曾晶畢業(yè)論文設(shè)計.doc

健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）緒論目前，全球印制電路板(Printed Circuit Board，簡稱為PCB)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占電子元件產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的四分之一以上，是各個電子元件細(xì)分產(chǎn)業(yè)中比重最大的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)400億美元。同時，由于其在電子基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)中的獨特地位，已經(jīng)成為當(dāng)代電子元件業(yè)中最活躍的產(chǎn)業(yè)，2003和2004年，全球PCB產(chǎn)值分別是344億美元和401億美元，同比增長率分別為527和1647。我國的PCB研制工作始于1956年，19631978年，逐步擴(kuò)大形成PCB產(chǎn)業(yè)。改革開放后20多年，由于引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，單面板、雙面板和多層板均獲得快速發(fā)展，國內(nèi)PCB產(chǎn)業(yè)由d,N大逐步發(fā)展起來。2002年，中國PCB產(chǎn)值超過臺灣，成為第三大PCB產(chǎn)出國。2003年，PCB產(chǎn)值和進(jìn)出口額均超過60億美元，成為世界第二大PCB產(chǎn)出國。2005年中國PCB的產(chǎn)量為11057億平方米， 產(chǎn)值達(dá)到969億人民幣(折約107億美元)，產(chǎn)值及進(jìn)出口總額雙超100億美元p4l。PCB的產(chǎn)值將首次超過日本(據(jù)預(yù)測日本2005年產(chǎn)值約96億美元)，成為世界PCB 第一生產(chǎn)大國。 國外尤其是歐洲、美國和同本PCB研制丌發(fā)和生產(chǎn)較早，廢水處理也起步較早，在20世紀(jì)70年代已刀：始進(jìn)行PCB廢水污染及其治理方法的研究。早期主要應(yīng)用混凝沉淀、活性碳、離子交換等工藝進(jìn)行處理PCB廢水。這此方法工藝只是針對PCB廢水中的某些成份進(jìn)行處理，隨著PCB行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品越來越豐富， 生產(chǎn)工藝也越來越復(fù)雜，體現(xiàn)在PCB藥劑成份更多更復(fù)雜，生產(chǎn)流程更長技術(shù)含量更高，PCB廢水污染物的種類多、濃度高，環(huán)境保護(hù)要求也更嚴(yán)格，原來處理某種單一污染物或某一類廢水的工藝越來越不適應(yīng)發(fā)展的要求，于是，又相繼研究開發(fā)了新的處理方法，能同時去除多種重金屬離子和有機(jī)污染物。這此方法具有代表性有氣態(tài)凝聚法、膠束增強超濾法、重捕劑法和反滲透膜法等。氣態(tài)凝聚電過濾法是美國在80年代開發(fā)出來的一種不加化學(xué)藥劑的新穎廢水處理法，屬于一種物理方法來處理印制電路板廢水。包括三個部分，第一部分是離子化氣體發(fā)生器，空氣被吸入該發(fā)生器，能過離子化磁場改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，變成高度活化的磁性氧離子和氮離子，用射流裝置把這種氣體引入廢水中，使廢水中的金屬離子、有機(jī)物等有害物質(zhì)氧化并聚集成團(tuán)，易于過濾除去；第二部分是電解質(zhì)過濾器，過濾除去第一部產(chǎn)生的聚團(tuán)物質(zhì)：第三部分是高速紫外線照射裝置，紫外線射入水中可氧化有機(jī)物和化學(xué)絡(luò)合劑，降低CODer和BOD5。目前，已開發(fā)出成套一體化設(shè)備可直接應(yīng)用 國外八十年代以來開始研究一種新的水處理技術(shù)，以去除廢水中的有機(jī)污染物和金屬離子，即膠束增強超濾法(Mieellar-enhaneed ultrafiltration,簡稱MEUF3，這是一種將表面活性劑和超濾膜耦合起來的新技術(shù)。某些陰離子與陽離子或非離子表面活性劑混合后具有協(xié)同作用，能形成較大的膠束，增強對金屬離子的去除效果。膠束增強超濾法處理印制電路板廢水具有工藝簡單、處理效果好的特點，適用于處理濃度較低的印制電路板廢水。砷垤T(三巰三嗪三鈉鹽)是最近美國開發(fā)的一種新型重金屬沉淀劑，具有以下優(yōu)點：pH值應(yīng)用范圍廣，在pH=4ll范圍內(nèi)都有絮凝效果；具有巨大的凝聚力， 生成絮狀物體積大，沉降速度快；對水中多種重金屬都具有去除效果；不僅能有效地去除水中的懸浮物，而且還能去除水中的CODer、BOD5、色度、硫化物和惡臭等；對絡(luò)合廢水有破絡(luò)作用。1 本設(shè)計課題的背景及現(xiàn)狀1.1國內(nèi)環(huán)境保護(hù)帶來了嚴(yán)重影響PCB在給我國帶來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也給國內(nèi)環(huán)境保護(hù)帶來了嚴(yán)重影響。特別是PCB用水量和排污量都較大“121310根據(jù)資料顯示，我國2004年P(guān)CB行業(yè)總用水量約】5x 100噸。未經(jīng)處理捧放的污水含有大量的有毒有害污染物，不但污染江河湖泊，而且嚴(yán)重污染地下水資源，印制線路板行業(yè)的環(huán)境保護(hù)問題更加突出。