1、 課程設(shè)計說明書 課程設(shè)計名稱： 專業(yè)課程設(shè)計 課程設(shè)計題目： 定時打鈴器的設(shè)計 學(xué) 院 名 稱： 信息工程學(xué)院 專業(yè)： 電子信息工程 班級： 110411 學(xué)號： 11041130 姓名： 張明 評分： 教師： 李翔文 20 14 年 6 月 30 日 專業(yè)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書i、專業(yè)課程設(shè)計(論文)題目： 定時打鈴器的設(shè)計ii、專業(yè)課程設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：（1） 顯示時鐘格式：*時*分*秒。（2） 可任意設(shè)定時間達到定時控制，定時點可有2 個（3） 定時時間到，打鈴1 分鐘，然后自動關(guān)閉打鈴。iii、專業(yè)課程設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間： 第17周：設(shè)計電

2、路圖，參考文獻，仿真。 第18周：領(lǐng)取元器件，按照電路圖焊接。 第19周：調(diào)試裝置，總結(jié)實驗，完成實驗報告。iv、主要參考資料:1 張先庭.單片機原理、接口與c51應(yīng)用程序設(shè)計.北京：國防工業(yè)出版社,2011年2 吳開志、陳黎娟、鄧謙、任愛山.單片機技術(shù)及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書.南昌.南昌航空 出版社，2008年.3 吳清繡.微型計算機原理及接口技術(shù).北京.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2004年.4 吳向軍.匯編語言程序設(shè)計.北京.高等教育出版社，2001年.5 李光飛.51系列單片機設(shè)計實例.北京:北京航空航天大學(xué)出版社.2003年信息工程 學(xué)院 電子信息工程 專業(yè) 110411 班學(xué)生（簽名）： 張明

3、日期：自2014年6月5日至2014年6月25日指導(dǎo)老師（簽名）：助理指導(dǎo)老師（并指出所負責(zé)的部分）： 電子 系（室）主任（簽名）： 定時打鈴器的設(shè)計 學(xué)生姓名：張明 班級：110411 指導(dǎo)老師：李翔文 摘要：隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，定時提示功能在生活中、工作中越來越重要，在一些重要領(lǐng)域，對時間的精確度及實現(xiàn)多個時間點提示功能的要求也越來越高，通過合理的技術(shù)實現(xiàn)定時提示功能的多樣化及高精度性越來越成為當(dāng)下一迫切的需要。根據(jù)單片機的特性制作的定時打鈴系統(tǒng)能很好的實現(xiàn)定時提示功能多樣化的要求，且能滿足一定程度下的時間精度要求。本文介紹的是以stc89c51芯片為核心結(jié)合其他硬件模塊制作的定時打鈴

4、器實現(xiàn)定時提示功能。 本文主要介紹了定時打鈴器的硬件、軟件的設(shè)計及調(diào)試過程。硬件主要由：單片機最小系統(tǒng)、鍵盤顯示電路、數(shù)據(jù)存儲電路、打鈴電路組成。單片機最小系統(tǒng)主要由at89c51芯片構(gòu)成；鍵盤顯示電路主要由hd7279控制的4x4矩陣鍵盤和八個數(shù)碼管構(gòu)成；數(shù)據(jù)存儲電路是以at24c02芯片為基礎(chǔ)的具有掉電保存數(shù)據(jù)功能的小型模塊。打鈴電路實現(xiàn)了到達定時點響鈴提醒功能。軟件采用keil開發(fā)環(huán)境作為開發(fā)平臺，程序由c語言編寫，可讀性強及可移植性。程序主要由主程序、鍵盤掃描子程序、定時中斷子程序，顯示子程序，數(shù)據(jù)存儲子程序組成。通過單片機程序燒寫軟件，將程序?qū)懭隺t89c51芯片中，結(jié)合硬件電路實現(xiàn)

5、了通過程序控制硬件電路實現(xiàn)定時打鈴功能。 經(jīng)測試，本定時打鈴器很好的實現(xiàn)了定時打鈴功能，能設(shè)定四個定時時間點，響鈴提示時間長達一分鐘，且具有掉電保護功能，能存儲設(shè)定好的定時時間點。由于本次設(shè)計中采用了模塊化設(shè)計思想，故可以很方便的擴充相應(yīng)的功能，諸如在芯片容量及硬件電路條件允許范圍內(nèi)增加多個定時時間點、增加數(shù)據(jù)的存儲等。本次設(shè)計能為今后更多的定時打鈴系統(tǒng)的設(shè)計提供了寶貴的研究基礎(chǔ)，能在更多的項目工程中發(fā)揮不可或缺的重要作用。關(guān)鍵詞：at89c51 hd7279 at24c02 定時打鈴 keil 目錄第1章 緒論.2 1.1 課題的背景及意義.3 1.2 國內(nèi)外發(fā)展趨勢.3 1.3 設(shè)計要求.

