(精品)單片機多功能數(shù)字鐘畢業(yè)精品(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計)

基于單片機的數(shù)字鐘畢業(yè)論文摘要Abstract第1章 緒 論21.1 課題背景21.2 課題來源21.3 本章小結(jié)3第2章 MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)42.1 控制器42.2 存儲器的結(jié)構(gòu)42.3 并行I/O口52.4 時鐘電路與時序52.5 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域62.6 本章小結(jié)6第3章 電路的硬件設(shè)計73.1 復(fù)位電路73.2 時鐘電路73.3 按鍵電路83.4 相關(guān)控制電路93.4.1 控制打鈴電路93.4.2 時間表顯示電路93.5 數(shù)碼管顯示電路103.6 電源電路設(shè)計103.7 本章小結(jié)10第4章 電路的軟件設(shè)計114.1 軟件程序內(nèi)容114.2 軟件流程圖114.3 定時程序設(shè)計124.3.1實時時鐘實現(xiàn)的基本方法134.3.2 實時時鐘程序設(shè)計步驟134.4程序說明134.5 本章小結(jié)14第5章 結(jié)論與展望155.1 結(jié)論155.2 單片機的發(fā)展趨勢15參考文獻17附錄 18第1章 緒 論1.1 課題背景單片機自1976年由Intel公司推出MCS-48開始，迄今已有二十多年了。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計算機中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。本文討論的單片機多功能定時器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個可編程的計時定時系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強等特點。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。20世紀80年代中期以后，Intel公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準確地說是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機。這些兼容機與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而，常用80C51系列來稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機，它們對8051單片機一般都作了一些擴充，更有特點。其功能和市場競爭力更強，不該把它們直接稱呼為MCS-51系列單片機，因為MCS只是Intel公司專用的單片機系列型號。MCS-51系列及80C51單片機有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強型、低功耗型、專用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲器型。1.2 課題來源在日常生活和工作中，我們常常用到定時控制，如擴印過程中的曝光定時等。早期常用的一些時間控制單元都使用模擬電路設(shè)計制作的，其定時準確性和重復(fù)精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機性能價格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。它功能強大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?，可以?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備都有自己的控制器，使用起來很不方便。根據(jù)這種實際情況，設(shè)計了一個單片機多功能定時系統(tǒng)，它可以避免多種控制器的混淆，利用一個控制器對多路電器進行控制，同時又可以進行時鐘校準和定點打鈴。它可以執(zhí)行不同的時間表（考試時間和日常作息時間）的打鈴，可以任意設(shè)置時間。這種具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動，擴大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。1.3 本章小結(jié)本文介紹的設(shè)計是針對教學(xué)所用的多功能定時器，可以完成教學(xué)所需的功能。該定時器操作簡單，功能齊全，是單片機智能化的一種應(yīng)用。第2章 MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)MCS-51單片機是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM/EPROM）、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（SFR）。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方式。2.1 控制器控制器是單片機的指揮控制部件，控制器的主要任務(wù)是識別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機各功能部件，從而保證單片機各部分能自動而協(xié)調(diào)地工作。單片機執(zhí)行指令是在控制器的控制下進行的。首先從程序存儲器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送至指令譯碼器進行譯碼，譯碼結(jié)果送定時控制邏輯電路，由定時控制邏輯產(chǎn)生各種定時信號和控制信號，再送到單片機的各個部件去進行相應(yīng)的操作。這就是執(zhí)行一條指令的全過程，執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這一過程?？