PCB廢水中含有大量的Cu2-、NP、Ag+、All+、Sna+Sn4+、pb2+等會屬離子， 含量變化較大，濃度高，成分復(fù)雜，形態(tài)不一，既有固體懸浮金屬顆粒，也有游離態(tài)非絡(luò)合金屬離子，同時還有絡(luò)合態(tài)的絡(luò)合金屬離子。這些金屬離子如不處理，直接捧放到自然界中，會對環(huán)境和人類造成極大的危害。Cu會引發(fā)呼吸系統(tǒng)病癥， Ni會引發(fā)各種皮炎、腸胃疾病和腫瘤，Pb會引發(fā)血液系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等病癥。金屬離子不僅會對人類的健康造成損害，同時會對自然界的生物造成危害。淡水或海洋中的水生生物對水體中的金屬離子非常敏感，即使很低的濃度也會對其構(gòu)成威脅； 土壤或灌溉水中的金屬離子會對植物生長產(chǎn)生不利的影響，并且將在植物的葉莖或根部富集，以至影響波及整個食物鏈14 PCB廢水中還含有大量有機(jī)物，體現(xiàn)在混合廢水CODer可高達(dá)1000mgL。生產(chǎn)線排出的各種報廢濃缸液(無回收價值)及濃缸后水洗水含有大量的表面活性劑、油墨、綠油、有機(jī)分散劑、光亮劑、除油劑等高濃度的有機(jī)化合物。PCB廢水中還含有氨氮、氰化物、氟化物、磷等污染物。有機(jī)物質(zhì)在分解過程中大量消耗水中的溶解氧，可以使水體缺氧，致使大多數(shù)水生動物難以生存。有機(jī)物質(zhì)分解時放出氧，又會促使藻類及浮游植物大量生成，導(dǎo)致湖泊的加速淤塞。有機(jī)物質(zhì)形成的泡沫、浮垢和引起的渾濁、惡臭等，都足以降低水體的使用價值。廢水若沒有妥善處理就排放，造成受納水體污染、影響水體功能、破壞生態(tài)環(huán)境。氰化物是極毒的物質(zhì)，廢水中的氰化物可以成為氰化氫氣體逸出，氰化物和氫氰酸能通過皮膚、肺、胃進(jìn)入體內(nèi)。氟化物能危害人的骨骼和皮膚。氨氮和磷是造成湖泊和近海富養(yǎng)鹽化的主要營養(yǎng)物質(zhì)，每年造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。1.2擇應(yīng)綜合考慮各處理工藝的優(yōu)缺點工藝選選擇經(jīng)濟(jì)、有效、方便、安全的工藝組合。不僅要注重廢水的處理工藝，還要從環(huán)保角度熟悉PCB生產(chǎn)線的特點， 掌握PCB廢水分類的方法。各類廢水的調(diào)節(jié)池(收集池)的容積應(yīng)不小于一個班的廢水排放量。調(diào)節(jié)池(收集池)應(yīng)設(shè)置攪拌混合裝置，將水質(zhì)混合均勻。由于PCB企業(yè)產(chǎn)品種類、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品比例的不同，PCB廢水的水量及水質(zhì)成分就會有明顯差異；各個地區(qū)執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)的差異、PCB企業(yè)的廢水循環(huán)回用率的不同、企業(yè)排放的水量大小，都會對PCB廢水的處理工藝的選擇產(chǎn)生一定的影響。PCB廢水分類較多，要統(tǒng)籌考慮每股水的處理和每種污染物的去除，還要結(jié)合一般酸堿水洗水的稀釋能力的特點，選擇最優(yōu)化的工藝組合，降低投資和運行成本，確保廢水達(dá)標(biāo)捧放。1.3本設(shè)計課題的研究現(xiàn)狀我國R=B企業(yè)所產(chǎn)生的三廢治理還不能達(dá)到歐、美、閂等發(fā)達(dá)國家的水平。對于PCB 廢水的治理，國內(nèi)采用較多的處理方法有化學(xué)沉淀法、鐵屑混合物微電解法、生化法、離子交換法、化學(xué)氧化法等，各有優(yōu)劣。這些技術(shù)在處理PCB廢水中的某種污染物方面都有一定的優(yōu)勢，也有成功的PCB廢水處理實例。國內(nèi)的PCB處理與國外的差距主要在以下幾個方面。第一：PCB企業(yè)環(huán)保意識、環(huán)保管理上有差距，比不上歐美同等國家； 第二：環(huán)保投資上有差距，預(yù)留的廢水處理設(shè)施面積狹窄，投資較少，設(shè)備和儀表產(chǎn)品質(zhì)量較低檔； 第三：環(huán)保監(jiān)管不到位，標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行差異較大。第四：廢水分流不徹底和治理工藝不完善，PCB廢水處理技術(shù)上也有不少差距。上述的四個方面，前三個方面不是本次研究的內(nèi)容，本研究著重在第四個方面具體來說，許多PcB廢水處理不達(dá)標(biāo)，是因為沒有對生產(chǎn)線排水合理的分類收集；只所以沒有合理的分類收集，是因為不了解生產(chǎn)線，不了解生產(chǎn)線的排污特點，因而也就無法有效地將p(m廢水合理地分類。PCB廢水治理方法也經(jīng)歷了一個過程，從最初的只注重重金屬污染物的去除，到目前的全因子達(dá)標(biāo)監(jiān)控，氨氮、CODer等污染物的去除也成為PCB廢水治理的重點。在目前國內(nèi)環(huán)保投資還不是很到位的情況下，PCB廢水的治理技術(shù)(或工藝)優(yōu)化組合，對于降低投資和節(jié)約運行成本都具有重要意義。2.1系統(tǒng)設(shè)計方案 按鍵輸入顯示與聲音輸出開鎖電源部分AT89C51圖1 系統(tǒng)組成鍵盤按鍵密碼輸入，送AT89C51處理，顯示輸出用于及時顯示按鍵輸入的數(shù)字，便于修改，聲音輸出當(dāng)密碼錯誤時候的報警信息，開鎖部分采用電磁鎖接受芯片送來的信號后自動開鎖。