基于51單片機(jī)LCD1602數(shù)字鐘

1、基于51單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘 實(shí)訓(xùn)單位: 系 別: 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 姓 名: 56摘 要本文介紹了基于at89c51單片機(jī)的數(shù)字式時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，詳細(xì)敘述了系統(tǒng)硬件、軟件的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。本文在硬件、軟件設(shè)計(jì)上均采用模塊化的方法，使得在設(shè)計(jì)和調(diào)試方面取得很大的方便。軟件同樣采用模塊化的設(shè)計(jì)，包括中斷模塊、時(shí)間調(diào)整模塊等設(shè)計(jì)，并采用簡(jiǎn)單流通性強(qiáng)的c語(yǔ)言編寫實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了時(shí)、分、秒的顯示和時(shí)間修改的功能。通過(guò)對(duì)比實(shí)際的時(shí)鐘，查找出誤差的來(lái)源，確定調(diào)整誤差的方法，盡可能的減少誤差，使得系統(tǒng)可以達(dá)到實(shí)際數(shù)字鐘的允許誤差范圍內(nèi)。關(guān)鍵字：at89c51單片機(jī)；數(shù)字鐘；模塊化；目 錄1 緒 論11.1 課題

2、背景11.2 課題意義21.3 數(shù)字式時(shí)鐘的應(yīng)用21.4 本章小結(jié)32 單片機(jī)簡(jiǎn)介32.1 單片機(jī)的選擇32.1.1 單片機(jī)的特點(diǎn)52.1.2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域52.2 at89c51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)62.3 本章小結(jié)113 數(shù)字式時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì)123.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)133.2 數(shù)字式時(shí)鐘的外圍電路設(shè)計(jì)143.3 本章小結(jié)194 數(shù)字式時(shí)鐘的軟件設(shè)計(jì)194.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容194.2主程序204.3時(shí)鐘設(shè)置子程序224.4中斷子程序244.5 lcd顯示子程序244.6 本章小結(jié)265 數(shù)字式時(shí)鐘的protues軟件仿真265.1 protues軟件的概述265.2 protues軟件的

3、功能特點(diǎn)275.3 protues軟件具有4大功能模塊275.4 數(shù)字式時(shí)鐘的proteus軟件仿真295.5 本章小結(jié)35結(jié) 論36致 謝37單片機(jī)介紹37附錄421 緒 論1.1 課題背景單片機(jī)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(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的各個(gè)方面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為”。單片機(jī)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(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、pc機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機(jī)有兩種基本機(jī)構(gòu)形式：一種是在通用微型

4、計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)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(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。本文討論的單片機(jī)多功能定時(shí)器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。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(jì)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、philps、analog、de

5、vices、dallas等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是mcs-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與mcs-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與8051的系統(tǒng)機(jī)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(lái)稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì)8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱為mcs-51單片機(jī)，因而mcs只是intel公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)。mcs-51系列及80c51單片機(jī)有很多種品種。它們引腳及指令系統(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(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分為以下幾類：基本型、增強(qiáng)型、

6、低功耗型、專用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型。1.2 課題意義在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程中的曝光定時(shí)等。早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的，其定時(shí)準(zhǔn)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(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)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(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒梢詷?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

7、，使用起來(lái)很不方便。根據(jù)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng)，他可以避免多種控制器的混淆，利用一個(gè)控制器對(duì)多路電器進(jìn)行控制，同時(shí)又可以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴。它可以執(zhí)行不同的時(shí)間表（考試時(shí)間和日常作息時(shí)間）的打鈴，可以任意設(shè)置時(shí)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(dòng)，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。1.3 數(shù)字式時(shí)鐘的應(yīng)用數(shù)字點(diǎn)鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確，一鐘多用等特點(diǎn)，在生活中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上已有現(xiàn)成的電子鐘集成電路芯片出售，價(jià)格便宜、使用也方便，但是人們對(duì)電子產(chǎn)品的應(yīng)用要求越來(lái)越高，數(shù)字鐘不但顯示當(dāng)前的時(shí)間，而且可以顯示日期、農(nóng)歷、以及星期等，給人

8、們的生活帶來(lái)了方便。另外數(shù)字鐘還具備秒表和鬧鐘的功能，且鬧鐘鈴聲可自選，使一款電子鐘具備了多媒體的色彩。時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺憾無(wú)傷大雅。但是一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使電子鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。1.4 本章小結(jié)本章主要介紹了單片機(jī)

