李慶江

(菏澤學(xué)院教務(wù)處，山東 菏澤 274000)

1.引言

單片機(jī)早已廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，尤其在智能儀表類中的應(yīng)用更是如此，不僅引起了產(chǎn)品本身的變革，也深深地影響了設(shè)計(jì)理念的變革。智能儀表作為一種智能系統(tǒng)，其核心在于單片機(jī)?；趩纹瑱C(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為廣大電子設(shè)計(jì)工程師或相關(guān)領(lǐng)域設(shè)計(jì)者關(guān)注的熱點(diǎn)。

2.電子鐘功能介紹

電子時(shí)鐘基本功能要求：可調(diào)整運(yùn)行的電子鐘具有兩種工作狀態(tài)：（1）運(yùn)行狀態(tài)：在此狀態(tài)下，按K3、K4鍵均無(wú)效，按 K1、K2鍵有效，按下 K1鍵后，進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)；（2）調(diào)整狀態(tài)：按K1鍵進(jìn)入，在此狀態(tài)下，按K3、K4鍵均有效。按下K3鍵，可調(diào)整要調(diào)節(jié)的數(shù)字的位置狀態(tài)；按下K4鍵，則一次分別對(duì)鬧鐘開(kāi)關(guān)，及鬧鐘時(shí)、分、秒，時(shí)間時(shí)、分、秒加一，再按K3退出調(diào)整狀態(tài)，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

2.1 計(jì)時(shí)方案

利用AT89S52單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，且能使讀者在定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面得到鍛煉與提高，對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而對(duì)學(xué)好單片機(jī)技術(shù)這門(mén)課程起到一定的作用。

2.2 鍵盤(pán)/顯示方案

AT89S52的P0口和P2口外接由LCD 1601A構(gòu)成的顯示器，用P0口作為L(zhǎng)CD的數(shù)據(jù)口，P2的P2.4、P2.5、P2.6口作為 LCD的控制口，P3.2、P3.3、P2.0、P2.2口外接兩個(gè)按鍵K1、K2、K3、K4構(gòu)成鍵盤(pán)電路。

2.3 電子時(shí)鐘的原理

一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路和振蕩器組成。主電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的累計(jì)。電子時(shí)鐘由89C52，1601液晶等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路。電路中唯一的一個(gè)控制鍵K1進(jìn)入中斷模式的功能；再按下K3設(shè)置鍵，依次可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鬧鐘開(kāi)關(guān)，時(shí)間的時(shí)、分、秒，鬧鐘設(shè)定的時(shí)、分、秒位置的設(shè)定；再按下K4調(diào)節(jié)鍵可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鬧鐘開(kāi)關(guān)，時(shí)間的時(shí)、分、秒，鬧鐘設(shè)定的時(shí)、分、秒的加一調(diào)節(jié)。

2.4 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)只用了一個(gè)鍵盤(pán)，但實(shí)現(xiàn)的功能卻比較完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)小時(shí)和分鐘的調(diào)節(jié)以及控制是否進(jìn)入省電模式。當(dāng)按鍵按下又松開(kāi)，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達(dá)到省電的目的；直接按下不松開(kāi)，則可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，則可實(shí)現(xiàn)小時(shí)的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時(shí)加一，達(dá)到時(shí)間調(diào)節(jié)的目的。

具體按鍵掃描模塊代碼如下：

unsigned char scan_key()

{skey=0x00； skey|=PRE； skey=skey<<1；skey|=SET； return skey；}

void int0()interrupt0

{TR0=0； IE=0； lcd_wcmd(0x0e)；alarm=1；

update_disbuf(0x50，"alarm："，armhour，armmin，armsec)；

pro_display()；lcd_pos(0x07)；flag=0；vkey=0x03；

while(flag^0x07){skey=scan_key()；if(skey^vkey){delay(10)；skey=scan_key()；if(skey^vkey){vkey=skey；if(skey==0x01){flag++；switch(flag){flag++；case1：lcd_pos(0x41)；breakcase2：lcd_pos(0x44)；break；case 3：lcd_pos(0x47)；break；case4：update_disbuf(0x50，"time："，hour，min，sec)；pro_display()；lcd_pos(0x41)；break；case5：lcd_pos(0x44)；break；case 6：lcd_pos(0x47)；break；default：break；}}if(skey==0x02){pro_key()；}}}lcd_wcmd(0x0c)；lcd_wcmd(0x01)；IE=0x8f；TR0=1； }

鍵掃描程序說(shuō)明：開(kāi)始，進(jìn)行按鍵判斷是否有鍵按下，是的情況下，延時(shí)一段時(shí)間，繼續(xù)判斷此按鍵是否按下，是的話，保存鍵值及相應(yīng)處理程序，結(jié)束。

通過(guò)應(yīng)用KeiluVision3設(shè)計(jì)完成軟件編寫(xiě)調(diào)試，就可以實(shí)現(xiàn)89c52驅(qū)動(dòng)LCD 1601A電子鐘的軟件設(shè)計(jì)部分，并生成hex文件。再用usb轉(zhuǎn)ttl數(shù)據(jù)線把程序?qū)懙?9C51，使其具有顯示、調(diào)節(jié)、鬧鐘等功能。如進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)，按K1鍵進(jìn)入。在此狀態(tài)下，按K3、K4鍵均有效。如按下K3鍵，調(diào)整要調(diào)節(jié)的數(shù)字的位置狀態(tài)；按下K4鍵，則一次分別對(duì)鬧鐘開(kāi)關(guān)，及鬧鐘時(shí)、分、秒，時(shí)間時(shí)、分、秒加一，再按K3退出調(diào)整狀態(tài)，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

由于時(shí)間是通過(guò)軟件來(lái)編寫(xiě)，單片機(jī)運(yùn)行來(lái)控制的，而不是硬件控制的，在精度方面受單片機(jī)性能和程序的限制，故精度和效率可能不是太精確，不能和專由硬件控制的單片機(jī)電子時(shí)鐘相比，在這方面存在不足。

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