刂破髦饕ǔ绦蛴嫈?shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時序控制邏輯電路。2.2 存儲器的結(jié)構(gòu)MCS-51單片機存儲器采用的是哈佛結(jié)構(gòu),即程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間截然分開,程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式,尋址空間和控制系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)對于單片機面向控制的實際應(yīng)用極為方便,有利.在8051/8751彈片擊中,不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器,而且還具有極強的外存儲器的擴展能力,尋址能力分別可達64KB,尋址和操作簡單方便.MCS-51的存儲器空間可劃分為如下幾類:1. 程序存儲器單片機系統(tǒng)之所以能夠按照一定的次序進行工作,主要是程序存儲器中存放了經(jīng)調(diào)試正確的應(yīng)用程序和表格之類的固定常數(shù)。程序?qū)嶋H上是一串二進制碼,程序存儲器可以分為片內(nèi)和片外兩部分。8031由于無內(nèi)部存儲器,所以只能外擴程序存儲器來存放程序。MCS-51單片機復(fù)位后,程序存儲器PC的內(nèi)容為0000H,故系統(tǒng)必須從0000H單元開始取指令,執(zhí)行程序.程序存儲器中的0000H地址是系統(tǒng)程序的啟動地址.一般在該單元存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令,跳向用戶設(shè)計的主程序的起始地址。2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器MCS-51單片機內(nèi)部有128個字節(jié)的隨機存取存儲器RAM,作為用戶的數(shù)據(jù)寄存器,它能滿足大多數(shù)控制型應(yīng)用場合的需要,用作處理問題的數(shù)據(jù)緩沖器。MCS-51單片機的片內(nèi)存儲器的字節(jié)地址為00H-7FH.MCS-51單片機對其內(nèi)部RAM的存儲器有很豐富的操作指令,從而使得用戶在設(shè)計程序時非常方便。地址為00H-1FH的32個單元是4組通用工作寄存器區(qū),每個區(qū)含8個8位寄存器,編號為R7-R0。用戶可以通過指令改變PSW中的RS1,RS0這二位來切換當(dāng)前的工作寄存器區(qū),這種功能給軟件設(shè)計帶來極大的方便,特別是在中斷嵌套時,為實現(xiàn)工作寄存器現(xiàn)場內(nèi)容保護提供了極大的方便。3. 特殊功能寄存器(SFR-Special Function Register)特殊功能寄存器反映了MCS-51單片機的狀態(tài),實際上是MCS-51單片機各功能部件的狀態(tài)及控制寄存器.SFR綜合的,實際的反應(yīng)了整個單片機基本系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài)及工作方式.SFR實質(zhì)上是一些具有特殊功能的片內(nèi)RAM單元,字節(jié)地址范圍為80H-FFH.特殊功能寄存器的總數(shù)為21個,離散的分布在該區(qū)域中,其中有些SFR還可以進行位尋址.128個字節(jié)的SFR塊中僅有21個字節(jié)是由定義的.對于尚未定義的字節(jié)地址單元,用戶不能作寄存器使用,若訪問沒有定義的單元,則將得到一個不確定的隨機數(shù).2.3 并行I/O口MCS-51單片機共有4個雙向的8位并行I/O端口（Port），分別記作P0-P3，共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器所組成。實際上P0-P3已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。P0口是雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用口，可驅(qū)動8個LS型TTL負載。P1口是8位準雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS 型負載。P2口是8位準雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。P3口是8位準雙向I/O口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個LS型TTL負載。P1口、P2口、P3口各I/O口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這3個準雙向I/O口做輸入口使用時，要向該口先寫“1”，另外準雙向I/O口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài)I/O 口。2.4 時鐘電路與時序時鐘電路用于產(chǎn)生MCS-51單片機工作時所必需的時鐘信號。MCS-51單片機本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證同步工作方式的實現(xiàn)，MCS-51單片機應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下，嚴格地按時序執(zhí)行進行工作，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各個信號的關(guān)系。在執(zhí)行指令時，CPU首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼，并由時序電路產(chǎn)生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定的操作。CPU發(fā)出的時序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個功能部件的控制，這列信號很多。另一類用于片外存儲器或I/O端口的控制，這部分時序?qū)τ诜治?、設(shè)計硬件接口電路至關(guān)重要。