9、的歷史發(fā)展過(guò)程，單片機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展給人們帶來(lái)了那些影響。以及數(shù)字鐘在日常生活中的具體應(yīng)用給日常生活帶來(lái)的方便。2 單片機(jī)簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)的主要思想：使用整個(gè)單片機(jī)作為中央控制器，由單片機(jī)執(zhí)行采集時(shí)鐘芯片的時(shí)間信號(hào)并通過(guò)顯示模塊來(lái)輸出信號(hào)及相關(guān)的控制功能。時(shí)鐘芯片產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，利用單片機(jī)的i/o口傳輸給單片機(jī)；并通過(guò)i/o口實(shí)現(xiàn)lcd的顯示。系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)按鍵可以對(duì)時(shí)、分、秒、進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)框圖如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)整體框圖2.1 單片機(jī)的選擇隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，單片機(jī)也在不斷更新?lián)Q代，并成為電子系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，信息處理，通信聯(lián)絡(luò)和實(shí)施控制的重要器件。單片機(jī)技術(shù)已滲入到了各個(gè)領(lǐng)

10、域，在智能儀器儀表，工業(yè)監(jiān)測(cè)控制，電力電子，汽車電子等方面得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了巨大的成果。在今后若干年，mcs-51單片機(jī)的應(yīng)用仍將占主要地位，仍然是我國(guó)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的主流機(jī)型。現(xiàn)今各個(gè)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員都應(yīng)掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)。單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件cpu、內(nèi)存內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)。單片機(jī)是將中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器。只讀存儲(chǔ)器，定時(shí)器芯片和i/o接口電路集成于一個(gè)芯片上的微控制器。單片機(jī)也被稱為微控制器（microcontroler），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅

11、有cpu的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和cpu集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。intel的z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的cd4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大pcb板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)

12、果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)是通過(guò)你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！單片機(jī)的組成如圖 2-2：圖 2-2 單片機(jī)組成框圖目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能ic卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。2.1.1 單片

13、機(jī)的特點(diǎn)（1）控制性能和可靠性高實(shí)時(shí)控制功能特別強(qiáng)，其cpu可以對(duì)i/o端口直接進(jìn)行操作，位操作能力更是其它計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。另外，由于cpu、存儲(chǔ)器及i/o接口集成在同一芯片內(nèi)，各部件間的連接緊湊，數(shù)據(jù)在傳送時(shí)受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響，所以單片機(jī)的可靠性非常高。近期推出的單片機(jī)產(chǎn)品，內(nèi)部集成有高速i/o口、adc、pwm、wdt等部件，并在低電壓、低功耗、串行擴(kuò)展總線、控制網(wǎng)絡(luò)總線和開發(fā)方式（如在系統(tǒng)編程isp）等方面都有了進(jìn)一步的增強(qiáng)。（2）體積小、價(jià)格低、易于產(chǎn)品化單片機(jī)芯片即是一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī)，對(duì)于批量大的專用場(chǎng)合，一方面可以在眾多的單片機(jī)品種間進(jìn)行匹配選擇；同時(shí)還

14、可以專門進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，使芯片的功能與應(yīng)用具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在單片機(jī)產(chǎn)品的引腳封裝方面，有的單片機(jī)引腳已減少到8個(gè)或更少,從而使應(yīng)用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安裝簡(jiǎn)單方便。2.1.2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、

15、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。（3）在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。（4）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的

16、通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。（5）單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。本次我們?cè)O(shè)計(jì)選用的是at89c51系列單片機(jī)，是由atmel公司生產(chǎn)的。2.2 at89c51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2.1 at89c51單片機(jī)簡(jiǎn)介at89c51是一種帶4k字節(jié)flash存儲(chǔ)器（fperomflas

17、h programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。at89c51的引腳封裝概述圖2-3 89c51的引腳封裝（1）主電源引腳:vcc(40腳)：接+5 v

18、電源正端。vss(20腳)：接+5 v電源地端。（2）時(shí)鐘電路引腳：外接晶體振蕩器，不能超過(guò)24m；需加微調(diào)電容，一般為30pf；xtal1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部振蕩器的輸入端。xtal2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸空。（3）復(fù)位電路引腳rst/vpd:rst是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。rst引腳的第二功能是備用電源的輸入

