摘要：設計了乙個微控制器控制打鈴系統。以微控制器at89s52為控制核心，控制時鐘晶元ds12887的讀寫，實現打鈴功能以及液晶輸出時間,年月日資訊，擴充套件了紅外遙控修改時間、作息時間表等功能.
關鍵字：微控制器，時鐘晶元，紅外遙控，液晶，打鈴系統
1． 系統設計方案與論證3
2．1設計要求3
2．2系統設計總體方案3
2 系統的硬體設計與實現4
2．1．1時鐘晶元ds12887效能簡介4
2．1．2時鐘晶元讀寫時序6
2．1．3 時間暫存器位址6
2．1．4 特殊控制暫存器功能7
2．2．1 液晶syb12864介紹8
2．2．2 液晶與微控制器的介面8
2．2．3 液晶寫操作時序9
2．3．1 紅外傳送與接收10
2．3．2 遙控碼資料分析10
2．3．3 接收電路11
2．4．1電源部分電路圖11
3．程式設計12
3． 主程式流程圖12
３．2 按鍵識別13
3．3 課表計算13
3．4 遙控解碼14
4．系統測試與總結16
附錄1 主要元器件清單17
附錄2 程式清單18
附錄3 原理圖與印製板圖35
附錄4 系統使用說明36
附錄5 系統實物**37
1．系統設計方案與比較
１．１ 設計要求
一、時鐘功能：能顯示年、月、日、星期、時、分、秒
二、調整功能：能校正年份、日期、時間等
三、打鈴功能：按指定時間表****、現場修改作息時間表
四、設定的作息時間表資料在微控制器掉電後不會丟失
１．2系統設計總體方案
根據設計要求實現的功能,可以採用不同的設計系統方案如下：
方案一：採用微控制器自帶定時器進行計時，外加儲存器儲存課表資料，普通鍵盤輸入。
由於微控制器進行軟體計時，硬體成本比較低，但是誤差比較大，需要校準，日後的維護
工作量比較大。可用廉價的at24c04等儲存器儲存資料，讀寫比較容易。對於普通的獨鍵盤，設定量比較大，改用矩陣鍵盤又會占用較大的電路板空間。
方案二：採用實時時鐘晶元計時，紅外資料輸入。
時鐘晶元常見的有美信公司的ds1302、ds12887等．前者與後者的最大區別在於有沒有自帶的備份電池。前者需要增加額外的電池以及相關的充電電路，後者ds12887本身已經整合了鋰電池，而且掉電後相當長一段時間還可以正常走時，最重要的是它還剩下節的非易失ram，由於有備份電池供電，相當於乙個儲存器，可以充分利用，而不需要增加另外的儲存器，減少了外圍電路。電視紅外遙控比較常見，只要解碼出來，可以充分利用面板上的多個數字鍵，接收電路也相當簡單，另外由於是非接觸式按鍵，避免了普通機械按鍵的磨損弊端。
故本設計選用第二種方案．總體方框圖如下：
２．系統的硬體設計與實現
２．1時鐘晶元ds12887效能簡介
２．1．1 時鐘晶元特點功能簡介及引腳分布如圖
２．1．2讀寫時序
２．1．3時間暫存器位址
值得注意的是上表中最後的暫存器位址0eh--7fh，這裡就是剩餘的節ram，在本設計中實際使用的是10h—13h四個位元組，用於儲存課表上午和下午的起始資料。
2．1．4 特殊控制暫存器功能
2．2液晶顯示塊部分電路
2．2．1液晶syb12864功能與技術引數簡介
syb12864是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅動器/ 列驅動器及128×64全點陣液晶顯示器組成.可完成圖形顯示,內建漢字型檔，可以顯示8×4個(16×16點陣)漢字.
主要技術引數和效能:
1.電源:vdd:+5v；lcd外接驅動電壓為 3.0∽8.0v
2.顯示內容:128(列)×64(行)點
3.全螢幕點陣
4.七種指令
5.與cpu介面採用8位資料匯流排並行輸入輸出和8條控制線.
