基于單片機(jī)的多功能電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)

表2 DS1302的日歷、時(shí)間寄存器

圖5 DS18B20溫度采集

顯示模塊的設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)采用的是LED動(dòng)態(tài)顯示方式，由于PROTEUS內(nèi)沒(méi)有LED，故用LCD代替LED進(jìn)行仿真，與主控制芯片AT89C52相連。如圖6所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

圖6 LED動(dòng)態(tài)掃描顯示

圖7 主程序流程圖

主程序流程框圖

Keil C與Proteus的聯(lián)調(diào)與測(cè)試結(jié)果

Proteus7.6是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路(如LCD，RAM，ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件等)，使用Proteus7.6和Keil C可以像使用仿真器一樣調(diào)試程序。

Proteus的工作過(guò)程

運(yùn)行Proteus的ISIS程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面如圖8所示。在工作前，要設(shè)置view菜單下的捕捉對(duì)齊和system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過(guò)工具欄中的p(從庫(kù)中選擇元件命令)命令，在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置、元件參數(shù)設(shè)置、元器件間連線、編寫(xiě)程序;在source菜單的Define code generation tools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目;在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序;通過(guò)debug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。

圖8 Proteus的啟動(dòng)界面

Proteus軟件所提供的調(diào)試手段

Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試，Proteus提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。

軟件和硬件結(jié)合的應(yīng)用系統(tǒng)

軟件和硬件的結(jié)合，就是一個(gè)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)了。在這一階段，硬件電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)不是最為關(guān)鍵的了，而軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行才是實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。因此可以以建議性的意見(jiàn)給出具體的硬件電路，并提出該電路所需要完成的具體工作，進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試。

Keil C的介紹

keil C的運(yùn)行界面

運(yùn)行Keil C后的運(yùn)行界面如圖9所示。

圖9 keil C的運(yùn)行界面

Keil C與proteus聯(lián)調(diào)測(cè)試

1、安裝keil與proteus7.6;

2、打開(kāi)proteus，畫(huà)出相應(yīng)電路。在proteus的tools菜單中選中use remote debug monitor;

3、在keil中編寫(xiě)MCU的程序;

4、進(jìn)入keil的project菜單option for target '工程名'。在DEBUG選項(xiàng)中右欄上部的下拉菜選中Proteus VSM Monitor-51 Driver;

5、在keil中進(jìn)行debug，同時(shí)在proteus中查看直觀的結(jié)果，LCD顯示;

6、把keil里的文件編譯后輸出hex的文件，在proteus中把單片機(jī)的加載程序文件換成keil中的hex文件，然后運(yùn)行。

運(yùn)行結(jié)果

結(jié)果顯示

由圖1整體電路框圖可知，LED顯示結(jié)果，如圖10所示。

圖10 結(jié)果顯示

調(diào)節(jié)顯示

日期和時(shí)間的修改由4個(gè)按鍵構(gòu)成。鍵P0為調(diào)節(jié);P2^0，模式切換鍵(向左移)向左移;鍵P2^1，加法按鈕;鍵P2^2，減法按鈕;鍵P2^3，立刻跳出調(diào)整模式按鈕。

按動(dòng)PO時(shí)秒閃爍進(jìn)入調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖11所示。

按動(dòng)P2^0向左移，對(duì)分進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖12所示。

按動(dòng)P2^1向左移，對(duì)時(shí)進(jìn)行加調(diào)節(jié)，如圖13所示。

圖11 秒調(diào)節(jié)

圖12 分調(diào)節(jié)

圖13 時(shí)加調(diào)節(jié)

圖14所示，是未調(diào)之前的顯示，按動(dòng)P2^2向左移，對(duì)年進(jìn)行減調(diào)節(jié)，如圖15所示

按動(dòng)P2^3向左移，退出調(diào)節(jié)恢復(fù)如圖16所示。

圖14 未調(diào)之前顯示

圖15 年減調(diào)節(jié)

圖16 退出調(diào)節(jié)系統(tǒng)

總結(jié)

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)多功能的電子萬(wàn)年歷。電路是由AT89S52單片機(jī)為控制核心，與時(shí)鐘芯片DS1302、溫度芯片DS18B20、按鍵、LED顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有3個(gè)獨(dú)立按鍵，根據(jù)使用者的需要可以隨時(shí)對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)、選擇時(shí)間、溫度顯示等，綜上所述此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。