2.2系統(tǒng)功能本電子密碼鎖具備以下功能：1沒有set time時液晶顯示器只顯示當(dāng)時時間，在主界面下如果按set time 鍵，就可以重設(shè)時間。2在主界面下按set psw鍵后進(jìn)入設(shè)置密碼狀態(tài)，密碼可在115 位范圍內(nèi)自由設(shè)置，最多達(dá)1015 種組合，使窮舉法套解密碼成為不可能。3在主界面下按input鍵后輸入密碼，密碼正確時，在輸出口1 輸出0.5 秒的高脈沖開鎖電平，在輸出口2 輸出0.5 秒的低脈沖開鎖電平，用于開鎖。如果連續(xù)三次輸入錯誤密碼，則啟動報警系統(tǒng)并鎖定鍵盤一段時間。4退格和按鍵提示功能。每次按鍵都有發(fā)光二極管發(fā)光和聲光提示音，用于指示按鍵有效。同時液晶顯示可以顯示所輸入的數(shù)字是不是錯誤，錯誤的話用退格修改并從輸入，可返回主界面。5系統(tǒng)設(shè)有超級用戶密碼，用于解除用戶忘記其所設(shè)密碼時使用，抑或當(dāng)密碼鎖用于賓館，房客走后，賓館管理員用于清除舊密碼。6在外部掉電時，內(nèi)部電源會使芯片繼續(xù)工作原來設(shè)置的密碼也不會丟失。2.3硬件部分的相關(guān)介紹2.3.1 AT89C51 簡介AT89C51 是美國Atmel 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的系統(tǒng)可編程的Flash 只讀程序存儲器，器件采用Atmel 公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集成Flash 程序存儲器，既可在線編程（ISP）也可采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行編程。集8 位微處理器于單片芯片中，功能強大，價位低的AT89C51 提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51的功能與結(jié)構(gòu)如下： 128 字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線， 4K 字節(jié)Flash 閃速存儲器，看門狗（WDT），兩個16 位定時/計數(shù)器，兩個數(shù)據(jù)指針，一個5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，同時AT89C51 可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式，空閑方式停止CPU 的工作，但允許RAM 定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。2.3.2 1602 液晶顯示器簡介LCD顯示大體分為字符型液晶、點陣圖形液晶、筆段型液晶等幾大類。圖2 1602引腳液晶顯示模塊是一類專門用于顯示數(shù)字、字母、符號、圖形等的點陣型液晶顯示模塊，每一個點陣字符位都可以顯示一個字符，點陣字符位之間的一個點距的間隔起字符間距和行距的作用。它是由若干個57 或511 等點陣字符組成。液晶顯示模塊LCD1602 的引腳功能如下：LCD1602 的引腳功能排列如上圖2所示，它采用的是16 腳接口，而且引腳都分布在LCD1602的一側(cè)使用時只要把對應(yīng)的電源、數(shù)據(jù)線等接好就可以其中:第1 腳：VSS 為電源第2 腳：VDD 接地第3 腳：V0 用于調(diào)節(jié)LCD1602的亮度，為液晶顯示器對比度調(diào)整端，很多時候液晶顯示沒顯示可能就是這里的原因，LCD 驅(qū)動電壓范圍為VDDVO 接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可通過一個10K 的電位器調(diào)整對比度。第4 腳：RS 為寄存器選擇位，低電平時選擇命令寄存器IR、高電平時選擇數(shù)據(jù)寄器DR。第5 腳：RW 為讀寫控制位，高電平時進(jìn)行讀操作。當(dāng)RS 和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS 為低電平RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS 為高電平RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6 腳：Enable 端為使能控制位，當(dāng)E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714 腳：D0D7 為8 位的雙向數(shù)據(jù)總線。第1516 腳：背光燈的正負(fù)極圖3 1602的內(nèi)部框圖2液晶顯示模塊1602 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)液晶顯示模塊LCD1602 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖3所示，它主要由CGROM、CGRAM、DDRAM、BF、IR、DR、AC 等大規(guī)模集成電路組成。2.3.3 Protel99SE簡介Protel99se主要組成軟件有：原理圖編輯器(advanced schematic ) 用于原理圖的輸入、編輯、查錯。仿真器（Simulator）用于對原理圖的仿真，包含了常用的直流、交流特性、瞬態(tài)響應(yīng)等常用的仿真測度，并可以查看波形。PCB編輯器（Advanced PCB）用于PCB的設(shè)計、查錯。PLD設(shè)計工具（PLD designer）簡單PLD的設(shè)計工具。