這也是單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計者普遍關(guān)心的問題。2.5 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域單片機應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為以下幾個方面。1智能儀表用單片機系統(tǒng)取代老式的測量、控制儀表，實現(xiàn)從模擬儀表向數(shù)字化、智能化儀表的轉(zhuǎn)化，如各種溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、電能計量儀表等。 2. 測控系統(tǒng) 用單片機取代原有的復(fù)雜的模擬數(shù)字電路，完成各種工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等工作。 3電能變換 應(yīng)用單片機設(shè)計變頻調(diào)速控制電路。 4通信 用單片機開發(fā)通信模塊、通信器材等。 5機電產(chǎn)品 應(yīng)用單片機檢測、控制傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，控制智能化，提高了機電產(chǎn)品的可靠性，增強了產(chǎn)品的功能。 6智能接口在數(shù)據(jù)傳輸中，用單片機實現(xiàn)外部設(shè)備與微機通信。2.6 本章小結(jié) 本章介紹了單片機的一些基本硬件結(jié)構(gòu)。單片機是微計算機的一個分支，在原理和結(jié)構(gòu)上，單片機與微型機之間沒有根本性的差別，而且微計算機的許多技術(shù)都被單片機繼承下來。單片機的基本結(jié)構(gòu)依然是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。第3章 電路的硬件設(shè)計3.1 復(fù)位電路 MCS-51單片機的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是種簡單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個電容到VCC，接一個電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時，復(fù)位電路通過電容加到RST復(fù)位引腳一個短暫的高電平信號，這個復(fù)位信號隨著VCC對電容的充電過程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間。電路圖如下：上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。3.2 時鐘電路時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。本文用的是內(nèi)部時鐘方式。電路圖如下：MCS-51單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。3.3 按鍵電路 按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過程在相應(yīng)的I/O端口形成一個負脈沖。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。抖動持續(xù)時間的常長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般在5-10ms之間。為了避免CPU多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動。本文采用的是獨立式按鍵，直接用I/O口線構(gòu)成單個按鍵電路，每個按鍵占用一條I/O口線，每個按鍵的工作狀態(tài)不會產(chǎn)生互相影響。 電路圖如下： P1.0口表示功能移位鍵，按鍵選擇要調(diào)整的時十位、時個位、分十位或分個位。 P1.1口表示數(shù)字“+“鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字加1。 P1.2口表示數(shù)字“-”鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字減1。 P1.3口表示時間表的切換，程序默認為日常時間表，當(dāng)按下該開關(guān)，使輸入為低電平時，表示當(dāng)前執(zhí)行的是考試時間表，并有綠發(fā)光二極管顯示。再按鍵，使鍵抬起，輸入維高電平時，表示當(dāng)前執(zhí)行的是日常作息時間表，用紅發(fā)光二級管顯示。3.4 相關(guān)控制電路3.4.1 控制打鈴電路P1.5口控制繼電器進而控制電鈴工作。當(dāng)時鐘當(dāng)前的時間和當(dāng)前所執(zhí)行的時間表的時間一致時，相應(yīng)得標志位為1，P1.5口輸出高電平，控制繼電器閉合，從而合上開關(guān)，啟動電鈴進行打鈴。打鈴一定時間，標志位置0，P1.5輸出低電平，繼電器打開，電鈴?fù)Ｖ构ぷ?。電路圖如下：3.4.2 時間表顯示電路因為該電路可以執(zhí)行兩個時間表，即正常作息時間表和考試時間表。為了能夠從外觀上看出當(dāng)前正在執(zhí)行的是那種時間表。為此，在電路中加上了紅、綠兩個不同的發(fā)光二極管，當(dāng)紅發(fā)光二極管接通時，表示當(dāng)前正在執(zhí)行日常作息時間表；當(dāng)綠發(fā)光二極管接通時則表示當(dāng)前正在執(zhí)行的是考試時間表。有了紅綠兩發(fā)光二極管表示，就可以明顯看出當(dāng)前執(zhí)行的是何種時間表，不會混淆。電路圖如下： 3.5 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機接口簡單，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。1.數(shù)碼管的工作原理數(shù)碼管是由8個發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽極連在一起，稱為共陽極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連在一起，稱為共陰極數(shù)碼管。