6、4 1.4 研究內(nèi)容.4第2章 系統(tǒng)組成及工作原理.5 2.1 系統(tǒng)組成.5 2.2 系統(tǒng)工作原理.5第三章 硬件電路設(shè)計.7 3.1 單片機控制系統(tǒng)電路設(shè)計.7 3.2 鍵盤顯示電路設(shè)計.8 3.3 數(shù)據(jù)存儲電路設(shè)計.11 3.4 打鈴電路設(shè)計.13第4章 軟件設(shè)計.15 4.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺的介紹.15 4.2 主程序設(shè)計.16 4.3 子程序設(shè)計.18 4.3.1鍵盤掃描子程序.18 4.3.2定時中斷服務(wù)子程序.19 4.3.3顯示子程序.20 4.3.4 數(shù)據(jù)存取子程序.21第五章 系統(tǒng)的安裝及調(diào)試.22 5.1硬件調(diào)試.23 5.2軟件調(diào)試.25第六章 總結(jié)與展望.26 6.1

7、 總結(jié).26 6.2 展望.26 參考文獻.27附錄一 程序清單.28附錄二 實驗原理圖.44附錄三 元件清單.45致謝.46 第一章 緒論1.1 課題的背景及意義 隨著人類文明的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷的得到提高，特別是在電子領(lǐng)域，生活中我們經(jīng)常需要根據(jù)時間來計劃將要完成的事情，定時提示功能就顯得非常重要，起初的定時提示功能是以定時打鈴器的形式出現(xiàn)在學(xué)校、機關(guān)、工廠、車站、碼頭、醫(yī)院、郵電等企事業(yè)單位，用于實現(xiàn)作息安排功能，機械式且打鈴單調(diào)，使用范圍有限而且時間不準確，不適合于更高精度時間的要求領(lǐng)域，因此，研究新型的定時打鈴器引領(lǐng)變革具有重要的意義。 近年來在電子領(lǐng)域單片機產(chǎn)品的出現(xiàn)及其技術(shù)的

8、成熟與完善，使得大量基于單片機為基礎(chǔ)的定時打鈴器運用而生，而且種類繁多，定時精確度也相對有了很大的提高，打鈴器的打鈴方式也多種多樣，有使用計算機聲卡發(fā)聲的，也有通過使用串口控制打鈴設(shè)備電源的一些產(chǎn)品，但是在現(xiàn)今通過生產(chǎn)利潤與技術(shù)成本控制提高企業(yè)競爭力背景下，這些種類的定時打鈴器不適合大量生產(chǎn)，而且在某種條件或者環(huán)境中使用及其不方便，因此，設(shè)計一種簡單方便同時又具有相對全面的計時功能、打鈴功能的定時打鈴器顯得及其重要。綜上所述，在電子技術(shù)飛速發(fā)展的時代下，設(shè)計一個功能全面，定時準確且適用領(lǐng)域和適用環(huán)境廣泛、生產(chǎn)成本合理相對有技術(shù)含量的定時打鈴器具有很重要的價值，而且這種打鈴器簡單便捷，能根據(jù)項目

9、所需實現(xiàn)的功能要求進行適當(dāng)?shù)男薷模M而實現(xiàn)重要的定時提示功能，具有很大的生產(chǎn)與使用價值。1.2 國內(nèi)外發(fā)展趨勢 現(xiàn)今社會中，定時提示功能變得越來越重要，日常生活中的鬧鐘，學(xué)校或者企業(yè)的作息鈴聲，體育行業(yè)中的計時以及一些高精密的儀器中都需要用到定時提示功能，快節(jié)奏工作生活前提下，對定時精準性要求也越來越高，定時打鈴器在國內(nèi)外技術(shù)上其實已有了很大的發(fā)展與革新。 起初大部分定時打鈴器都是比較簡單電子元器及適當(dāng)?shù)某绦蚩刂萍?gòu)成，但是很容易受到內(nèi)外部的干擾，比如電壓不穩(wěn)定等，引起很大的偏差甚至錯誤，隨著單片機技術(shù)的出現(xiàn)，基于單片機為核心的與外部電路結(jié)合的電子定時打鈴器開始大量出現(xiàn)，形式各異，相比之下計時