文本編輯器（Text editor）用于說明文檔、網(wǎng)絡(luò)表等的編輯，不支持中文。表格處理軟件（Spread）用于處理元件表，相當(dāng)于excel 97。Protel 99se集成了從原理圖設(shè)計、仿真到PCB過程中可能涉及到的常用工具，只用它幾科可以完成整個設(shè)計的所有工作，功能非常強大，需要一定的時間與精力去學(xué)習(xí)。Protel 99 的主要特點：1集成設(shè)計管理系統(tǒng)(Design Explore)2使用了智能工具(SmartTool)技術(shù)，在設(shè)計環(huán)境中集成了所有設(shè)計所用到的工具。3使用了智能文檔(SmartDoc)管理技術(shù)，把所有設(shè)計時用到的文檔都保存在一個數(shù)據(jù)庫中，在工作中可以使用各種文檔。4使用了智能組(SmartTeam)管理技術(shù)，允許多個設(shè)計者通過網(wǎng)絡(luò)安全地為同一工程工作。通過集成的設(shè)計管理系統(tǒng)，可以方便地管理用戶、設(shè)置訪問權(quán)限等。5提供了功能強大的各種文檔的快速瀏覽工具，使用戶可以快速方便地查詢、定位、修改文檔。6提供了全面而方便使用的幫助系統(tǒng)3。2.4 各個硬件模塊的設(shè)計2.4.1 電源部分的設(shè)計電源部分是先通過一個變壓器把220 伏的交流電變換為9 伏的交流電，再通過全橋整流電路整流成單向脈動的直流電，大容量電解電容C1 用于使脈動的直流電波形更加平直，C2 用于抵消輸入線較長時的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激振蕩，其容量較小，一般小于1F。在輸出端加接電容C6，一般取值0.1F，其目的是改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)、防止自激振蕩和減少高頻聲，輸出端輸出較為穩(wěn)定的5V 電壓為整個系統(tǒng)提供工作電壓。E為備用電池一端接地另一端通過二極管接電源，當(dāng)芯片工作時，二極管反向，當(dāng)?shù)綦姇r，二極管正向?qū)?，繼續(xù)工作。圖4電源部分2.4.2最小系統(tǒng)部分的設(shè)計最小部分的設(shè)計如下圖5所示，時鐘周期是芯片工作時候的最小周期，時鐘電路是計算機(jī)的心臟，它控制著計算機(jī)的工作節(jié)奏。AT89C51內(nèi)部有一個帶反饋的線性反相放大器，外接晶振(或陶瓷諧振器)和電容就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機(jī)的內(nèi)部工作部件。加電以后延遲一段時間(約10ms)振蕩起振產(chǎn)生時鐘，不受軟件控制(XTAL2輸出幅度為3V左右的正弦波)。振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要由晶振上標(biāo)明的頻率參數(shù)確定，電容C4和C5的作用有兩個：其一是使振蕩器起振，其二是對振蕩器的頻率f起微調(diào)作用(C4、C5變大，則f變小)，其值一般是30pF左右。復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。 圖5 最小系統(tǒng)部分2.4.3輸出部分的設(shè)計輸出部分主要包括聲光提示部分和電磁鎖部分。圖中三極管Q1 工作于飽和狀態(tài)，復(fù)位后單片機(jī)輸出口的初始狀態(tài)是高電平，三極管截止，蜂鳴器得不到工作電壓而不能發(fā)聲；當(dāng)用軟件控制此端口為低電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器得電而工作，發(fā)出聲音。通過程序控制此三極管的間歇導(dǎo)通和截止以及導(dǎo)通和截止的時間長短，就可以達(dá)到控制聲音頻率和發(fā)聲長短的目的，得到我們所需要的不同聲音。發(fā)光二極管LED1 和一個470 歐的電阻口串接到地，當(dāng)輸出口P3.4 為高電平時，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，當(dāng)輸出口為低電平時，發(fā)光二極管截止熄滅。在程序的初始化部分，要加一條clr p3.4 指令以熄滅此發(fā)光二極管。開鎖部分，使用了P3口的兩跟口線，實際應(yīng)用中應(yīng)加上光電隔離以及緩沖放大電路。光電隔離用于防止后面電路的尖峰脈沖干擾通過單片機(jī)端口串?dāng)_進(jìn)來，影響單片機(jī)的正常運行。緩沖放大電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和提高驅(qū)動能力以直接驅(qū)動電磁鎖。做好電磁鎖在市面上就可以買到這里就不介紹了。圖6 輸出部分2.4.4液晶接口部分的設(shè)計表1 1602 接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2DATA I/O2VDD電源正極10D3DATA I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4DATA I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇（H/L）12D5DATA I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6DATA I/O6E使能信號14D7DATA I/O7D0DATA I/O15BLA背光源正極8D1DATA I/O16BLK背光源負(fù)極 LCD 接口設(shè)計可以分為8 位及4 位控制方式，由于本電路采用多達(dá)32 個I/O 口的AT89C51 芯片，不存在I/O 口資源使用緊張，不夠使用的情況，為方便程序的編寫，采用最為常見的8 位接口設(shè)計。