19、端。單片機(jī)在開機(jī)時(shí)或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。復(fù)位作用是使cpu以及其他功能部件，如串行口，中斷都恢復(fù)到一個(gè)確定初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。復(fù)位電路有兩種：上電、按鈕復(fù)位，考慮到各部件影響，采用按鈕復(fù)位，當(dāng)電阻給電容充電，電容的電壓為高電平，當(dāng)按下按鈕時(shí)芯片復(fù)位腳近似低電平，于是芯片復(fù)位。（4）控制信號(hào)引腳：ale/prog:(address latch enable/ programming)地址鎖存允許信號(hào)端，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，ale引腳不斷向外輸出正弦脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。cpu訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ale作為鎖存

20、低8位地址的控制信號(hào)。此引腳的第二功能prog作為8751編程脈沖輸入端使用。psen：(program store enable)在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。ea/vpp：(enable address/voltage pulse of programming)當(dāng)ea接高電平時(shí)，cpu訪問(wèn)片內(nèi)rom，并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng)pc（程序計(jì)數(shù)器）的值超過(guò)4k時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)ea腳接低電平時(shí)，cpu只訪問(wèn)片外rom并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。vpp是對(duì)8751片內(nèi)rom固化程序時(shí)，作為施加較高編程電

21、壓（12v21v）的輸入端7。（5）輸入輸出引腳：p0-p3：4個(gè)8位雙向輸入輸出端口，每個(gè)端口都有鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。4個(gè)端口都可以做輸入輸出口使用，其中，p0和p2通常用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。在這種方式下，把p0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用，分時(shí)輸出外部存儲(chǔ)器的地址和傳送8位數(shù)據(jù)。當(dāng)擴(kuò)充外部存儲(chǔ)器的地址為16位時(shí)，p2口作為地址總線的高8位地址使用。1)p0口(39-32腳)：p0.0-p0.7統(tǒng)稱為p0口。在不接片外存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展i/o口時(shí)，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展i/o口時(shí)，p0口分時(shí)復(fù)用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。2) p1口(1-8腳)：p1.0

22、-p1.7統(tǒng)稱為p1口，可作為準(zhǔn)雙向i/o口使用。對(duì)于52子系列，p1.0與p1.1還有第二功能：p1.0可用作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端t2，p1.1可用作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部控制端t2ex。3) p2口(21-28腳)：p2.0-p2.7統(tǒng)稱為p2口，一般可作為準(zhǔn)雙向i/o口使用；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展i/o口且尋址范圍超過(guò)256字節(jié)時(shí)，p2口用作高8位地址總線。4) p3口(10-17腳)：p3.0-p3.7統(tǒng)稱為p3口。除作為準(zhǔn)雙向i/o口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且p3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。2.2.2 at89c51單片機(jī)工作的

23、基本時(shí)序機(jī)器周期和指令周期：1. 振蕩周期: 也稱時(shí)鐘周期, 是指為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)的振蕩源的周期。2. 狀態(tài)周期: 每個(gè)狀態(tài)周期為時(shí)鐘周期的 2 倍, 是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。（3） 機(jī)器周期: 一個(gè)機(jī)器周期包含 6 個(gè)狀態(tài)周期s1s6, 也就是 12 個(gè)時(shí)鐘周期。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi), cpu可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作。 （4） 指令周期: 它是指cpu完成一條操作所需的全部時(shí)間。 每條指令執(zhí)行時(shí)間都是有一個(gè)或幾個(gè)機(jī)器周期組成。mcs - 51 系統(tǒng)中, 有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。2.2.3 at89c51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)器配置（1）at89c51單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)cpu

24、：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；ram：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；rom：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；i/o口：四個(gè)8位并行i/o口，既可用作輸入，也可用作輸出；t/c：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式。圖2-4 mcs-51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（2）at89c51單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置 圖2-5 單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器配置從用戶的角度存儲(chǔ)器分3個(gè)邏輯地址空間：1）片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64kb程序存儲(chǔ)器地址空間0000hffffh即（a）圖；2）256b的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間00hffh（包括低12