10、更精準電路，更穩(wěn)定，受外部影響較小，而且電路模塊化，程序設(shè)計更便捷簡單，可實現(xiàn)更多的功能。而大部分基于單片機為基礎(chǔ)的定時打鈴器大都是由三個部分組成，即鍵盤控制、數(shù)碼顯示、打鈴電路三個模塊組成，比如at89c51芯片與hd7279芯片構(gòu)成的鍵盤控制電路，通過程序的編寫控制i/o口的輸出進而控制顯示定時數(shù)據(jù)及打鈴電路。當(dāng)然也有部分采用8255芯片為核心部件的定時打鈴器，原理都大同小異。現(xiàn)今高科技時代在一些特殊的對定時精確度要求高的領(lǐng)域比如，微電子方面，體育田徑項目等行業(yè)，單片機技術(shù)顯然會有一定的誤差，于是隨之出現(xiàn)了部分通過計算機控的定時打鈴器，或者是結(jié)合其他影像技術(shù)設(shè)計而成的打鈴器。 隨著技術(shù)的不

11、斷發(fā)展，定時打鈴器不斷地走向體積小、模塊化的集成電路的形式，在一些大型的電子設(shè)備或機械儀器中充當(dāng)不可或缺的一部分，基于單片機為基礎(chǔ)的打鈴器不僅有較成熟的技術(shù)而且成本低廉、體積小，根據(jù)功能需求可以很容易的設(shè)計多元的定時器，未來定時打鈴器將會朝著多元化的趨勢行進，比如定時與記憶保護功能的實現(xiàn)，基于單片機為基礎(chǔ)的定時打鈴器適合于低成本的大量生產(chǎn)，多元化發(fā)展的道路上具有很大的發(fā)展前景。 1.3 設(shè)計要求 本設(shè)計采用stc89c51單片機與hd7279鍵盤控制模塊結(jié)合，用于實現(xiàn)控制外部電路 對定時時間的存儲及打鈴，主性能為：1. 顯示時鐘格式：*時*分*秒 2.可任意設(shè)定時間達到定時控制，定時點至少有兩

12、個3.可對設(shè)定的時間進行存取，實現(xiàn)掉電保護功能4.定時時間到，打鈴一分鐘，自動關(guān)閉打鈴繼續(xù)計時 1.4 研究內(nèi)容1.開發(fā)板stc89c51單片機、hd7279鍵盤控制模塊及開發(fā)環(huán)境keil平臺的使用。2.at24c02存儲電路、打鈴電路的工作原理和電路圖的設(shè)計。3.鍵盤控制電路的工作原理及程序設(shè)計。4.時鐘顯示模塊及at24c02存儲電路的程序設(shè)計。 第二章 系統(tǒng)組成及工作原理2.1 系統(tǒng)組成 通過一周的資料查找及對單片機知識的學(xué)習(xí)，本次設(shè)計采用如下設(shè)計方案：鍵盤顯示模塊 打鈴模塊 繼電器 輸出接口 單片機數(shù)據(jù)存取模塊 （系統(tǒng)組成框圖） 定時打鈴器主要有四大模塊組成，即：單片機控制模塊、鍵盤顯

13、示模塊、數(shù)據(jù)存取模塊、打鈴電路模塊。單片機控制部分通過相應(yīng)的程序存儲芯片在使用時運行程序?qū)ζ溆嗄K進行控制實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收；時間顯示主要是由數(shù)碼管組成，用于顯示 時、分、秒；鍵盤用于控制或者改變數(shù)碼管的顯示內(nèi)容，根據(jù)設(shè)計要求中要實現(xiàn)至少兩個定時點的設(shè)置，不同按鍵可實現(xiàn)切換不同響鈴時間點時分秒的顯示，對時間的校準，以及可設(shè)置四個定時點；數(shù)據(jù)存取模塊主要實現(xiàn)掉電保護功能，保存四個設(shè)定定時點，在斷電恢復(fù)后能保存并繼續(xù)上一次的計時設(shè)置值；打鈴電路模塊主要作用是通過單片機輸出的不同電壓實現(xiàn)在定時點到達后及時響鈴。2.2 系統(tǒng)工作原理 定時打鈴器主要通過軟件編程來控制硬件電路進而實現(xiàn)時間數(shù)據(jù)的顯示、存

