;- 21 -if(set=1)if(cnt_1>=X0*100+X1*10+X2)EX1=1；cnt_1=0;/*時(shí)間 1 到，打開外中斷 1，計(jì)數(shù)器歸零*/*進(jìn)入待機(jī)。若有 1s 以上開關(guān)動(dòng)作，while(1)待機(jī)*/PCON=0x01

39、;if(f>=5PCON=0x00;break;)/*/EX1=0；if(set=1)/*關(guān)閉外中斷 1*/*進(jìn)入時(shí)間 2 循環(huán)*/while(cnt_2<=Y0*100+Y1*10+Y2)delay(1000);cnt_2+;/*計(jì)時(shí)器 cnt_2 累加*/if(set!=1)cnt_2=0;break;/*如按下 Set 鍵，則此循環(huán)*/if(set=1)bh(); delay(3000); p3_7=0;/*時(shí)間 2 到，調(diào)用撥號(hào)子程序*/輸出端為低，可驅(qū)動(dòng)蜂鳴器等for(h=0;h<60;h+)/*發(fā)出 60s 警音*/for(f=0;f<500;f+)f+;P

40、3_1=! P3_1;P1=0x5f;delay(1);P3_1=0;P1=0x7f;delay(500);- 22 -P3_7=1;/輸出端恢復(fù)高cnt_1=0;cnt_2=0;/*有關(guān)計(jì)數(shù)器、端口回到初始狀態(tài)*/P3_0=0;P3_1=0;P1_7=1;for(f=0;f<3;f+)delay(60000);/*關(guān)閉 3min,讓接警人進(jìn)行或座機(jī)*/撥號(hào)脈沖子程序模塊/*-撥號(hào)-*/ void bh()data_flag=0; P3_0=1; p1_7=0;delay(1000);/*號(hào)碼計(jì)數(shù)器（20 位）歸零*/*接通線路*/*數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)亮*/while (DATAdata_fl

41、ag<10)/*號(hào)碼小于 10 進(jìn)入循環(huán)撥號(hào)狀態(tài)*/if(DATAdata_flag=0)TR0=1;if(n=20)data_flag+; n=0;TR0=0; P3_0=1;P1_7=0;delay(500);/*若號(hào)碼為 0*/*啟動(dòng) T0 定時(shí)器*/*進(jìn)行 20 次中斷，產(chǎn)生 10 個(gè)脈沖*/if(DATAdata_flag>0)TR=1；/*若號(hào)碼0 但<10*/*啟動(dòng) T0 定時(shí)器*/if(n=(DATAdata_flag*2)data_flag+;/*進(jìn)行號(hào)碼 x2 次中斷，產(chǎn)生號(hào)碼個(gè)脈沖*/- 23 -n=0;TR0=0; P3_0=1;P1_7=0;dela

42、y(500); TR0=0;關(guān)機(jī)子程序模塊void stop()/*關(guān)機(jī)子程序if(flag=0x55)P1=0xfb; /*若標(biāo)志為 55H，說明內(nèi)存區(qū)未受干擾，數(shù)碼/管右下角顯示“1”else P1=0x86;delay(1);/否則數(shù)碼管顯示“E”/延時(shí) 1ms 再判if(flag=0x55)PCON=0x01; /進(jìn)入低耗節(jié)電待機(jī)狀態(tài)delay(1);/延時(shí) 1ms完整代碼#include<AT89x052.H>/器件配置文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/變量類型的宏定義uchar code DAT

43、A_7SEG10=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x990x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,; /*09 數(shù)碼管段碼*/uchar DATA20； /*存放號(hào)碼的數(shù)組*/uchar x3;/*存放時(shí)間 t2 數(shù)組*/- 24 -uchar flag;/*RAM 區(qū)防干擾標(biāo)志*/uchar data_flag=0;/*輸入號(hào)碼計(jì)數(shù)器（最長 20 位）*/ uchar set=0;/* 功能鍵值*/uchar m=0;/全局變量uchar n=0;uint f;uchar t1_flag=0; uchar t2_flag=0; uchar cnt_1=0;uchar cnt

44、_2=0;/*輸入時(shí)間 1 計(jì)數(shù)器（最長 3 位）*/*輸入時(shí)間 2 計(jì)數(shù)器（最長 3 位）*/*時(shí)間 t1 單元數(shù)/*時(shí)間 t2 單元數(shù)算后暫存單元*/算后暫存單元*/*/void delay(uint k); void stop();void bh();/*延時(shí)子函數(shù)/*關(guān)機(jī)子函數(shù)/*撥號(hào)子函數(shù)*/*/*/*/*定時(shí)器 T0 初始化*/ void init_timer() TMOD=0x01;TH0=-(50000/256); TL0=-(50000%256); IE=0x82;/*/*100ms 定時(shí)中斷服務(wù)子函數(shù)*/ void zd0()interrupt 1P3_0=! P3_0;

45、P1_7=! P1_7;n+;/P3.0 每 100ms 取反一次，送出脈沖/數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)同步閃爍- 25 -TH0=-(50000/256); TL0=-(50000%256);/*/*100ms 定時(shí)中斷服務(wù)子函數(shù)*/ void zd0()interrupt 1p3_0=!P3_0;/P3.0 每 100ms 取反一次，送出脈沖P1_7=!P1_7;/數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)同步閃爍n+;TH0=-(50000/256); TL0=-(50000%256);/*/*INT0 中斷服務(wù)子函數(shù)*/ viod zd_int0()interrupt 0delay(10);if(P3_2=0)set+; if(

46、set>=5)set=0; if(set=1)flag=0x55;PCON=0x00;f=8;/功能鍵值遞增/鍵值的范圍 04/向 RAM 區(qū)的標(biāo)志 flag 寫入 55Hagain:if(P3_2=0)goto again;/若按鍵未/*/*INT1 中斷服務(wù)子函數(shù)*/ void zd_int1()interrupt 2uchar h;f=0;，則等待- 26 -for(h=0;h<10;h+)delay(100) if(P3_3=0)f+;/*檢查磁性開關(guān)（P3_3 狀態(tài)）10 次，共 1s*/*/*-關(guān)機(jī)-*/ void stop()if(flag=0x55)P1=0xfb;

47、elsep1=0x86; delay(1);if(flag=0x55)PCON=0x01; delay(1);/數(shù)碼管右下角顯示“1”。/*進(jìn)入節(jié)電待機(jī)狀態(tài)*/*/*延時(shí) 1ms*K 子函數(shù)*/ void delay(uint k)uint i,j; for(i=1;j<k;i+) for(j=0;j<60;j+);/*/*-輸入時(shí)間 t1*/viod in_time1()- 27 -P1=0xf7;delay(1); if(P3_5=0)delay(10);/*數(shù)碼管顯示“”*/*按下 OK 鍵確認(rèn)并點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)*/if(P3_5=0)P1=0x7f;m=0;t1_flag=0;delay(500); while(t1