V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，LCD 驅(qū)動電壓范圍為VssVdd，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，故通過一個10K 的電位器調(diào)整顯示屏的對比度。15 和16 腳是液晶背光電壓輸入端，通過一 個單向自鎖開關(guān)控制背光的開啟和關(guān)閉。圖7液晶接口部分2.4.5系統(tǒng)PCB圖 通過自動布線和手工布線后得到的PCB圖 如下：圖8 PCB圖3軟件部分3.1軟件的總體編寫思路和流程圖整個流程采用調(diào)用子程序的方式增強可讀性，住循環(huán)為無限循環(huán)，程序在KEIL C51的環(huán)境下運行。先調(diào)試出液晶驅(qū)動程序，鍵盤掃描程序兩個最基本的子程序，在需要使用時直接調(diào)用即可。在接下來的主循環(huán)中進(jìn)行時鐘的更新查詢和是否有按鍵的判斷，如果時間有更新（過了一秒）就轉(zhuǎn)去處理時間更新；如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)去按鍵處理，并判斷是否是相應(yīng)的幾個鍵，是就跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能模塊，不是則返回主界面。由于51 單片機(jī)架構(gòu)的原因，容易會受到外界干擾而出錯，故程序?qū)懲旰筮€要進(jìn)行進(jìn)行抗干擾方面的優(yōu)化。通過指令冗余，軟件陷阱等措施將受到干擾而亂飛的程序納入正軌。比如在未開的中斷入口處加入RETI 指令等等。在程序的按鍵部分加延時或者RS觸發(fā)器去鍵盤抖動。 圖9流程圖3.2各個軟件子模塊的編寫3.2.1 1602 液晶驅(qū)動程序表2 1602液晶時序參數(shù)時序參數(shù)符號極限值單位測試條件最小值典型值最大值E信號周期Tc400-ns引腳EE脈沖寬度Tpw150-nsE上升沿/下降沿時間Tr tf-25ns地址建立時間Tsp130-ns引腳E。RS。R/W地址保持時間Thd110-ns數(shù)據(jù)建立時間（讀操作）Td-100ns引腳DB9-DB7數(shù)據(jù)保持時間（讀操作）Thd220-ns數(shù)據(jù)建立時間（寫操作）Tsp240-ns數(shù)據(jù)保持時間（寫操作）Thd210-ns驅(qū)動程序：硬件端口定義及軟件資源分配：rs bit p1.4 ；/寄存器選擇線rw bit p1.5 ；/LCD 讀寫線en bit p1.6 ；/啟用控制線，高電平動作lcd equ p0 ；/LCD 雙向數(shù)據(jù)總線pos_flag bit 20h.0 ；/字符串顯示位置標(biāo)志，為0 時顯示在第一行；為1 時顯示在第二行blank equ 30h ；/清行時填入的空格個數(shù)控制變量 LCD 初始化：液晶顯示模塊1602 的控制指令1602 的控制指令共11 條，其中9 條針對命令寄存器IR 的，另外2 條是針對數(shù)據(jù)寄存器DR 的，具體指令如下表所列：表3 1602 指令表指令指令碼說明37usRSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清顯示0000000000152ms光標(biāo)返回0000000000光標(biāo)回到顯示器左上方152ms輸入方式00000001I/DS是否移動及移動方向37us顯示器開關(guān)控制0000001DCBD：顯示 C：光標(biāo) B：光標(biāo)閃爍37us移位000001S/CR/L*移動光標(biāo)及整體顯示37us功能設(shè)置00001DLNF*DL：數(shù)據(jù)位數(shù) N：數(shù)據(jù)行數(shù) F：字型37usCGRAM地址設(shè)置0001CGRAM的地址設(shè)置CGRAM地址37usDDRAM地址設(shè)置001DDRAM的地址設(shè)置DDRAM地址37us忙標(biāo)志/讀地址計數(shù)器件01BF地址計數(shù)器（AC）的值讀出忙標(biāo)志和AC的值37usCGRAM或DDRAM數(shù)據(jù)寫10寫數(shù)據(jù)將內(nèi)容寫入RAM中37usCGRAM或DDRAM數(shù)據(jù)讀11讀數(shù)據(jù)將內(nèi)容寫入RAM中讀出37us指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置指令8：DDRAM地址設(shè)置指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)指令11：讀數(shù)據(jù)init_lcd： mov a，#01h ；clr displaycall write_cmdmov a，#02hcall write_cmd ；clear address pointermov a，#06hcall write_cmd； mov a，#0fhmov a，#0chcall write_cmd ；cursor on，blinkmov a，#1chcall write_cmd ；display&cursor rotate rightmov a，#38hcall write_cmd；two lines，8 bits，5*7RetLCD 忙標(biāo)志位檢測程序RSR/WEDB0-DB7TSP1TrTpwThd1Thd2Valid