14、取、按鍵掃描、即時打鈴功能的。系統(tǒng)的工作原理主要分為如下兩大模塊: （1）硬件模塊定時打鈴器的單片機控制模塊主要是由at89c51芯片構(gòu)成與八個數(shù)碼管組成顯示的部分相連接，同時還與4x4矩陣鍵盤連接，矩陣鍵盤的掃描控制通過hd7279芯片完成，具有記憶功能的芯片at24c02芯片充當(dāng)了數(shù)據(jù)存儲部分的核心部件，矩陣鍵盤及存儲芯片與單片機是串行連接，單片機通過內(nèi)部程序的運行適時對這兩部分進行數(shù)據(jù)的讀與寫的操作，當(dāng)定時器計時到達時，單片機通過p口輸出高低電平給輸出接口部分，繼電器起保護作用，p口輸出電壓的不同將使得響鈴器發(fā)出鈴聲從而實現(xiàn)定時打鈴功能。矩陣鍵盤部分設(shè)置了十二個按鍵用于對顯示內(nèi)容的控制，

15、即：加、減、切換、確定 、選擇鍵 共五個類型的按鍵。數(shù)據(jù)存取部分通過程序中不斷地對時間的掃描不斷地存儲更新的時間數(shù)據(jù)，通過串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞酱鎯υ谛酒校?dāng)斷電時，斷電前一刻的時間信息已存入芯片，重新接通電源后會先讀取并顯示前一次的數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)掉電保護功能。 （2）軟件模塊 軟件部分主要是有以下幾個部分組成： 數(shù)據(jù)存取部分 主程序時間顯示部分鍵盤掃描部分定時中斷部分 軟件模塊中，主程序部分組要是包含子程序的調(diào)用語句、對數(shù)據(jù)的讀取及存儲及判斷定時時間是否正確算法程序；鍵盤掃描部分主要是不斷地對4x4矩陣鍵盤進行掃描判斷按下的鍵，進而不斷地賦給相應(yīng)的變量，主程序判斷按鍵按下的情況控制數(shù)碼管現(xiàn)實的

16、數(shù)值；定時中斷部分主要是一算法組成，變量不斷地自加一，實現(xiàn)時分秒的遞增，當(dāng)達到一定數(shù)值時，進入中斷程序?qū)ψ兞窟M行清零，比如秒鐘變量達到60秒時進入中斷后重新從零開始。時間顯示部分程序則不斷的顯示鍵盤所控制下應(yīng)該顯示的變量值，比如顯示 時-分-秒，年-月-日，或者在切換鍵的作用下顯示四個定時時間值，或者在加減按鍵的作用下顯示數(shù)據(jù)的更改值。 第三章 硬件電路的設(shè)計3.1 單片機控制系統(tǒng)電路設(shè)計 單片機最小控制系統(tǒng)主要由at89c51芯片及相關(guān)電阻電容等電子元件構(gòu)成單片機、時鐘電路、復(fù)位電路等部分組成，mcs51芯片有40個引腳構(gòu)成，大致有電源、外界晶體引腳、i/o口、控制引腳三大類組成，基本電路原

17、理圖如下圖所示： 單片機的總體結(jié)構(gòu)上可分為微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、中斷控制、特殊功能寄存器、串行口、i/o口幾大部分，本次課程設(shè)計采用晶振頻率為12mhz的芯片，單片機的復(fù)位方式有兩種：上電復(fù)位和手動復(fù)位，兩種方式都是使rst引腳維持高電平一段時間。51單片機內(nèi)部有128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，內(nèi)部ram編址為00h7fh，不同的區(qū)域功能完全不相同，對程序存儲器只能進行讀操作。微處理器主要由運算器和控制器組成。i/o口有p0、p1、p2、p3、四大類，除了充當(dāng)i/o口作用外，p1口是純i/o口，p2口還可以充當(dāng)擴展系統(tǒng)的地址總線使用，輸出高八位地址，p3口具有第二功能，p0口用作地址總線的

18、低八位及數(shù)據(jù)線。圖中電容c1、c2一般取530pf，作用是使振蕩器起振，同時對振蕩頻率起微調(diào)作用。3.2 鍵盤顯示電路設(shè)計 本次課程設(shè)計的鍵盤顯示電路的核心部件是hd7279芯片，hd7279芯片是串行接的，可以同時驅(qū)動八位共陰數(shù)碼管的智能顯示驅(qū)動芯片，有多種譯碼方式，可單獨控制顯示段，同時可以接多達64鍵的矩陣鍵盤，內(nèi)部含有去抖電路。單片即可完成led顯示，鍵盤接口的全部功能。hd引腳圖如下圖所示。 hd7279芯片共有28個引腳，與單片機建立握手連接主要是通過cs、clk、data、key引腳與單片機的p1口連接，進行指令、數(shù)據(jù)的傳送，cs是片選端，data是串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，clk是