2．2．2液晶與微控制器介面
外部介面訊號如下表所示：
資料線d0~d7與微控制器p0口相連，完成資料傳送。微控制器p1.0與液晶rs相連,控制顯示資料和顯示指令資料.
微控制器p1.1與液晶rw相連,控制資料讀寫. 微控制器p1.
2與液晶e相連，液晶rest與電源相連,控制液晶復位訊號。18腳是液晶背光驅動端，通過限流可變電阻調節對比度，由於經過試驗測量可變電阻大概是16k，為了方便電路布局，用15k的固定電阻。
液晶與微控制器介面圖
2．2．3液晶寫操作時序
寫操作時序
r/w為低電平，cs為低電平寫入指令，
r/w為低電平，cs為高電平寫入資料
2．3紅外遙控
2．3．1 傳送與接收
通用紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成。應用編/解碼專用積體電路晶元來進行控制操作，如圖所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調製、led 紅外傳送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。
2．3．2 遙控碼資料分析
遙控發射器專用晶元很多，這裡我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，以東芝公司的tc9012組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下後，即有遙控碼發出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特徵：
採用脈寬調變的序列碼，以脈寬為 0.565ms、間隔0.56ms、週期為1.
125ms 的組合表示二進位制的「0」；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、週期為2.
25ms 的組合表示二進位制的「1」，其波形如圖所示。
遙控碼的「0」和「1」
上述「0」和「1」組成的32位二進位製碼經38khz的載頻進行二次調製，然後再通過紅外發射二極體產生紅外線向空間發射。一般電視遙控器的遙控編碼是連續的32位二進位製碼組，其中前16位為使用者識別碼，能區別不同的紅外遙控裝置，防止不同機種遙控碼互相干擾。後16位為8位的操作碼和8位的操作反碼，用於核對資料是否接收準確。
根據紅外編碼的格式，傳送資料前需要先傳送4.5ms的起始碼和4.5ms的結果碼作為引導碼。
遙控序列資料編碼波形如下圖所示：
2．3．3接收電路
接收電路較為簡單，採用一體化接收頭hs0038，濾波電容在這裡可以減少電源帶來的干擾。如圖：
2．4電源
2．3．3接收電路
2．4．1電源部分電路圖
為達到提供穩定5v供電電壓，變壓器採用了玩具車電池充電介面卡，由於此電源只包含了全波整流電路，在此加上濾波電路和穩壓電路，如圖。
3．系統的軟體設計
3．1主程式流程圖
主程式流程圖：
3．2按鍵識別
為了輸入簡單，用數字鍵直接輸入要設定的數字，而且沒有另外設定專門的游標移位鍵，即輸入乙個數字後自動換到乙個位置，如果有現成的不需要修改的數字，可以直接按任意非數字鍵跳過。
由於進行年月日等資料的儲存時是以兩個鍵為乙個單位（比如23），由此將產生乙個問題，怎樣儲存無效的鍵值，即如果第乙個鍵是無效鍵或者第二個鍵是無效鍵，這個資料怎麼儲存。
具體解決辦法如下：
從遙控按鍵解碼結果可知，鍵值和數字鍵的數字對應關係為：
如果鍵值小於9（0x09），按鍵數字就是鍵值加上1，而鍵值9對應按鍵「0」。
所以兩個按鍵的要分九種情況，第乙個按鍵有三種情況，無效鍵，1~9鍵，0鍵，第二個鍵也有三種情況，考慮到第二個鍵有可能是無效鍵，所以按第乙個鍵（十位）時候要儲存個位數字，具體賦值如下：（以年為例，year0，year1，year2分別是原值、第一次按鍵後賦值、第二次按鍵後賦值）
第乙個按鍵後賦值如下表：
第二個按鍵後賦值如下表：
事實上第二個鍵是無效鍵的情況在剛開始已經考慮，所以鍵值不變，可以不做處理。
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