DataTcTrTR圖10讀操作時序表4 狀態(tài)字說明STA7D7STA6D6STA5D5STA4D4STA3D3STA2D2STA1D1STA0D0STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1：禁止 0：允許對控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保STA7 為0check： push accmov lcd，#0ffhclr enclr rssetb rwsetb enck： nopjb lcd.7，ckclr enpop accRet寫指令子程序RSR/WEDB0-DB7Tsp2TrTpwPWTfThd1Thd1Tsp1TcValid DataThd2圖11 寫操作時序writec: call checkmov lcd,aclr enclr rsclr rwsetb ennopnopnopclr enRet寫數(shù)據(jù)子程序writed: call checkmov lcd,aclr ensetb rsclr rwsetb ennopnopnopclr enRet3.2.2鍵盤掃描程序鍵盤掃描程序主要有下面五個方面：1在主程序中判斷有無鍵閉合：其方法為在四根列線輸出全“0”，讀取四根行線的電平狀態(tài)，若四根行線電平全為“1”，則鍵盤上沒有閉合鍵；若四根行線不全為1，則有鍵處于閉合狀態(tài)。2去除按鍵的機(jī)械抖動：其方法為判別到鍵盤上有鍵閉合后，延遲一段時間再判別鍵盤的狀態(tài)，若仍有按鍵閉合，則認(rèn)為鍵盤上有一個按鍵處于穩(wěn)定的閉合期；否則，認(rèn)為是按鍵的抖動或單片機(jī)受到干擾。3判別閉合按鍵的鍵號：方法為對鍵盤的列線P2.0-P2.3 進(jìn)行掃描，讀取行線P2.4-P2.7 返回的電平狀態(tài)，若P2.4-P2.7 為全“1”，則列線輸出“0”的這一列上沒有鍵閉合。設(shè)立一按鍵編號計數(shù)單元，每次判斷一個鍵就加1，直到找到閉合鍵，此時計數(shù)單元中的值就是此閉合鍵的編號。4使CPU 對按鍵的一次閉合作一次處理：設(shè)立一按鍵標(biāo)志key_flag，為1 表明有鍵閉合，為0 表明無鍵閉合。當(dāng)有鍵按下后，CPU 循環(huán)檢測此按鍵標(biāo)志，為1 則繼續(xù)檢測，直到該標(biāo)志量等于0，等待按鍵放開，保證CPU 對每一次按鍵僅作一次處理。5取自已定義的鍵盤布局：取到按鍵編號后，通過查表的方法，取到自己定義的按鍵值。軟件資源分配：key_flag bit 20h.1cnt_loop2 equ 31hkey_cnt equ 32hkey_num equ 33hscan_sig equ 34h掃描主程序：get_key：call key_scanjb key_flag，get_keymov a，key_nummov dptr，#key_padmovc a，a+dptrcall beepret；=key_scan；clr key_flagmov p2，#0f0hmov a，p2anl a，#0f0hcjne a，#0f0h，key_injmp key_scan；-key_in： clr key_flagmov key_cnt，#0mov scan_sig,#0f7hmov r5，#3call delayscan_loop1：mov a，scan_sigmov p2，amov a，p2mov cnt_loop2，#4scan_loop2： jb acc.4，next_keysetb key_flagmov key_num，key_cntretnext_key： inc key_cntrr adjnz cnt_loop2，scan_loop2setb cmov a，scan_sigrrc amov scan_sig，ajc scan_loop1ret3.2.3密碼輸入和處理部分程序軟件資源分配：pass_flag bit 20h.2pass0 equ 40h；40h to 4Ehpass1 equ 4fh ；4Fh to 5Dhlenth0 equ 35hlenth1 equ 36hcnt_err equ 37h；error timec_alm1 equ 38h ；alarm_time controlc_alm2 equ 39h1密碼輸入程序(含退格功能)編寫思路：執(zhí)行清屏指令和開啟光標(biāo)顯示和閃爍，取字符串“Input Password”并送到屏幕上顯示，移動光標(biāo)到第二行第一個位置。把密碼計數(shù)單元清為0，并把指針指向輸入密碼存儲RAM 的首地址，長度為15（可根據(jù)需要進(jìn)行增減）。在輸入主循環(huán)中一直調(diào)用等待按鍵，取到鍵值后，用一特定算法判斷是否是確定鍵，退格鍵和數(shù)字鍵，如果不是則丟棄，如果是確定鍵，則返回；如果是退格鍵，則把密碼計數(shù)單元減1 并把指針指向上一個RAM 單元；如果是數(shù)字鍵，則把它存儲到當(dāng)前指針?biāo)赶虻腞AM 單元，密碼計數(shù)單元加1，同時把指針指向下一RAM 單元。每次密碼計數(shù)單元加1 都要判斷是否已經(jīng)滿15 位，如果滿15 位則等待退格鍵和確定鍵，遇到其它鍵丟棄。