19、時鐘輸入端，key是按鍵有效輸出端。hd7279芯片的控制指令分為兩大類：純指令和帶有數(shù)據(jù)的指令。純指令有：復(fù)位指令a4h、左移指令a1h、右移指令a0h。帶有數(shù)據(jù)指令有：下載數(shù)據(jù)按方式0譯碼、下載數(shù)據(jù)按方式1譯碼、下載數(shù)據(jù)不譯碼、讀鍵盤數(shù)據(jù)指令15h、閃爍控制指令88h。部分指令格式如下： 1.下載數(shù)據(jù)按方式0譯碼其中a2a1a0為地址，d0d1d2d3是數(shù)據(jù)，0001001顯示09,1010顯示 ，1111顯示空白。 2.下載數(shù)據(jù)按方式1譯碼 與上一條指令基本相同，但是d0d3值對應(yīng)的是09,af. 3. 下載數(shù)據(jù)不譯碼a2a1a0為位地址，ag,dp顯示數(shù)據(jù)，對應(yīng)七段數(shù)碼管，對應(yīng)的數(shù)據(jù)為

20、1時，該段數(shù)據(jù)點亮。4.閃爍控制指令88hd1d8對應(yīng)八個數(shù)碼管，為0時閃爍，1時不閃爍。5.讀鍵盤控制指令15h其中該指令從7279中讀出當(dāng)前按鍵代碼，前一個字節(jié)015h為指令代碼，范圍是003fh無鍵按下時是ffh，檢測到有效按鍵時，key引腳由高電平變低電平，一直到按鍵結(jié)束，此期間輸出當(dāng)前按鍵代碼。hd7279芯片的串行接口時序圖如下：1. 純指令2. 帶數(shù)據(jù)指令3. 讀鍵盤指令根據(jù)對數(shù)據(jù)的操作的讀與寫的不同，data分別作為數(shù)據(jù)輸入端和數(shù)據(jù)輸出端。鍵盤控制與顯示電路圖如下圖所示： 其中16個按鍵與芯片sasg及部分電阻元件的連接構(gòu)成矩陣鍵盤掃描部分，程序中通過對鍵盤的掃描，key引腳電

21、平發(fā)生改變，矩陣鍵盤由行和列組成，通過使某列為低電平，當(dāng)按鍵按下時，行變?yōu)榈碗娖剑c列有交叉點進而讀出按鍵的地址確定按下的具體鍵位，通過程序的編寫，按鍵的按下可使相應(yīng)的變量值發(fā)生改變進而使現(xiàn)實的內(nèi)容發(fā)生改變。數(shù)據(jù)顯示部分由八個共陰數(shù)碼管與7279芯片dig0dig7 dp及部分電阻元件構(gòu)成，電阻起保護作用。mcu通過data 、key、 clk、 cs與hd7279握手連接，程序中根據(jù)7279芯片時序圖不停地對矩陣鍵盤掃描，通過不同的譯碼方式對數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)進行變，本次設(shè)計中八位數(shù)碼管用于顯示 時、分、秒（格式為：xxxxxx）。 本次設(shè)計中采用了12個按鍵對數(shù)據(jù)進行操作，各鍵的地址如下圖：

22、 各按鍵的實際意義如下圖： 注：本設(shè)計中根據(jù)要求設(shè)計了四個定時點，通過按鍵定時點14可查看四個設(shè)定的時間點，通過時分秒的加減六個按鍵可對設(shè)定時間點進行修改，確定鍵課進行修改時間的確認，通過切換鍵可查看時鐘信息與定時點信息。 3.3數(shù)據(jù)存取電路設(shè)計 數(shù)據(jù)存取電路的實質(zhì)作用就是實現(xiàn)掉電保護功能，對四個設(shè)定的時間進行保存，在斷電恢復(fù)后不丟失上一次操作所設(shè)定的響鈴時間。數(shù)據(jù)存取電路的核心芯片是at24c02芯片，是cmos型eprom，有256x8的存儲空間，引腳圖如下所示： 其中a0 a1 a2三個引腳是地址線，用于確定芯片的硬件地址，sda為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，scl為串行時鐘，sda,scl 為

