一、设计内容：

本次设计使用stm8s实现简单的万年历，主要功能是显示时间、调时、设置闹铃。另外还添加了游戏辅助功能。

二、设计要求：

1、主控芯片使用stm8s

2、使用pcb板

3、至少要实现数码管显示时间和调时功能

三、设计过程：

设计总共分为两块，硬件设计和软件设计。首先是构思要实现的功能，然后了解硬件资源再进行软件设计。所以下面首先介绍硬件设计。

1、硬件设计部分

A、元件清单

器件名

型号

数量

Lcd

12864

1

DS1302

1

晶振

32.768KHz

1

Stm8s105s4

1

按键

5

二极管

1n4007

2

电容

220uf

1

10uf

2

104

5

电阻

1k

7

100k

1

10

1

三极管

8550

1

发光led

1

直流蜂鸣器

1

纽扣电池

3v

1

电位器

10k

1

开关

1

电源接口

1

稳压器件

7805

1

B、 原理图

Eda软件使用的是altium designer winter09 ，上面的原理图是从软件中copy出来的。

硬件设计总共分为5个模块。

模块一是电源部分。注意直流电源DC需要9V的电压才能得到5V的稳压输出，因为芯片7805需要一定的电压才能驱动。下面是l7805芯片的额定参数表：

在表中我们可以看到，该芯片的可以承受高达35V的直流电压输入，输出范围是5V-18V。下面还有一张表

从表中我们可以知道，当输入端Ci=0.33uf，C0=104，在输入端给10V直流电时，可以得到最小4.8V的稳压输出。这是该芯片datasheet里面的资料，是最权威的，我们的电源模块也是按照这样接的。

模块二是lcd显示部分。Lcd使用的是12864。12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128X64全点阵液晶显示器组成，可完成图形显示，也可以显示8X4个（16X16点阵汉字，与外部CPU接口可采用串行或并行方式控制。

模块三是DS1302实时时钟和蜂鸣器。DS1302芯片接的石英晶体是32.768KHz的。另外，接入纽扣电池，实现断电后也可以让DS1302工 作，实现保存时间的功能。蜂鸣器使用的是直流蜂鸣器，用于闹铃提示。直流蜂鸣器内部有个2K的音频驱动源，我们只需加上直流电压就可以让蜂鸣器工作，不 过，使用直流蜂鸣器，我们只能产生一种频率的声音，不过对于闹铃提示来说，已经足够。直流蜂鸣器通过8550PNP管来驱动，主控芯片通过控制8550间 接来控制蜂鸣器。也就是说，io口给出低电平的时候，蜂鸣器就响。这个模块的电阻，主要是用来限流。

模块四是主控芯片。主控芯片使用的stm8s105s4。这块芯片的资源比较丰富。这里只介绍使用的资源。！16M的内部时钟，内部可编程flash rom 达32Kbytes，RAM为2K。44个引脚，有高达38个io端口。多个定时器，我们使用了定时器1。原理图中的两个电容是滤波电容，一个10uf，一个104。用于滤掉高频和低频的干扰。

模块五是按键模块。按键模块用于和用户进行交互。模块中使用了5个按键。电阻为限流电阻。

上面对硬件设计资源进行了概述，我们确定了硬件资源后就开始进行软件设计。

2、软件设计部分

这里使用了模块化编程方法，将各个功能作为一个模块来设计，这样不仅有利于方便的阅读代码，还有利于方便的修改代码和代码的复用等等。

编译器使用的是飞利浦公司提供的免费编译软件ST Visual Develop，该软件主要是用于开发stm系列芯片的。下面是设计的模块截图：

图中显示了各个模块。首先介绍一些配置文件。Stm8s_lib.c实现对主控芯片的硬件配置，主要是初始化主时钟，初始化定时器，初始化io端口和中断 等。设置这个文件为了方便移植和代码复用。相应的stm8s_lib.h是头文件，实现函数的声明。Type.h头文件，实现数据类型的宏定义，也是为了 方便移植和使用。Config.h可以配置一些硬件参数如波特率等等。下面对各个模块进行介绍。

显示模块lcd。文件lcd2864.c是该模块的实现文件，lcd12864.h和lcd_data.h声明了一些与显示相关的数据。具体代码请查看代码附件。

这里我们来看lcd12864.h这个头文件。这里面是12864的驱动函数。

void LcdInit(void);//初始化lcd

void WCmd(uchar cmd); //向显示控制器写命令

void WData(uchar ch); //向显示控制器写数据

uchar RBBF(void); //读忙标志

uchar RData(void); //读数据，由于没有使用到，这里代码不完整

uchar RByte(uchar addr);//读一个字节

void WByte(uchar addr,uchar buf);//写一个字节

//在屏幕上显示数据参数为（地址，数据buffer，汉字数)