本文用到的6個數(shù)碼管均是共陰極的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，它就會發(fā)光。每個二極管就是一個筆劃，若干個二極管發(fā)光時，就構(gòu)成了一個顯示字符。將單片機的I/O口控制相應(yīng)的芯片與數(shù)碼管的a-g相連，高電平的位對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，這樣，由I/O口輸出不同的代碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。本文的6個數(shù)碼管均采用動態(tài)顯示方式，顯示當(dāng)前的時間。整個顯示電路應(yīng)用了2個164芯片，1個244芯片。第一個164芯片把從單片機傳出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。164只能存儲8位數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)單片機輸出第9-14位數(shù)據(jù)的時候，第一個164芯片中的8位數(shù)據(jù)就被傳到第二個164芯片中，這8位數(shù)據(jù)就是段選信號，控制數(shù)碼管將要顯示的字符。第9-14位數(shù)據(jù)輸出后，控制244芯片的單片機的P1.7口置為高電平，244芯片選通。這六位數(shù)據(jù)經(jīng)過244芯片以后是片選信號，即控制動態(tài)顯示的是哪一位數(shù)碼管。在片選信號和段選信號的控制下，數(shù)碼管就正確的動態(tài)顯示當(dāng)前的時間。3.6 電源電路設(shè)計電源電路包括變壓器、橋式整流器、電容和穩(wěn)壓器。通過變壓器變壓，使得220V電壓變?yōu)? V，在通過橋式整流，電容的濾波作用，穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓作用，可輸出5V的穩(wěn)定電壓。3.7 本章小結(jié)本章介紹的是本設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)，單片機的相關(guān)I/O口輸入輸出就可以實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。還介紹了單片機的復(fù)位電路和時鐘電路。第4章 電路的軟件設(shè)計4.1 軟件程序內(nèi)容本設(shè)計的軟件程序包括主程序、中斷子程序、打鈴子程序、時鐘顯示子程序、查詢時間表切換程序和延時子程序等等。另外由于電路中有四個按鍵，還另外設(shè)計了防抖動程序來防止干擾。4.2 軟件流程圖軟件程序整個流程圖如下：開始初始化是是否按時間表切換鍵切換時間表查詢功能移位鍵否調(diào)整時間是是否與時間表時間匹配調(diào)用打鈴子程序否4.3 定時程序設(shè)計單片機的定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部，即每個機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，也就是每經(jīng)過1個機器周期的時間，計數(shù)器加1。如果MCS-51采用的12MHz晶體，則計數(shù)頻率為1MHz，即每過1us的時間計數(shù)器加1。這樣可以根據(jù)計數(shù)值計算出定時時間，也可以根據(jù)定時時間的要求計算出計數(shù)器的初值。MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器具有4種工作方式，其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對特殊功能寄存器的編程，可以方便的選擇定時器/計數(shù)器兩種工作模式和4種工作方式。定時器/計數(shù)器工作在方式0時，為13位的計數(shù)器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所構(gòu)成。TLX低5位溢出則向THX進位，THX計數(shù)溢出則置位TCON中的溢出標志位TFX.當(dāng)定時器/計數(shù)器工作于方式1，為16位的計數(shù)器。本設(shè)計師單片機多功能定時器，所以MCS-51內(nèi)部的定時器/計數(shù)器被選定為定時器工作模式，計數(shù)輸入信號是內(nèi)部時鐘脈沖，每個機器周期產(chǎn)生一個脈沖使計數(shù)器增1。4.3.1實時時鐘實現(xiàn)的基本方法時鐘的最小計時單位是秒，但使用定時器的方式1，最大的定時時間也只能達到131ms。我們可把定時器的定時時間定為50ms。這樣，計數(shù)溢出20次即可得到時鐘的最小計時單位：秒。而計數(shù)20次可以用軟件實現(xiàn)。秒計時是采用中斷方式進行溢出次數(shù)的累積，計滿20次，即得到秒計時。從秒到分，從分到時是通過軟件累加并進行比較的方法來實現(xiàn)的。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內(nèi)容加1；“秒”單元滿60，則“分”單元中的內(nèi)容加1；“分”單元滿60，則“時”單元中的內(nèi)容加1；“時”單元滿24，則將時、分、秒的內(nèi)容全部清零。4.3.2 實時時鐘程序設(shè)計步驟（1）選擇工作方式，計算初值；（2）采用中斷方式進行溢出次數(shù)累計；（3）從秒分時的計時是通過累加和數(shù)值比較實現(xiàn)的；（4）時鐘顯示緩沖區(qū)：時鐘時間在方位數(shù)碼管上進行顯示，為此在內(nèi)部RAM中要設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共6個地址單元。顯示緩沖區(qū)從左到右依次存放時、分、秒數(shù)值；（5）主程序：主要進行定時器/計數(shù)器的初始化編程，然后反復(fù)調(diào)用顯示子程序的方法等待中斷的到來。（6）中斷服務(wù)程序：進行計時操作（7）加1子程序：用于完成對時、分、秒的加操作，中斷服務(wù)程序在秒、分、時加1時共有三種條調(diào)用加1子程序，包括三項內(nèi)容：合字、加1并進行十進制調(diào)整、分字。