23、漏極開路端，需接一5.1k的上拉電阻，wp為寫保護端，接地時允許對芯片進行一般的讀寫操作 ，高電平時只能進行讀操作。 對芯片進行讀寫操作時應(yīng)當(dāng)先寫入控制字，格式如下： 高四位是識別位，a2a1a0是片選，表明數(shù)據(jù)將存儲在芯片的內(nèi)具體位置，r/w是讀寫， 為1表明對24c02進行讀操作，為0則進行寫操作。 讀寫操作過程如下圖所示： 硬件連接圖如下圖所示： 硬件電路設(shè)計時將at24c02芯片的地址線、地線、wp口均接地，保證了數(shù)據(jù)存儲的初始地址從0開始，且可對數(shù)據(jù)進行讀寫操作。同時24c02需要2,5v+5.5v的電源供電，在時鐘scl控制下sda與單片機進行握手連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與讀取。3.4

24、打鈴電路設(shè)計 當(dāng)設(shè)定的時間到達時，單片機通過p1.3口電平信號的改變反應(yīng)到打鈴電路中實現(xiàn)打鈴的功能，打鈴一分鐘后又p1.3口關(guān)閉打鈴。硬件連接圖如下圖所示：電路設(shè)計原理：打鈴電路由繼電器、三極管、蜂鳴式報警器、電阻、反向器、+5v +12v電源組成，單片機p1.3口輸出低電平時，經(jīng)過74ls04反向器使三極管9013基極處于高電平而導(dǎo)通，則+12v電源與三極管c b e三極導(dǎo)通，在繼電器內(nèi)部，電感線圈與金屬片的吸引使得+5v電源與蜂鳴報警器連通，進而實現(xiàn)響鈴功能，繼電器實質(zhì)上是起一個開關(guān)的作用。當(dāng)p1.3口輸出高電平時，蜂鳴報警器又不導(dǎo)通，停止響鈴。理論計算：9013是npn型三極管，集電極電

25、流 允許最大電流0.5a，放大倍數(shù)為60，74ls04輸出高電平時，有： i=5v/1k=0.5ma ic=0.5ma.60=0.3ma24?分清零，時加一分 59?秒清零，分加一秒 59? 中斷初始化 保護現(xiàn)場 開始4.3.3 顯示子程序 當(dāng)不同的按鍵按下時，會對標(biāo)志f的值做出相應(yīng)的改變，程序中通過判斷f的值顯示相應(yīng)的內(nèi)容，f為1時顯示定時點信息，f為零時顯示時鐘信息。鍵盤顯示模塊是串行方式發(fā)送數(shù)據(jù)的，因此通過延時程序給7279發(fā)送控制命令，相應(yīng)的執(zhí)行譯碼顯示，將設(shè)定的存儲在緩沖區(qū)的時間信息顯示在數(shù)碼管中，根據(jù)不同的按鍵信息，控制命令的不同譯碼的方式也就不相同，進而實現(xiàn)了閃爍，確定，切換顯示

26、信息等按鍵的功能。程序流程圖如下圖所示： 4.3.4 數(shù)據(jù)存取子程序 數(shù)據(jù)的存取實質(zhì)是實現(xiàn)了掉電保護功能，at24c02eprom芯片的數(shù)據(jù)的存儲與讀取略有不同，串行方式下，數(shù)據(jù)借助延時子程序一位一位的傳送，每次讀或?qū)懚夹璩跏蓟瑔樱瑢懣刂泼睿M而對相應(yīng)的地址處的數(shù)據(jù)進行操作，執(zhí)行完操作，調(diào)用停止子程序即結(jié)束了對24c02的訪問。程序流程圖如下圖所示： nyyn 結(jié) 束達8次？ 停 止從地址中讀1位 做出應(yīng)答寫入讀數(shù)據(jù)地址 作出應(yīng)答寫讀控制命令字 啟 動at24c02初始化 開 始 結(jié) 束 停止達8次？存數(shù)據(jù)的1位 做出應(yīng)答寫入存數(shù)據(jù)地址 做出應(yīng)答寫入控制命令字 啟動at24c02初始化