input_psw：mov a，#01hcall write_cmdmov a，#0fhcall write_cmdmov dptr，#iptclr pos_flagcall printmov a，#0c0hcall write_cmdmov lenth1，#0mov r1，#pass1input_loop： call get_keymov b，akey_enter1：cjne a,#0ch，key_bk1 ；enter keyretkey_bk1： cjne a，#0dh，n1；backspace keybk_in1： mov a，lenth1clr csubb a，#1jc relay1 ；jump to main_loop，but target out of rangedec lenth1dec r1call lcd_addsetb acc.7dec amov b，acall write_cmdmov a， call write_datamov a，bcall write_cmdjmp input_loopn1：clr csubb a，#10jnc input_loop ；function keymov a，b ；digital keymov r1，amov a，#*call write_datainc r1inc lenth1mov a，lenth1cjne a，#15，input_loopn2：call get_keycjne a，#0ch，n3retn3：cjne a，#0dh，n2jmp bk_in12密碼比較和判斷程序編寫思路：清除密碼正確標(biāo)志，比較內(nèi)部設(shè)置密碼的長度存儲單元和待比較的密碼長度存儲單元，如果不同，則跳到密碼錯誤處理部分；如果兩者相等，則進(jìn)行下一步判斷，取兩指針，分別指向內(nèi)部設(shè)置的密碼存儲單元的首個RAM 地址，和待比較的密碼存儲單元的首個RAM 地址，如果兩者相等則把指針指向下一個RAM 地址，再進(jìn)行比較，遇到不相等就跳到錯誤處理部分。如果在密碼長度范圍內(nèi)兩比較單元都相等，則跳轉(zhuǎn)到密碼正確處理部分。錯誤處理部分：取字符串“Access Denied”并送到顯示屏顯示，同時蜂鳴器發(fā)出警示音。每進(jìn)入錯誤處理部分一次就把密碼錯誤計數(shù)單元加1，當(dāng)計到第三次時，執(zhí)行報警部分，鎖定鍵盤，鎖定時間過后返回主界面。密碼正確處理部分：清空密碼錯誤計數(shù)單元，取字符串“Access Granted”并送到顯示屏顯示，同時蜂鳴器發(fā)出密碼正確的提示音，執(zhí)行開鎖部分。Compare： clr pass_flagmov a，lenth1cjne a，lenth0，wrongmov r0，#pass0mov r1，#pass1cmp_loop：mov a，r0mov b，r1cjne a，b，wronginc r0inc r1djnz lenth1，cmp_loopjmp rightwrong：clr pass_flagmov dptr，#errorclr pos_flagcall printmov r5，#150call delayinc cnt_errmov a，cnt_errcjne a，#3，n21mov cnt_err，,#0mov dptr，#lockclr pos_flagcall print；加上一段延時鎖定鍵盤mov c_alm1，#255n20： call beepmov r5，#10call delaydjnz c_alm1，n20n21：call beepmov r5，#15call delaycall beepmov r5，#15call delaycall beepmov r5，#15call delaymov r5，#100call delayretright：setb pass_flagmov cnt_err,#0mov dptr，#okclr pos_flagcall printmov c_alm2，#25c22： call beepdjnz c_alm2，c22mov r5， #255call delayRet3密碼設(shè)置程序（含退格功能）編寫思路：執(zhí)行清屏指令，取字符串“Input new.”并送到顯示屏進(jìn)行顯示，把光標(biāo)移動到第二行第一個位置。 取一指針指向內(nèi)部設(shè)置密碼存儲單元的首個RAM 的地址同時把內(nèi)設(shè)密碼長度計數(shù)單元清為0。在設(shè)置密碼主循環(huán)中一直調(diào)用等待按鍵，取到鍵值后，用一特定算法判斷是否是確定鍵，退格鍵和數(shù)字鍵，如果不是則丟棄并跳到輸入循環(huán)中繼續(xù)等待按鍵。如果是確定鍵看是否已經(jīng)有輸入至少一位密碼，如果有則返回，如果還未有輸入則跳到設(shè)置密碼主循環(huán)中繼續(xù)等待按鍵。如果是退格鍵，則密碼長度計數(shù)單元減1，同時把密碼計數(shù)單元減1 并把指針指向上一個RAM 單元。如果是數(shù)字鍵，則把它存儲到當(dāng)前指針?biāo)赶虻腞AM 單元，密碼計數(shù)單元加1，同時把指針指向下一RAM 單元。每次密碼長度計數(shù)單元加1 都要判斷是否已經(jīng)滿15 位，如果滿15 則等等待退格鍵和確定鍵，遇到其它鍵丟棄。set_psw： mov a，#01hcall write_cmdmov dptr，#newclr pos_flagcall printmov a，#0c0hcall write_cmdmov r0，#pass0mov lenth0,#0set_loop： call get_keymov b，akey_enter2：cjne a，#0ch，key_bk2；enter keymov a，lenth0clr csubb a，#1retkey_bk2： cjne a，#0dh，n11 ；backspace key jc set_loopbk_in2： mov a，lenth0clr csubb a，#1jc set_loopdec lenth0dec r0call lcd_addsetb acc.7dec amov b，acall write_cmdmov a，# call write_datamov a，bcall write_cmdjmp set_loopn11：clr csubb a，#10jnc set_loop ；function