4.4程序說明在整個系統(tǒng)中，在單片機的30H、31H和32H中存儲當(dāng)前時間的小時、分鐘和秒。由于要用數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時間，必須用到分字和合字，因此在33H、34H、35H、36H、37H和38H中存儲當(dāng)前時間的時十位、時個位、分十位、分個位、秒十位和秒個位，方便顯示。本設(shè)計有由四個輕觸按鍵組成的小鍵盤，這些按鍵可以任意改變當(dāng)前的狀態(tài)。按功能移位鍵一次，表示當(dāng)前要校對小時的十位；按第二次，表示當(dāng)前校對的是小時的個位；按第三次，則表示校對的是分鐘的十位；第四次，表示的校對的是分鐘的個位。按下數(shù)字“+” 鍵和數(shù)字“-”鍵可在當(dāng)前校對的數(shù)字上相應(yīng)加上1或者減去1。本設(shè)計采用查表方式，在程序里預(yù)先存儲兩個表格，即日常作息時間表和考試時間表，可以通過手動按鍵來選擇所要執(zhí)行的時間表。并且用紅、綠發(fā)光二極管來區(qū)別當(dāng)前所執(zhí)行的時間表。系統(tǒng)開機后，按功能移位鍵就可以調(diào)整當(dāng)前的時間，整個系統(tǒng)操作簡單，功能明確。顯示數(shù)據(jù)時，先把要顯示的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)SBUF中，再從SBUF中顯示。串行口緩沖寄存器SBUF器是可直接尋址的專用寄存器。在物理上，它對應(yīng)著兩個寄存器，一個發(fā)送寄存器，一個接收寄存器。CPU寫SBUF，就是修改發(fā)送寄存器；讀SBUF，就是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數(shù)據(jù)之前，CPU未能及時響應(yīng)接收器的中斷，沒有把上一幀數(shù)據(jù)讀走，而產(chǎn)生兩幀數(shù)據(jù)重疊的問題。對于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖，因為發(fā)送時CPU是主動的，不會產(chǎn)生寫重疊的問題。4.5 本章小結(jié) 這一章介紹了本設(shè)計的軟件設(shè)計，所有的功能在流程圖里清晰的表現(xiàn)了出來，體現(xiàn)了設(shè)計的合理性、可實現(xiàn)性。第5章 結(jié)論與展望5.1 結(jié)論單片機多功能定時系統(tǒng)理論上能很好的達到了學(xué)校教學(xué)要求，發(fā)揮了單片機在智能化方面的應(yīng)用。該系統(tǒng)的設(shè)計很好的滿足當(dāng)前學(xué)校教學(xué)的需要，是一個理想的智能化的設(shè)計。它具有一個走時精確的實時鐘，可以任意設(shè)置時間，可以控制時間表的轉(zhuǎn)換，時鐘的顯示功能等?？梢酝ㄟ^按鍵操作和數(shù)字顯示。該系統(tǒng)規(guī)模小，但是功能較多，操作簡單，造價低，應(yīng)用非常廣泛。該系統(tǒng)的設(shè)計為向家庭數(shù)字化方向發(fā)展又前進了一步。同時又擴大了單片機的應(yīng)用領(lǐng)域。5.2 單片機的發(fā)展趨勢 自單片機出現(xiàn)至今，單片機技術(shù)已走過了幾十年的發(fā)展路程?？v觀幾十年來單片機發(fā)展歷程可以看出，單片機技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，拉動廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出比微處理器更具個性的發(fā)展趨勢：1.采用先進結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)高性能在過去的一段時間內(nèi)，單片機的指令運行速度一直在10MIPS以下，這對于應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的單片機來說是足夠了，但當(dāng)單片機被應(yīng)用在通訊及DSP領(lǐng)域作為高速運算、編碼或解碼時，就會出現(xiàn)因指令運行速度不夠而限制單片機應(yīng)用的情形，因此提高單片機指令運行速度已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。2.進一步降低功耗、基于80C51的飛利浦低功率、低系統(tǒng)成本微控制器51LPC系列是業(yè)界推動單片機向低功耗方向發(fā)展的主導(dǎo)單片機系列之一。51LPC系列單片機采用以下三種方法降低功耗：（1）使系統(tǒng)進入空閑模式，在空閑模式下，只有外圍器件在工作，任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式；（2）使系統(tǒng)進入低功耗模式，在低功耗模式下，振蕩器停止工作，是功耗降到最?。?）使系統(tǒng)進入低電壓EPROM操作；EPROM包含了模擬電路，當(dāng)Vcc高于4V時，可通過軟件使這些模擬電路掉電以降低功耗，在上電情況下可使系統(tǒng)退出該模式。3.采用Flash Memory隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷進步，MPU的Flash版本逐漸替代了原有的OTP版本。Flash MPU具有以下優(yōu)點：與多次可編程的窗口式EPROM相比，F(xiàn)lash MPU的成本要低得多；在系統(tǒng)編程能力以及產(chǎn)品生產(chǎn)方面提供了靈活性，因為Flash MPU可在編程后面再次以新代碼重新編程；可減少已編程器件的報廢和庫存；有助于生產(chǎn)廠商縮短設(shè)計周期，使終端用戶產(chǎn)品和、更具有競爭力。4.集成更多功能及兼容性目前單片機的另一個發(fā)展趨勢是在芯片上集成更多的功能。如模擬功能，包括模擬比較器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等。具體表現(xiàn)在：兼容性作為設(shè)計的第一考慮；額外的新的特點是透明的；使用同一種編程器；OTP使器件快速提升及標準化成為可能。5.強抗干擾能力不斷加強抗干擾能力是單片機進一步發(fā)展的必然趨勢。ST