27、開 始 (存數(shù)據(jù)流程圖) （讀數(shù)據(jù)流程圖） 第五章 系統(tǒng)的安裝及調(diào)試 定時打鈴器是硬件電路與軟件高度結(jié)合的小型系統(tǒng)，是通過c語言編寫的程序控制單片機、hd7279鍵盤顯示模塊、掉電保護電路、打鈴電路幾大硬件部分而實功能的。硬件電路的連接圖如下圖所示： 各模塊與單片機的連接如下表所示： 其中還需將+5v及+12v電源的接地線連接在一起。此次設(shè)計的調(diào)試過程主要有硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩大部分。5.1 硬件調(diào)試 由于本次硬件部分的設(shè)計是按模塊化進行的，因此對硬件部分地調(diào)試也根據(jù)從部分到整體的原則進行調(diào)試，主要有：單片機最小系統(tǒng)的調(diào)試，鍵盤顯示電路的調(diào)試，打鈴電路的調(diào)試，掉電保護電路的調(diào)試。 at89c5

28、1構(gòu)成的單片機最小系統(tǒng)和hd72279為核心的鍵盤顯示電路集成在開發(fā)板中，如下圖所示： 因此在調(diào)試的過程中元件之間的連接未出現(xiàn)連接不通等問題，但是需注意的是，由于種種操作不當(dāng)或者程序的錯誤，很容易造成短路芯片發(fā)熱燒壞等現(xiàn)象，應(yīng)先檢查芯片的供電電源是否是+5v，在未寫入程序的時候檢查i/o口的電壓是否正常，檢查復(fù)位鍵的按下前后復(fù)位引腳的電壓是否正常，檢查晶振電路在復(fù)位狀態(tài)下晶振引腳是否是高電平判斷晶振是否完好無缺，進而繼續(xù)進行其他調(diào)試實驗。 打鈴電路和掉電保護如下圖所示 打鈴電路由繼電器、74ls04反向器，蜂鳴器，電阻，9013三極管組成，檢查元件的完好性后進行焊接，對該模塊調(diào)試時，先用萬用表

29、檢測是否有斷點、短路等問題，避免對元器件造成損壞，特別是繼電器極易因電壓不合適而燒壞，接通電源后測量各點的電壓，判斷是否符合理論的計算與分析。三極管有c b e 三極，電壓電流過大會造成損壞，繼電器圖如下： 繼電器有+5v、+12v兩個電源提供，正確接入才能正常工作。at24c02芯片是可擦除的eprom，能存儲數(shù)據(jù)，供電電壓為+5v，調(diào)試時先檢測該部分電路連接是否正確，再上電檢測各點電壓是否正常。正確連接電路各模塊觀擦進行整體調(diào)試，排除整個硬件系統(tǒng)的問題，如下圖： 經(jīng)過根據(jù)部分到整體的調(diào)試原則進行硬件調(diào)試過程，排除了很多問題。在用部分程序?qū)Σ糠蛛娐愤M行測試時發(fā)現(xiàn)打鈴部分不響鈴，經(jīng)多次排查發(fā)現(xiàn)

30、：三極管導(dǎo)通電壓為達到，此時合理調(diào)整電阻的值；繼電器與蜂鳴器也易燒毀。存儲電路數(shù)據(jù)未能正確存儲，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，外部電路與單片機p口的連接接觸不良，同時程序也存在一定的問題。總之，硬件調(diào)試需要很大的耐心與正確的調(diào)試方法及正確的操作方法才能使系統(tǒng)漸漸實現(xiàn)所需的功能。5.2 軟件調(diào)試 由c語言編寫的程序具有可讀性強、可移植性好的特點。本次設(shè)計軟件部分主要由：主程序、鍵盤掃描子程序、顯示子程序、定時中斷子程序、數(shù)據(jù)存取子程序組成。軟件調(diào)試同樣采用部分到整體的原則結(jié)合已經(jīng)調(diào)試好的硬件部分進行綜合調(diào)試，完善系統(tǒng)的功能，解決細節(jié)性瑕疵。 首先針對主程序，根據(jù)程序設(shè)計思路，主程序流程圖，對程序進行編譯修正錯誤，

31、合理的設(shè)置并跟蹤變量值的變化；其次移植入鍵盤掃描子程序，顯示子程序，中斷服務(wù)子程序，合理的調(diào)試協(xié)調(diào)解決程序報錯之處，此時連接好硬件電路，觀察現(xiàn)象，鍵盤部分按鍵的使用及數(shù)碼管顯示是否符合程序設(shè)計初衷，時鐘及定時時間的設(shè)置是否實現(xiàn)預(yù)期現(xiàn)象；最后添加數(shù)據(jù)存取子程序，修正錯誤，根據(jù)程序流程圖排除程序錯誤，檢測掉電保護功能，做合理的調(diào)整及調(diào)試，使程序條理清晰，實現(xiàn)系統(tǒng)的定時打鈴功能。最終調(diào)試結(jié)果如下圖： （到達定時點打鈴圖） （斷電保存數(shù)據(jù)圖） （上電恢復(fù)定時點數(shù)據(jù)圖）軟件調(diào)試過程難度遠大于硬件的調(diào)試，期間遇到很多復(fù)雜的問題，比如響鈴一分鐘未能精確實現(xiàn)，經(jīng)排查，由于程序過長，響鈴過程執(zhí)行其他子程序或者循

