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，已經(jīng)成為廣大電子設(shè)計工程師或相關(guān)領(lǐng)域設(shè)計者關(guān)注的熱點。

2.電子鐘功能介紹

電子時鐘基本功能要求：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，則一次分別對鬧鐘開關(guān)，及鬧鐘時、分、秒，時間時、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 計時方案

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

2.2 鍵盤/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LCD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口外接兩個按鍵K1、K2、K3、K4構(gòu)成鍵盤電路。

2.3 電子時鐘的原理

一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器、校時電路、報時電路和振蕩器組成。主電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進(jìn)制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖。“時計數(shù)器”采用24進(jìn)制計時器，可實現(xiàn)對一天24小時的累計。電子時鐘由89C52，1601液晶等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路。電路中唯一的一個控制鍵K1進(jìn)入中斷模式的功能；再按下K3設(shè)置鍵，依次可以實現(xiàn)對鬧鐘開關(guān)，時間的時、分、秒，鬧鐘設(shè)定的時、分、秒位置的設(shè)定；再按下K4調(diào)節(jié)鍵可以實現(xiàn)對鬧鐘開關(guān)，時間的時、分、秒，鬧鐘設(shè)定的時、分、秒的加一調(diào)節(jié)。

2.4 鍵盤電路設(shè)計

該設(shè)計只用了一個鍵盤，但實現(xiàn)的功能卻比較完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵盤可以實現(xiàn)小時和分鐘的調(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，可以實現(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，則可以通過按鍵實現(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，則可實現(xiàn)小時的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時加一，達(dá)到時間調(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； }

鍵掃描程序說明：開始，進(jìn)行按鍵判斷是否有鍵按下，是的情況下，延時一段時間，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。

通過應(yīng)用KeiluVision3設(shè)計完成軟件編寫調(diào)試，就可以實現(xiàn)89c52驅(qū)動LCD 1601A電子鐘的軟件設(shè)計部分，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，則一次分別對鬧鐘開關(guān)，及鬧鐘時、分、秒，時間時、分、秒加一，再按K3退出調(diào)整狀態(tài)，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

由于時間是通過軟件來編寫，單片機(jī)運(yùn)行來控制的，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)電子時鐘相比，在這方面存在不足。

[1]吳金戎，沈慶陽，郭庭吉.8051單片機(jī)實踐與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[2]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語言教程——入門，提高，開發(fā)，拓展全攻略[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[3]韓廣興.電子元器件與實用電路基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[4]戴勝華.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：北京交通大學(xué)出出版社，2005.