keymov a，bmov r0，aadd a，#30hcall write_datainc r0inc lenth0mov a，lenth0cjne a,#15，set_loopn12：call get_keycjne a，#0ch，n13retn13：cjne a，#0dh，n12jmp bk_in23.2.4時鐘部分程序軟件資源分配：hour equ 3ahmin equ 3bhsec equ 3chsec0 equ 3dhcnt_timer equ 3ehhour1 equ 21hhour0 equ 22hmin1 equ 23hmin0 equ 24h1時鐘中斷程序在中斷入口處把A 和B 寄存器入堆棧保護(hù)起來，重新載入定時器初值，并把時間計數(shù)單元加1，查看一下是否已經(jīng)累積到1 秒了，如果不是則退出中斷；如果已經(jīng)1 秒了，則查看是否已滿1 分鐘，如果不是則退出中斷；如果已經(jīng)滿1 分鐘則查看是否滿1 小時，如果不是是退出中斷；如果已經(jīng)滿1 小時則查看是否滿24 小時，如果不是則退出中斷；如果已經(jīng)滿24 小時則復(fù)位小時分鐘和秒計數(shù)單元并退出中斷?？紤]到晶振頻率的誤差和并在兩端的微調(diào)電容的誤差，實際的振蕩頻率不可能在我們所期望的理想值，結(jié)合中斷處理所占用的時間，時鐘實際上會有一定的誤差，這時我們可以進(jìn)行軟件微調(diào)，對中斷中載入的定時器初值進(jìn)行微調(diào)，先用載入標(biāo)準(zhǔn)初值進(jìn)行試調(diào)，測試一段時間看是偏快還是偏慢，如果偏快則增加定時器初值，如果測試偏慢則減少定時器初值。在前面標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上進(jìn)和相應(yīng)的處理，增加或減少定時器初值，再測試新的時鐘是偏快還是偏慢，再進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到時鐘的誤差到達(dá)一個讓人滿意的結(jié)果為止。t0_int： push accpush bmov th0，#34hmov tl0，#0E0h ；subbtract 4T timeinc cnt_timermov a，cnt_timercjne a，#20,exitmov cnt_timer，#0inc secmov a，seccjne a，#60，exitmov sec，#0inc minmov a，mincjne a，#60，exitmov min，#0inc hourmov a，hourcjne a，#24，exitmov hour，#0mov min，#0mov sec，#0exit： pop bpop accReti2秒刷新程序編寫思路：把液晶顯示器地址指針移到第二行第一個位置，依次填入三個空格位，分別把小時變量，分鐘變量和秒變量分離為高位和低位，并轉(zhuǎn)化為ASCII 碼，送到液晶數(shù)據(jù)口調(diào)用液晶寫指令子程序，在液晶屏上顯示出來，同時在小時和分鐘后插入“：”以符合日常習(xí)慣。在主程序中循環(huán)查看秒變量有沒有變化，有則刷新舊的時間內(nèi)容，新完畢后返回主界面。Reflash：mov a，#0c0hcall write_cmdmov a，# call write_datamov a，# call write_datamov a，# call write_datamov a，hourcall convertmov a，#：call write_datamov a，mincall convertmov a，#：call write_datamov a，seccall convertmov a，#0c0hcall write_cmdRet3時間設(shè)置程序編寫思路：此部分是整個程序中最復(fù)雜的部分之一。先開啟光標(biāo)顯示并開閃爍；關(guān)閉定時器，清空秒變量；把小時變量和分鐘變量高低位分離并分別到保護(hù)到四個RAM 存儲單元中；每按set time 鍵一次，讀取當(dāng)前液晶顯示器地址計數(shù)器（Address Counter）的內(nèi)容，根據(jù)光標(biāo)所在的位置，把地址計數(shù)器的內(nèi)容進(jìn)行加1 或加2，使光標(biāo)移到下一個設(shè)置位。能根據(jù)取到的按鍵值分別判斷該次按鍵是不是有效，有效則存儲到相應(yīng)的存儲單元，否則丟棄。比如當(dāng)光標(biāo)在小時高位時，只有按數(shù)字鍵1，2 或確定鍵才有效，其它鍵丟棄。當(dāng)設(shè)置完成，按下確定鍵，把存儲小時和分鐘變量的四個存儲間RAM 單元進(jìn)行整合并還原到小時變量存儲單元和分鐘變量存儲單元，開啟定時器，返回主界面。set_time： mov a，#0fhcall write_cmd ；cursor onmov a，hourmov b，#10div abmov hour1，amov hour0，bmov a，minmov b，#10div abmov min1， amov min0，bmov sec，#0mov a，#0c9hcall write_cmdmov a，#0call write_datamov a，,#0call write_data ；set second counter zeron30： mov a，#0c3hcall write_cmdsettime_loop： call get_keymov b，akey_settime2： cjne a，#0fh，key_enter5call lcd_addsetb acc.7add1：cjne a，#0c3h，add2mov a，#0c4hcall write_cmdjmp settime_loopadd2