32、環(huán)程序帶來很大的時間上的誤差，需通過對變量值的修改來進行調(diào)整；程序必須嚴格根據(jù)硬件的特點（時序圖、與單片機的連接等）來編寫，否則數(shù)據(jù)不能正確的傳輸，比如掉電保護功能對應(yīng)的子程序，由于保存數(shù)據(jù)地址的設(shè)置不合理，上電時不能正確的恢復(fù)個定時點保存的數(shù)據(jù)。經(jīng)過對程序的不斷地調(diào)整與修改，對硬件電路的測試與元件的更換，及軟件結(jié)合硬件電路的綜合調(diào)試，終于實現(xiàn)了帶有掉電保護功能的定時打鈴電路。 第六章 總結(jié)與展望6.1 總結(jié) 本次設(shè)計通過對硬件電路的設(shè)計、軟件的編寫及系統(tǒng)的綜合調(diào)試，和對相關(guān)資料的查閱與學(xué)習(xí)，更加熟練的掌握了單片機最小系統(tǒng)、hd7279、at24c02等芯片的工作原理及使用方法，基本上完成了設(shè)

33、計要求所需實現(xiàn)的功能，具體實現(xiàn)的功能如下： （1）可顯示時鐘，且時鐘格式為：*。 （2）可任意設(shè)置時鐘到達定時控制，定時點可設(shè)置4個。 （3）定時時間到，打鈴一分鐘，打鈴結(jié)束后自動關(guān)閉打。 （4）具有掉電保護功能，上電后能自動恢復(fù)上一次設(shè)定的定時時間點的信息。 本次設(shè)計通過單片機對各模塊的控制，實現(xiàn)了定時打鈴的功能，同時附加了掉電保護功能，能對設(shè)定信息進行存取操作，本次設(shè)計取得了巨大的成功。 與此同時，本次設(shè)計也給自我?guī)砹司薮蟮氖斋@，不僅是理論知識的鞏固運用與實踐經(jīng)驗的增長，更加體會到未來工作中嚴謹求實、認真仔細、堅持不懈的工作態(tài)度的重要性。可以說，本次設(shè)計讓自我心靈帶有了一次質(zhì)的提升的過程

34、。6.2 展望本次課程設(shè)計雖完美的實現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo)，但仍然有很多不足之處需要改進，比如： （1）按鍵設(shè)置太多，對矩陣鍵盤按鍵資源造成浪費，不利于功能的擴充。 （2）程序過于壟長，重復(fù)性語句較多，未合理的綜合利用子程序。 （3）定時精度不高，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定因素很多，實際應(yīng)用還有很多步驟需進行。 雖然本系統(tǒng)有諸如此類不足之處需要改進，但該系統(tǒng)在未來仍然具有很大的參考價值，作為實踐應(yīng)用的雛形，在各種形式的定時打鈴系統(tǒng)或者更高級龐大的儀器中可充當(dāng)不可或缺的模塊，為實現(xiàn)重要功能做貢獻。 總之，定時打鈴器凝聚了無數(shù)辛苦付出的淚水與汗水，科技之路永遠不會停滯，該設(shè)計成果能否得到真正的實際運用，路途還很遙遠，仍

35、需不斷地努力付出。 參考文獻1 張友德、趙志英、涂時亮.單片微型機原理、應(yīng)用與實驗.上海.復(fù)旦大學(xué)出版社，2008年5月. 2 吳開志、陳黎娟、鄧謙、任愛山.單片機技術(shù)及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書.南昌.南昌航空出版社，2008年.3 吳清繡.微型計算機原理及接口技術(shù).北京.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2004年.4 吳向軍.匯編語言程序設(shè)計.北京.高等教育出版社，2001年. 5 譚浩強編著c程序設(shè)計(第二版)北京清華大學(xué)出版社，1999126郭天祥編著 51單片機c語言教程 北京 電子工業(yè)出版社，2009127張先庭、項英、王忠單片機原理、接口與c51應(yīng)用程序設(shè)計國防工業(yè)出版社 2011 12 附錄一程序清單：#include typedef unsigned