25、8b的內(nèi)部ram地址00h7fh和高128b的特殊功能寄存器地址空間）即（b）圖；3）64kb的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或擴(kuò)展i/o接口地址空間0000hffffh；4）畫出ram的組成；ram共有256個(gè)單元，按功能分為兩部分低128單元（單元地址00h7fh）和高128單元（單元地址80hffh）。其中高128單元是供給專用寄存器使用，因這些寄存器的功能已作為專門規(guī)定故此稱之為特殊功能寄存器sfr11個(gè)sfr有位尋址作用，而且要說(shuō)明低128單元是單片機(jī)的真正ram存儲(chǔ)器。表2.1 ram的組成30h7fh通用ram區(qū)20h2fh位尋址區(qū)（00h7fh）18h1fh工作寄存器3區(qū)（r7r0）10h17

26、h工作寄存器2區(qū)（r7r0）08h0fh工作寄存器1區(qū)（r7r0）00h07h 工作寄存器 0區(qū)（r7r0）低128單元是單片機(jī)的真正ram存儲(chǔ)器，按其用途劃分為三個(gè)區(qū)域：（1）通用寄存器區(qū) 通用寄存器為cpu提供了就近數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的便利，有利于提高單片機(jī)的運(yùn)算速度。此外，使用通用存儲(chǔ)器還能提高程序編制的靈活性，因此在單片機(jī)的應(yīng)用編程中應(yīng)充分利用這些寄存器，以簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，提高程序運(yùn)行速度。（2）位尋址區(qū)內(nèi)部ram的20h2fh單元，即可作為一般ram單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。（3）工作寄存區(qū)用戶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。2.3 本章小結(jié)本章節(jié)先介紹單片機(jī)

27、的發(fā)展及其在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用，然后再詳細(xì)講解了單片機(jī)內(nèi)部各引腳的作用，如 i/0口,xtal1、xtal2晶振接口，vcc電源接口端等等，為進(jìn)一步理解單片機(jī)的功能打下初步的基礎(chǔ)；最后提到了單片機(jī)的存儲(chǔ)器rom、ram在單片機(jī)運(yùn)行中的作用，為我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)單片機(jī)有很好的幫助。通過(guò)這章單片機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以讓我們對(duì)單片機(jī)從抽象到具體的一個(gè)認(rèn)識(shí)，也為下面章節(jié)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3 數(shù)字式時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì)本章節(jié)主要介紹數(shù)字式時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì)，從單片機(jī)最小系統(tǒng)出發(fā)，然后講解該設(shè)計(jì)的外圍電路設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的外圍電路包括時(shí)鐘電路模塊，lcd顯示模塊，電源模塊，按鍵模塊以及復(fù)位電路模塊，通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊的詳細(xì)介

28、紹，讓我們對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案有一個(gè)深入的了解。整個(gè)數(shù)字式時(shí)鐘的硬件設(shè)計(jì)電路圖如圖3-1所示。圖3-1 數(shù)字式時(shí)鐘硬件整體圖3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)要正常運(yùn)行，必須具備一定的硬件條件，其中最主要的就是三個(gè)條件：（1）電源正常；（2）時(shí)鐘正常；（3）復(fù)位正常。at89c51的引腳如圖3-2所示，在at89c51單片機(jī)的40個(gè)引腳中，電源引腳兩根，晶振引腳2根，控制引腳4根，可編程輸入輸出引腳32根。(1)工作電源電源是單片機(jī)工作的動(dòng)力源泉，對(duì)應(yīng)的接線方法為：40引腳（vcc）電源引腳，工作是接+5電源，20引腳（gnd）為接地線。(2)時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)算與控制過(guò)程都

29、是在同一的時(shí)序脈沖的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的，時(shí)鐘電路就好比人的心臟一樣重要。當(dāng)采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，連接方法如圖3-1所示，在晶振xtal(19引腳)和xtal(18引腳)之間接入一個(gè)晶振，兩個(gè)引腳對(duì)地分別再接入一個(gè)電容可產(chǎn)生所需的時(shí)鐘信號(hào)，電容的容量一般取30pf。圖 3-2 at89c51的最小系統(tǒng)(3)復(fù)位電路在復(fù)位引腳（9引腳）持續(xù)出現(xiàn)24個(gè)振蕩器脈沖周期（即2個(gè)機(jī)器周期）的高電平信號(hào) 將使單片機(jī)復(fù)位。如圖3-1所示，電容c和電阻r構(gòu)成了單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位電路。復(fù)位后，單片機(jī)從0000h單元開始執(zhí)行程序，并初始化一些專用寄存器為復(fù)位狀態(tài)值，受影響的專用寄存器如表3-1所示。表3.1 寄存器狀態(tài)表寄存器

