簡析基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)論文
引言
定時(shí)器根據(jù)其發(fā)展歷程可以分為:一種是基于模擬技術(shù)的定時(shí)器，目前這種產(chǎn)品已經(jīng)退出市場中;另一種是基于數(shù)據(jù)技術(shù)的產(chǎn)品，其具有強(qiáng)大的產(chǎn)品功能，但是這種產(chǎn)品主要應(yīng)用于較大的設(shè)備中。隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器被越來越多的行業(yè)所應(yīng)用，因此本文通過單片機(jī)多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的分析，讓人們更加了解基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)體系。
1基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)需求
通過單片機(jī)多用途定時(shí)器可以在LED顯示器中顯示預(yù)定的時(shí)間以及當(dāng)前的時(shí)間，進(jìn)而讓人們可以清楚地知道定時(shí)器工作的狀態(tài)等。同時(shí)基于單片機(jī)多用途定時(shí)器所具有的報(bào)警功能也可以及時(shí)提醒人們，進(jìn)而為人們的生活、生產(chǎn)提供便利。當(dāng)單片機(jī)定時(shí)器達(dá)到預(yù)定的時(shí)間后，該系統(tǒng)就會發(fā)出警報(bào)，給人以提醒，因此單片機(jī)多用途定時(shí)器的便利性為設(shè)計(jì)該產(chǎn)品提供了廣泛的市場需求。
2單片機(jī)多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)原理
單片機(jī)多用途定時(shí)器主要采取了M SP430系列單片機(jī)、鍵盤、鐘芯片DS1302以及電源等電子模塊而實(shí)現(xiàn)的，由于其性價(jià)比比較高，因此其具有廣泛的市場應(yīng)用前景。結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)，該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理主要如下:
2.1 M SP430系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)
M SP430系列單片機(jī)主要包括CPU、存儲器以及外圍模塊等組成:CPU主要是用來處理程序指令，存儲系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)與程序，并且進(jìn)行位、字、字節(jié)的操作。外圍模塊主要是將單片機(jī)與外圍的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行鏈接，并且實(shí)現(xiàn)通道的采樣轉(zhuǎn)換。
2.2單片機(jī)多用途定時(shí)器的設(shè)計(jì)原理
該設(shè)計(jì)主要是將M SP430單片機(jī)的各個(gè)端口與時(shí)鐘電路、鍵盤電路以及顯示電路進(jìn)行連接，通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)與硬件電路的連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的定時(shí)、報(bào)警功能�？v觀整個(gè)單片機(jī)定時(shí)器設(shè)計(jì)過程，軟件系統(tǒng)中的中斷系統(tǒng)程序是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在預(yù)定設(shè)計(jì)好定時(shí)信息后要注意將各個(gè)端口的自動(dòng)中斷處理，鍵盤的程序設(shè)計(jì)主要是采取掃描法，通過判斷行與列的鍵盤輸入信號來確定鍵入數(shù)字。
3基于單片機(jī)的多用途定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)
3.1硬件設(shè)計(jì)
定時(shí)器的硬件設(shè)計(jì)主要包括:時(shí)鐘電路、M SP430單片機(jī)、顯示器以及鍵盤電路，其設(shè)計(jì)原理就是將單片機(jī)與各個(gè)硬件設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)電壓與電平之間的轉(zhuǎn)變，因此在電路設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮各個(gè)器件引腳的功能，對于重點(diǎn)電路可以先進(jìn)行理論探討后再進(jìn)行搭建。
在硬件設(shè)計(jì)中時(shí)鐘模塊是設(shè)計(jì)中比較復(fù)雜的，其主要是時(shí)鐘中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與RAM，利用串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，給電路提供實(shí)時(shí)的時(shí)間信息。時(shí)鐘操作可通過AM h'M指示采用12/24小時(shí)格式。用RES(復(fù)位),SCLK(串行時(shí)鐘)、功(數(shù)據(jù)線)、三個(gè)口線與單片機(jī)之間進(jìn)行同步串行通信。時(shí)鐘電路部分是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，電路搭建的正確與否直接關(guān)系著定時(shí)器時(shí)鐘系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行。
其次是鍵盤模塊主要采用掃描方式進(jìn)行。鍵盤的工作方式也是分為兩種，編程控制方和中斷控制方式，一般是采用矩陣式鍵盤設(shè)計(jì)。首先設(shè)置各個(gè)口線為輸入模式，通過中斷的方式或者軟件查詢的.方式，獲取信息，從而知道各個(gè)口線是否有鍵按下，如果有鍵按下，則口線端口為高電平，否則為低電平。在按下設(shè)置鍵對時(shí)間進(jìn)行調(diào)整之前可以通過+,一按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。掃描鍵盤一般由行和列組成，在鍵盤上的某條行線上輸入低電平，如果鍵盤中某個(gè)鍵被按下則某個(gè)列線變?yōu)榈碗娖健?/p>
3.2軟件設(shè)計(jì)
本文定時(shí)器的軟件設(shè)計(jì)，用于軟件程序的調(diào)試與仿真所使用的是TARSystem s公司開發(fā)的軟件，其包含C尤++編譯器和調(diào)試器的集成開發(fā)環(huán)境。結(jié)合本次的定時(shí)器產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要采取的是THREW 430軟件程序。首先，在程序編寫之前要打開TAR Em bedded W oxRbench，注意單擊菜單Pro鄉(xiāng)ct,Add fib test出現(xiàn)需要的加載源文件界面，選擇相應(yīng)的界面類型，編譯時(shí)注意對430單片機(jī)型號進(jìn)行選擇;其次，在程序運(yùn)行時(shí)要對DS1302進(jìn)行設(shè)置，并對D S 1302系統(tǒng)進(jìn)行初始化優(yōu)化，并將系統(tǒng)的時(shí)間設(shè)置為0。在確保上述程序完成后，再進(jìn)行時(shí)間上傳，進(jìn)而將有效的信息存儲在EPROM中，并且將其上傳給管理層，管理層在接收到相關(guān)知識后再進(jìn)行相應(yīng)的修改，最后顯示出具體的時(shí)間;最后，LED數(shù)碼管在顯示之前，要對串口的工作方式進(jìn)行設(shè)置，然后設(shè)置對應(yīng)的地址指針，然后選擇數(shù)段碼，通過傳送過來的脈沖來顯示。
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