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口线变为低电平,当CPU查询到为低电平的I/O口线时,就可以判别出与其对应的键处于释放状态.行列式键盘
将I/O口线的一部分作为行线,另一部分作为行线,按键设置在行线的交叉点上.CPU通过其电平的高低来判别键是否被按下.但每根线上接有4个按键,任何键按下都有可能使其电平变低,到底是哪个键按下呢这是采用了"时分复用"的方法,即在一个查询周期里把时间分为4个间隔,每个时间间隔对应一个键,在哪个时间间隔查到低电平,则代表是与之相对应的键被按下.时间间隔的划分是通过列线P1.4～P1.7来实现的.
依次使列线P1.4～P1.7中的一根输出为低电平,则只有与之对应的键按下时,才能使行线为低电平,此时其他列线都输出高电平,与它们对应的键按下,不能使行线电平变低,所以就实现了行线的时分复用.
由于行列式键盘的按键数量比较多,为了使程序简洁,一般在键处理程序中,给予每个键一个键号,由从列线I/O口输出的数据和从行线I/O口读入的数据得到按键的键号,然后由该键号通过散转表进入各按键的服务程序.
2.设置电路介绍
设置电路的功能主要是把时间和日期设置到当前的时间,可以在系统运行中进行.用4个独立式按键完成,分别接到单片机P1口的高4位.第1个按钮表示是否进行设置,按下时表示设置,并且每按一次,在显示器上分别在年,月,日等日期时间上跳转,表示对相应的项进行更改,第2个按钮按下表示对第1个按钮选中的项进行加1操作,第3个按钮按下表示进行减1操作,第4个按钮按下表示停止设置.只有在第1个按钮按时才可进行加减操作.其电路如图3所示.其中电容的作用是消除按键的抖动,也可用双稳态触发器去除按键时的抖动,同时为了提高可靠性,硬件去抖动的同时,还可以用软件去抖动的方法.
第三章系统软件设计
3.1软件设计总述
系统软件设计主要包括主程序设计,日期数据采集子模块程序设计,按键处理子模块程序设计和显示子模块程序设计等.主程序主要完成器件的初始化,并判断有无按键按下,并根据判断的结果调用相应的子模块程序,日期数据采集子模块程序完成相应的数据采集,处理和保存,按键处理子模块程序完成日期
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程序流程图
3.2程序模块介绍
3.2.1显示模块
1.LCD1602的指令
液晶程序
4.子程序流程图
3.2.2
1.编程思想
DS1302所进行的一切工作必须先由CPU向DS1302发送命令字节,命令字节格式如图3所示.各位定义如下:命令字节的最高位7必须为"1",否则禁止对DS1302进行操作.第6位是时钟/日历或RAM选择位,如它为"1,,可对内部RAM读写,如它为"0"可对时钟/日历操作.此处所谓日历型数据即数据格式为压缩型BCD码,且数值必须在它的定义域内,例如,"月份"的定义域为1～12,"秒"的定义域为0～59等等.所谓RAM型数据即指一般16进制数据.位5至位1为DS1302内部寄存器地址.DS1302有单字节和多字节两种读,写方式.所谓单字节读,写方式即每次只能从DS1302中读,写1字节数据.所谓多字节读,写方式则每次可从DS1302中连续读,写若干字节数据.当位5至位1各位均为"1"时,DSI302为多字节读,写方式.最低位0为"0"表示写操作,否则为读操作.命令字节的传输都是从最低位开始.
DS1302有12个寄存器,其中有7个寄存器与日历,时钟相关,存放的数据位为BCD码形式,其日历,时间寄存器及其控制字见表
出现的问题
⑴键的消抖
理想的按键信号是方波形,是一个标准的负脉冲,但实际情况并非如此.按下和释放都需要经过一个过程才能达到稳定,这一过程是处于高低电平之间的一种不稳定状态,称为抖动.抖动持续时间的长短,频率的高低与按键的机械特性及人的操作有关,一般在5~10ms之间.这就有可能造成CPU对一次按键过程做多次处理.为了避免这种情况的发生,应采取措施消除抖动.消除抖动的方法有两种,一种是采取硬件来实现,如用滤波器电路,双稳态电路等.
