一、設計內容：

本次設計使用stm8s實現簡單的萬年歷，主要功能是顯示時間、調時、設置鬧鈴。另外還添加了游戲輔助功能。

二、設計要求：

1、主控芯片使用stm8s

2、使用pcb板

3、至少要實現數碼管顯示時間和調時功能

三、設計過程：

設計總共分為兩塊，硬件設計和軟件設計。首先是構思要實現的功能，然后了解硬件資源再進行軟件設計。所以下面首先介紹硬件設計。

1、硬件設計部分

A、元件清單

器件名

型號

數量

Lcd

12864

1

DS1302

1

晶振

32.768KHz

1

Stm8s105s4

1

按鍵

5

二極管

1n4007

2

電容

220uf

1

10uf

2

104

5

電阻

1k

7

100k

1

10

1

三極管

8550

1

發光led

1

直流蜂鳴器

1

紐扣電池

3v

1

電位器

10k

1

開關

1

電源接口

1

穩壓器件

7805

1

B、 原理圖

Eda軟件使用的是altium designer winter09 ，上面的原理圖是從軟件中copy出來的。

硬件設計總共分為5個模塊。

模塊一是電源部分。注意直流電源DC需要9V的電壓才能得到5V的穩壓輸出，因為芯片7805需要一定的電壓才能驅動。下面是l7805芯片的額定參數表：

在表中我們可以看到，該芯片的可以承受高達35V的直流電壓輸入，輸出范圍是5V-18V。下面還有一張表

從表中我們可以知道，當輸入端Ci=0.33uf，C0=104，在輸入端給10V直流電時，可以得到最小4.8V的穩壓輸出。這是該芯片datasheet里面的資料，是最權威的，我們的電源模塊也是按照這樣接的。

模塊二是lcd顯示部分。Lcd使用的是12864。12864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128X64全點陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示，也可以顯示8X4個（16X16點陣漢字，與外部CPU接口可采用串行或并行方式控制。

模塊三是DS1302實時時鐘和蜂鳴器。DS1302芯片接的石英晶體是32.768KHz的。另外，接入紐扣電池，實現斷電后也可以讓DS1302工 作，實現保存時間的功能。蜂鳴器使用的是直流蜂鳴器，用于鬧鈴提示。直流蜂鳴器內部有個2K的音頻驅動源，我們只需加上直流電壓就可以讓蜂鳴器工作，不 過，使用直流蜂鳴器，我們只能產生一種頻率的聲音，不過對于鬧鈴提示來說，已經足夠。直流蜂鳴器通過8550PNP管來驅動，主控芯片通過控制8550間 接來控制蜂鳴器。也就是說，io口給出低電平的時候，蜂鳴器就響。這個模塊的電阻，主要是用來限流。

模塊四是主控芯片。主控芯片使用的stm8s105s4。這塊芯片的資源比較豐富。這里只介紹使用的資源。！16M的內部時鐘，內部可編程flash rom 達32Kbytes，RAM為2K。44個引腳，有高達38個io端口。多個定時器，我們使用了定時器1。原理圖中的兩個電容是濾波電容，一個10uf，一個104。用于濾掉高頻和低頻的干擾。

模塊五是按鍵模塊。按鍵模塊用于和用戶進行交互。模塊中使用了5個按鍵。電阻為限流電阻。

上面對硬件設計資源進行了概述，我們確定了硬件資源后就開始進行軟件設計。

2、軟件設計部分

這里使用了模塊化編程方法，將各個功能作為一個模塊來設計，這樣不僅有利于方便的閱讀代碼，還有利于方便的修改代碼和代碼的復用等等。

編譯器使用的是飛利浦公司提供的免費編譯軟件ST Visual Develop，該軟件主要是用于開發stm系列芯片的。下面是設計的模塊截圖：

圖中顯示了各個模塊。首先介紹一些配置文件。Stm8s_lib.c實現對主控芯片的硬件配置，主要是初始化主時鐘，初始化定時器，初始化io端口和中斷 等。設置這個文件為了方便移植和代碼復用。相應的stm8s_lib.h是頭文件，實現函數的聲明。Type.h頭文件，實現數據類型的宏定義，也是為了 方便移植和使用。Config.h可以配置一些硬件參數如波特率等等。下面對各個模塊進行介紹。

顯示模塊lcd。文件lcd2864.c是該模塊的實現文件，lcd12864.h和lcd_data.h聲明了一些與顯示相關的數據。具體代碼請查看代碼附件。

這里我們來看lcd12864.h這個頭文件。這里面是12864的驅動函數。

void LcdInit(void);//初始化lcd

void WCmd(uchar cmd); //向顯示控制器寫命令

void WData(uchar ch); //向顯示控制器寫數據

uchar RBBF(void); //讀忙標志

uchar RData(void); //讀數據，由于沒有使用到，這里代碼不完整

uchar RByte(uchar addr);//讀一個字節

void WByte(uchar addr,uchar buf);//寫一個字節

//在屏幕上顯示數據參數為（地址，數據buffer，漢字數)

void showword(uchar addr,uchar *buf,uchar count);//在屏幕上

//在屏幕上顯示數據參數為（地址，數據buffer，字節數）

void showbyte(uchar addr,uchar *buf,uchar count);

