黑龍江科技學(xué)院 高 楊

前段時(shí)間做一個(gè)記錄天亮天黑時(shí)間的儀器，要求能存儲時(shí)間，并且時(shí)鐘要精度高，需要的時(shí)候可以上傳到電腦進(jìn)行分析處理。傳感器可以用光敏二極管和光敏三極管以及光敏電阻，考慮到易于調(diào)整最終選擇了使用光敏電阻。在數(shù)碼管的驅(qū)動上選擇了MAX7219芯片剛好驅(qū)動八位共陰極數(shù)碼管，因?yàn)槭诸^上只有三個(gè)按鍵，所以在按鍵的設(shè)計(jì)上，采用一鍵多能的設(shè)計(jì)方法，按鍵的功能分布如下：

K1：按動一次可以進(jìn)行小時(shí)的調(diào)整，且小時(shí)位閃爍給出提示，按動第二次可以對分鐘調(diào)整，同樣給出提示，按下第三次時(shí)候可以對秒進(jìn)行調(diào)整，秒位也閃爍一下進(jìn)行提示，第四次顯示傳感器讀數(shù)，第五次按下后進(jìn)入上傳和格式化內(nèi)部EEPROM的操作，并且都會給出提示。

K2：調(diào)整時(shí)間時(shí)候進(jìn)行加操作，上傳和格式化時(shí)候?yàn)樯蟼髦噶铈I。

K3：調(diào)整時(shí)間時(shí)候進(jìn)行減操作，上傳和格式化時(shí)候?yàn)楦袷交噶铈I。

由于手頭沒有時(shí)鐘芯片，又不想去買，就考慮如何用定時(shí)器做出高精度的計(jì)時(shí)器，在進(jìn)行stc的下載中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，顯示我單片機(jī)的晶振和標(biāo)稱相差很多，更換了幾個(gè)做測試，結(jié)果一樣，終于被我發(fā)現(xiàn)原來定時(shí)器不準(zhǔn)的最大原因在晶振本身是不準(zhǔn)的，現(xiàn)在我按照STC編程軟件提示的頻率設(shè)計(jì)中斷程序的定時(shí)器初始值，然后把中斷跳轉(zhuǎn)的指令消耗的時(shí)間考慮進(jìn)去，進(jìn)行了兩天的測量，盡然與我筆記本的時(shí)間誤差不到1s，獲得較為精準(zhǔn)的時(shí)間成功，這完全可以和普通的時(shí)鐘芯片相比了。

考慮到按鍵的延時(shí)函數(shù)，以前都是使用for循環(huán)那樣寫太老套了，在各種書上我們只能看到for循環(huán)和while循環(huán)的延時(shí)函數(shù)，這種軟件延時(shí)顯然不能有效的控制延時(shí)時(shí)間，于是我考慮在中斷里加上一個(gè)延時(shí)變量。這樣就可以更為精準(zhǔn)的控制延時(shí)了。而且會使目標(biāo)代碼更為短小。

以前沒有使用過STC的內(nèi)部EEPROM，由于要求能夠存儲足夠多的數(shù)據(jù)，需要能掉電保護(hù)的存儲器，查看了STC89C51的手冊發(fā)現(xiàn)竟然有4K的EEPROM可以使用，心里大喜，把手冊上提供的EEPROM讀寫和擦除操作代碼直接復(fù)制過來就行了。

傳感器選擇了光敏電阻，經(jīng)過萬用表的測量，電阻在光照較強(qiáng)的時(shí)候大約1K，在黑暗環(huán)境達(dá)到幾百K，于是選擇了手頭上的一枚10K的電阻進(jìn)行串聯(lián)匹配，用于分壓比較。因?yàn)檫@樣只需要測量定值電阻上的分壓比就行了，不用考慮電壓源的穩(wěn)定性。在AD轉(zhuǎn)換上采用ADC0832一片就OK，還多出來一個(gè)通道呢。

在通過電腦串口上傳數(shù)據(jù)時(shí)候發(fā)現(xiàn)每次上傳一位需要延時(shí)一下，給硬件足夠的反應(yīng)時(shí)間，要不接收會出錯(cuò)的，比如沒有收到全部數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)丟失，等等。

在判斷何時(shí)記錄時(shí)間時(shí)候，考慮到傳感器可能會出現(xiàn)數(shù)值震蕩或者不穩(wěn)定情況，那么我就通過設(shè)定緩沖區(qū)來解決這個(gè)問題。定義X1和X2作為觸發(fā)記錄的上下限，其中X1＜X2，且X1不等于X2，那么X1和X2直接的取值就作為了緩沖區(qū)了，當(dāng)傳感器讀數(shù)X在緩沖區(qū)和其任意邊界進(jìn)行跳變時(shí)候不進(jìn)行觸發(fā)，唯X1（或者X2）跨越緩沖區(qū)進(jìn)入X2（或者X1）時(shí)候觸發(fā)記錄程序，記錄下當(dāng)時(shí)的時(shí)間?？紤]到干擾發(fā)生，并進(jìn)行延時(shí)再判斷。

在EEPROM進(jìn)行寫的時(shí)候先查找空白區(qū)，在空白區(qū)進(jìn)行按組寫入，本程序只寫入了小時(shí)分鐘秒，如果擴(kuò)展可以加入月份和日期。擦除的時(shí)候逐個(gè)熄滅數(shù)碼管提示進(jìn)度。

其余的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)請參考程序注釋。

代碼如下：

Proteus仿真電路圖

以上就是全部代碼以及細(xì)節(jié)相關(guān)的注釋，希望大家找出其中不足之處或者可改進(jìn)的地方，與我進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。