⑵一键一操作
一键一操作的原理就是当按键按下再弹起时才会有数据传送给主控制器,所以在程序中要有指令,否则会引起误操作,从而成为一键几操作的现象.
第四章调试
系统调试包括硬件调试和软件调试.硬件调试的任务是排除系统的硬件电路故障,包括设计性错误和工艺性故障.软件调试是利用开发工具进行在线仿真调试,处发现和解决程序错误外,也可以发现硬件故障.
4.1硬件调试
单片机应用系统的硬件调试和软件调试十分不开的,许多硬件故障时在调试软件时发现的,但通常是先排除系统中明显的硬件故障后,在和软件结合起来调试.
常见的硬件故障
①逻辑错误.样机硬件的逻辑错误是由于设计错误或加工过程中的工艺性错误所造成的,包括错线,开路和短路等几种,其中短路是最常见的故障.当某一元件虚焊或短路时电路都无法调试成功.
②元器件失效.元器件失效的原因有两个方面:一是器件本身已经损坏或性能不符合要求,二是由于组装错误造成的元器件失效,如电解电容,二极管的极性错误或集成块安装方向错误等.
③可靠性差.引起系统不可靠的因素很多,如接插件接触不良会造成系统时好时坏,内部和外部的干扰,电源纹波系数过大或器件负载过大等造成逻辑电平不稳定,另外走线和布局不合理等会引起系统的可靠性差.
④电源故障.若样机中存在电源故障,则加点后将造成器件损坏.电源故障包括电压值不符合设计要求,电源引出线和插座不对应,电源功率不足和负载能力差等.
硬件调试方法
①联机调试.通过脱机调试可排除一些明显的硬件故障,有些硬件故障需要通过联机调试才能发现和排除.通电后,执行读写指令,对用户样机的存储器,I/O端口进行读写和逻辑检查等操作,用示波器等设备观察波形(如输出波形,读/写控制信号,地址数据波形和有关控制电平),通过波形的观察分析,发现和排除故障.
②脱机调试.脱机调试实在样机加电之前,先用万用表等工具,根据硬件电气原理图和装配图,仔细检查样机线路的正确性,并核对元器件的型号,规格和安装是否符合要求.
特别注意电源的走线,防止电源之间的短路和极性错误,重点检查系统的总线或其他信号线之间是否存在相互的短路.
样机所用的电源,事先必须单独调试后才能加到系统中.在不差芯片的情况下,加电检查各插件上引脚的电位是否正常,仔细测量各点电位是否正常,尤其应注意单片机插座上的各点电位是否正常.
4.2软件调试
软件调试方法与选用的软件结构和程序设计技术有关.如果采用模块设计技术,则逐个模块调好以后,再进行系统程序总调试.
对于模块结构程序,要对子程序逐个进行调试.调试子程序是,一定要符合入口条件和出口条件,调试手段可采用单步运行方式和断点运行方式,通过检查用户系统CPU的现场,RAM的内容和I/O口的状态,检测程序执行结果是符合设计要求.通过检测可以发现程序中的死循环错误,机器码错误和转移地址的错误,同时也可以发现用户系统中的硬件故障,软件算法和硬件设计错误,在调试过程中不断调整用户系统的软件和硬件,完成每个程序模块的调试.
每个程序模块通过后,可以联合各功能模块进行整体程序综合调试.在这一阶段如果发生故障,可以分析子程序在运行时是否破坏现场,缓冲单元是否发生冲突,零位的建立和清除在设计上是否失误,堆栈区域是否溢出或输入设备的状态是否正常等.若用户系统是在开发系统的监控程序下运行,还要考虑用户缓冲单元是否和监控程序的工作单元发生冲突.
单步运行只能验证程序正确与否,而不能确定定时精度,CPU的实时响应等问题,所以单步和断点调试后,还应进行连续调试.除了观察稳定性之外,还要观察用户系统的操作是否符合原始设计要求,以及安排的用户操作是够合理等,必要时还要做适当修正.
DS1302与微处理器进行数据交换时,首先由微处理器向电路发送命令字节,命令字节最高位MSB(D7)必须为逻辑1,如果D7等于0,则禁止写DS1302,即写保护,D6等于0,指定时钟数据,D6等于1,指定RAM数据,D5～D1指定输入或输出的特定寄存器,最低位LSB(D0)为逻辑0,指定写操作(输
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