//顯示選擇光標 falg=1 為顯示

void ShowCur(uchar flag);

//清屏

void Clear_Screen(uchar addr,uchar count);

void Clear_all(void);

//將模式設置為顯示像素點

void Set_Draw(uchar flag);

//高亮顯示，參數為（橫坐標0-15，縱坐標0-3，顯示標志1為顯示字符）

//2為顯示漢字，3為清除高亮顯示，以字的方式。

void High_Show(uchar x,uchar y,uchar flag);

//清除CGROM，將rom寫0，避免花屏

void Clear_CGRom(void);

//圖像顯示初始化

void CG_init(void);

//恢復普通顯示

Void CG_leave(void);

這里需要注意延時，給足夠的時間顯示控制器處理指令。我們主要使用showword函數來顯示內容，ShowCur函數用來顯示光標，提示用戶當前選擇。下面是時間顯示的顯示界面。注意左下角的就是光標。

實時時鐘模塊。實時時鐘模塊文件是DS1302.c,頭文件是ds1302.h.

展開ds1302.h我們可以看到：

void ds1302_init(void);//ds1302初始化

void Read_Time(void); //讀時間

void write_ds1302_com(uchar com);//寫命令

void write_ds1302_data(uchar addr,uchar dat);//寫數據

uchar read_ds1302_data(uchar addr);//讀數據

void set_time(void);//設置時間

void read_time(void);//讀時間

void translate(void);//轉換時間

我們主要使用ds1302_init來初始化時鐘芯片，Read_Time來讀取時間，set_time來設置時間。

Uart.c文件模塊。這個文件主要是實現串口通信的。在uart.h文件中：

void InitUART2(void); //初始化

void Uart_SendByte(unsigned char ch);//發送一個字節

void Uart_SendString(char *pt); //發送字符串

主要使用Uart_SendString這個函數，用于程序的調試。最終硬件實現是不添加串口通信功能的。所以關于串口通信的代碼全部使用宏定義，在調試完成后，去掉宏定義就可以去除串口通信相關的代碼了。

現在介紹main.c這個文件。這個主文件，將各個模塊的接口連接起來，最終顯示我們想要的功能。首先，也是必須的，我們來看看添加到main.c的頭文件。

#include "stm8s105s4.h" //芯片頭文件

#include "stm8s_lib.h" //這里就調用了配置函數

#include "lcd12864.h" //調用lcd驅動

#include "UART.h" //串口通信

#include "ds1302.h" //實時時鐘的調用

#include "type.h" //類型定義

#include "lcd_data.h" //lcd顯示數據

#include "beep_data.h" //蜂鳴器數據

有了上面的頭文件，就可以實現相應的功能了。

這里我們將按鍵掃面驅動寫在了主文件當中。使用定時器1產生20ms的定時器中斷，實現按鍵掃描。代碼如下：

@far @interrupt void TIM1_KEY (void)

{

//////////////////////////////////

TIM1_SR1=0X00;

if(time_counter>0)

{

time_counter--;

if(time_counter==0)

{

BEEP=1;

TIM3_CR1=0x00; //關閉計數

}

Ring_Beep();

}

/////////////////////按鍵掃描//////////////////////////

if(!KeyCanChange) //按鍵處理中標志位

return;

KeyCurrent=GetKeyValue();//獲得當前鍵值 ，若沒有按鍵按下 為高，

if(KeyCurrent!=KeyOld) //這里開始按鍵計時，若按鍵不同就使 KeyNoChangedTime為0，開始計數按鍵按下時間

{ //這里判斷是否按鍵改變

KeyNoChangedTime=0;

KeyOld=KeyCurrent;

return;

}

else

{

KeyNoChangedTime++; //按鍵計時

if(KeyNoChangedTime>=1) //若按鍵按下時間足夠，

{

KeyNoChangedTime=1;

KeyPress=KeyOld; //就保存該鍵值

KeyDown|=(~KeyLast)&(KeyPress); //按鍵為0 這里指定位置1，表示該鍵被按下

KeyUp|=KeyLast&(~KeyPress); //按鍵為 指定位置1，表示上次按鍵松開

KeyLast=KeyPress;

}

}

}

這個按鍵掃描驅動比較強大。可以感應按鍵的按下和松開。去抖動性能比較好。

現在介紹main函數，硬件啟動后，執行到main函數，我們在main函數中實現硬件的初始化，外圍芯片的初始化。然后顯示啟動畫面。之后進入主菜單頁面。Menu_show函數用于顯示主菜單。界面為

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-》萬年歷

鬧鐘設置

調整時間

游戲

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然后就是進行菜單的選擇。下面進行菜單介紹：

萬年歷。進入這個菜單后，主要就是讀取DS1302的時間，并使用lcd顯示出來。

鬧鈴設置。這里面將數據存在EEPROM中，每次進入萬年歷菜單和本菜單后，就將EEPROM中的數據讀出，用于修改和比較。界面如下：

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鬧鈴設置

00:00:00

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調整時間。主要是對ds1302進行操作，設置時間。

游戲。