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

//在屏幕上显示数据参数为（地址，数据buffer，字节数）

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

//显示选择光标 falg=1 为显示

void ShowCur(uchar flag);

//清屏

void Clear_Screen(uchar addr,uchar count);

void Clear_all(void);

//将模式设置为显示像素点

void Set_Draw(uchar flag);

//高亮显示，参数为（横坐标0-15，纵坐标0-3，显示标志1为显示字符）

//2为显示汉字，3为清除高亮显示，以字的方式。

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

//清除CGROM，将rom写0，避免花屏

void Clear_CGRom(void);

//图像显示初始化

void CG_init(void);

//恢复普通显示

Void CG_leave(void);

这里需要注意延时，给足够的时间显示控制器处理指令。我们主要使用showword函数来显示内容，ShowCur函数用来显示光标，提示用户当前选择。下面是时间显示的显示界面。注意左下角的就是光标。

实时时钟模块。实时时钟模块文件是DS1302.c,头文件是ds1302.h.

展开ds1302.h我们可以看到：

void ds1302_init(void);//ds1302初始化

void Read_Time(void); //读时间

void write_ds1302_com(uchar com);//写命令

void write_ds1302_data(uchar addr,uchar dat);//写数据

uchar read_ds1302_data(uchar addr);//读数据

void set_time(void);//设置时间

void read_time(void);//读时间

void translate(void);//转换时间

我们主要使用ds1302_init来初始化时钟芯片，Read_Time来读取时间，set_time来设置时间。

Uart.c文件模块。这个文件主要是实现串口通信的。在uart.h文件中：

void InitUART2(void); //初始化

void Uart_SendByte(unsigned char ch);//发送一个字节

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

主要使用Uart_SendString这个函数，用于程序的调试。最终硬件实现是不添加串口通信功能的。所以关于串口通信的代码全部使用宏定义，在调试完成后，去掉宏定义就可以去除串口通信相关的代码了。

现在介绍main.c这个文件。这个主文件，将各个模块的接口连接起来，最终显示我们想要的功能。首先，也是必须的，我们来看看添加到main.c的头文件。

#include "stm8s105s4.h" //芯片头文件

#include "stm8s_lib.h" //这里就调用了配置函数

#include "lcd12864.h" //调用lcd驱动

#include "UART.h" //串口通信

#include "ds1302.h" //实时时钟的调用

#include "type.h" //类型定义

#include "lcd_data.h" //lcd显示数据

#include "beep_data.h" //蜂鸣器数据

有了上面的头文件，就可以实现相应的功能了。

这里我们将按键扫面驱动写在了主文件当中。使用定时器1产生20ms的定时器中断，实现按键扫描。代码如下：

@far @interrupt void TIM1_KEY (void)

{

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

TIM1_SR1=0X00;

if(time_counter>0)

{

time_counter--;

if(time_counter==0)

{

BEEP=1;

TIM3_CR1=0x00; //关闭计数

}

Ring_Beep();

}

/////////////////////按键扫描//////////////////////////

if(!KeyCanChange) //按键处理中标志位

return;

KeyCurrent=GetKeyValue();//获得当前键值 ，若没有按键按下 为高，

if(KeyCurrent!=KeyOld) //这里开始按键计时，若按键不同就使 KeyNoChangedTime为0，开始计数按键按下时间

{ //这里判断是否按键改变

KeyNoChangedTime=0;

KeyOld=KeyCurrent;

return;

}

else

{

KeyNoChangedTime++; //按键计时

if(KeyNoChangedTime>=1) //若按键按下时间足够，

{

KeyNoChangedTime=1;

KeyPress=KeyOld; //就保存该键值

KeyDown|=(~KeyLast)&(KeyPress); //按键为0 这里指定位置1，表示该键被按下

KeyUp|=KeyLast&(~KeyPress); //按键为 指定位置1，表示上次按键松开

KeyLast=KeyPress;

}

}

}

这个按键扫描驱动比较强大。可以感应按键的按下和松开。去抖动性能比较好。

现在介绍main函数，硬件启动后，执行到main函数，我们在main函数中实现硬件的初始化，外围芯片的初始化。然后显示启动画面。之后进入主菜单页面。Menu_show函数用于显示主菜单。界面为

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-》万年历

闹钟设置

调整时间

游戏

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然后就是进行菜单的选择。下面进行菜单介绍：

万年历。进入这个菜单后，主要就是读取DS1302的时间，并使用lcd显示出来。

闹铃设置。这里面将数据存在EEPROM中，每次进入万年历菜单和本菜单后，就将EEPROM中的数据读出，用于修改和比较。界面如下：

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闹铃设置

00:00:00

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调整时间。主要是对ds1302进行操作，设置时间。

游戏。