30、狀態(tài)寄存器狀態(tài)pc000htcon00hacc00htl000hpsw00hth000hsp07htl100hdptr0000hth100hp0-p3ffhscon00hipxxx00000hsbuf不確定ieoxx00000hpcon0xxx0000htmod00h(4)控制引腳ea接法ea/vpp(31引腳)為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制引腳，當(dāng)ea為低電位時(shí)，單片機(jī)從外部存儲(chǔ)器取指令；當(dāng)ea接高電平時(shí)，從單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器取指令。at89c51單片機(jī)內(nèi)部有4kb可反復(fù)擦寫1000次以上的程序存儲(chǔ)器，因此要把ea接+5v高電平，讓單片機(jī)運(yùn)行內(nèi)部的程序，這樣就可以反復(fù)燒寫來(lái)驗(yàn)證程序了。這就是at

31、89c51單片機(jī)最小化系統(tǒng)的連接，只要把編寫好的程序燒寫到單片機(jī)內(nèi)部，并接上5v電源就可以正常運(yùn)行了，在17引腳上接上的發(fā)光二極管可以用來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)是否正常。3.2 數(shù)字式時(shí)鐘的外圍電路設(shè)計(jì)3.2.1 時(shí)鐘電路時(shí)鐘時(shí)單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。如圖3-3所示。圖3-3 單片機(jī)時(shí)鐘at89c51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳xtal1，輸出端為引腳xtal2.這兩個(gè)引腳跨界石英晶體振蕩器

32、和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。3.2.2 lcd顯示電路液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在字符型夜晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。本次設(shè)計(jì)，我們使用的是長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司smc1602a lcd液晶。1602a液晶實(shí)物如圖3-4，1602a主要參數(shù)如表3.2所示。 圖3-4 1602b液晶實(shí)物圖該模塊也可以只用d4-d7作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送。這樣的話，可以節(jié)省mcu的i/o口資源。1602a可以顯示2行16個(gè)字符，有8為數(shù)據(jù)總線d0-d7，和rs、r/w、en三個(gè)控制端口，工作電壓為5v,并且?guī)в凶址麑?duì)比度調(diào)節(jié)和背光。表3.2 16

33、02a液晶主要技術(shù)參數(shù)顯示容量162個(gè)字符芯片工作電壓4.55.5v工作電流2.0ma（5.0v）模塊最佳工作電壓5.0v字符尺寸2.954.35（wxh）mm該模塊也可以只用d4-d7作為四位數(shù)據(jù)分兩次傳送。這樣的話就可以節(jié)省mcu的i/o口資源。各引腳的功能見表3.3。表3.3 1602a液晶引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1vss電源地9d2data i/02vdd電源正極10d3data i/03vl液晶顯示偏壓信號(hào)11d4data i/04rs數(shù)據(jù)/命令選擇端（h/l）12d5data i/05r/w讀/寫選擇端（h/l）13d6data i/06e使能信號(hào)14d7data

34、i/07d0data i/015bla背光源正極8d1data i/016blk背光源負(fù)極從該模塊的正面看，引腳排列從右至左為：15引腳、16引腳，然后才是1至14引腳。vdd：電源正極，4.55.5v，通常使用5v電壓；vl：lcd對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為05v。接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，但對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“重影”，因此，通常使用一個(gè)10k的電位器來(lái)調(diào)整對(duì)比度，或者直接串接一個(gè)電阻到地；rs：mcu寫入數(shù)據(jù)或指令選擇端。mcu要寫入指令時(shí)，使rs為低電平；mcu要寫入數(shù)據(jù)時(shí)，使rs為高電平；r/w：讀寫控制端。r/w為高電平時(shí)，讀寫數(shù)據(jù)；r/w為低電平，寫入數(shù)據(jù)；e：

35、lcd模塊使能信號(hào)控制端。寫數(shù)據(jù)時(shí)，需要下降沿觸發(fā)模塊。d0-d7：8位數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果mcu的i/o口資源緊張的話，該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線d4-d7接口傳送數(shù)據(jù)。bla：led背光正極。需要背光時(shí)，bla串接一個(gè)限流電阻接vdd，blk接地，實(shí)測(cè)該模塊的背光電流為50ma左右。blk：led背光地端。1602a液晶與單片機(jī)系統(tǒng)的連接圖如3-5所示。圖3-5 1602a液晶與單片機(jī)系統(tǒng)的連接圖3.2.3 電源指示燈電路電源指示電路主要用于查看電路是否供電，有電阻和發(fā)光二極管組成。圖3-6 系統(tǒng)電源指示燈電路3.2.4 按鍵電路按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵

36、閉合過(guò)程在相應(yīng)的i/o端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定。這一過(guò)程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在510ms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(dòng)。本文采用的是獨(dú)立式按鍵，直接用i/o口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條i/o口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生相互影響。按鍵電路如圖3-7所示。圖3-7 按鍵電路圖p2.5口：表示功能移位鍵，按鍵選擇要調(diào)整的時(shí)、分、秒、p2.6口：表示數(shù)字“+”鍵，按一下則對(duì)應(yīng)的數(shù)字加1。p2.7口：表示數(shù)字“”鍵，按一下則對(duì)應(yīng)的數(shù)字減1。 3.2

37、.5 復(fù)位電路at89c51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳rst通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)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(hào)。上電復(fù)位：上電復(fù)位電路時(shí)一種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在rst復(fù)位引腳接一個(gè)電容到vcc，接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加到rst復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著vcc對(duì)電容的充電過(guò)程而回落，所以rst引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)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(hào)必須維持

38、足夠長(zhǎng)的時(shí)間。 如圖3-8所示，上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。 圖3-8 復(fù)位電路3.3 本章小結(jié)本章介紹了多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的硬件模塊組成，詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的組成及功能。mcu的組成和特點(diǎn)、單片機(jī)時(shí)鐘、顯示模塊的構(gòu)建與運(yùn)用、電源電路的設(shè)計(jì)制作?；旧鲜峭瓿闪俗鳛閱纹瑱C(jī)所需的硬件結(jié)構(gòu)。同時(shí)也顯示了對(duì)軟件支持的強(qiáng)烈要求。4 數(shù)字式時(shí)鐘的軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)的軟件程序包括主程序、中斷子程序、時(shí)鐘顯示程序以及延時(shí)子程序等。該設(shè)計(jì)有三個(gè)彈性小按鍵組成的小鍵盤，這些鍵盤可以修改時(shí)鐘的顯示狀態(tài)。按功能移位鍵一次

39、，表示當(dāng)前要校對(duì)的是 “秒”位；按兩次，表示當(dāng)前校對(duì)的是“分”位；按三下，表示當(dāng)前要校對(duì)的是“時(shí)”位；而當(dāng)移位功能正在調(diào)整時(shí)，可以使用“+”鍵、“-”鍵對(duì)當(dāng)前校對(duì)位的數(shù)字進(jìn)行增加1或者減去1運(yùn)算。系統(tǒng)軟件采用c語(yǔ)言編寫。時(shí)鐘的最小計(jì)時(shí)單位是秒，但是使用定時(shí)器的方式1，最大的定時(shí)時(shí)間也只能達(dá)到131ms。我們可以把定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間定為50ms。這樣，計(jì)數(shù)溢出20次即可得到時(shí)鐘的最小計(jì)時(shí)單位：秒。而計(jì)時(shí)20次可以用軟件實(shí)現(xiàn)。秒計(jì)時(shí)是采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累積，記滿20次，即可得到秒計(jì)時(shí)。從秒到分，分到時(shí)都是通過(guò)軟件累加并進(jìn)行比較的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內(nèi)容加1；“秒”單元

40、滿60，則“分”單元中的內(nèi)容加1；“分”單元滿60，則“時(shí)”單元中的內(nèi)容加1；“時(shí)”單元滿24，同時(shí)將時(shí)、分、秒的內(nèi)容全部清零；依此類推，實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)步驟：（1）選擇工作方式，計(jì)算初值；（2）采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì)；（3）從秒分時(shí)是通過(guò)累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)的；（4）時(shí)鐘顯示緩沖區(qū)：時(shí)鐘時(shí)間在lcd液晶顯示器上進(jìn)行顯示，為此在內(nèi)部ram中要設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共6個(gè)地址單元。顯示緩沖區(qū)從左到右依次存放時(shí)、分、秒數(shù)值；（5）主程序：主要進(jìn)行定時(shí)器/計(jì)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(lái)；（6）中斷服務(wù)程序：進(jìn)行計(jì)時(shí)操作；（7）加1子程序：用于完成對(duì)時(shí)、分、秒等的加操作，

41、中斷服務(wù)程序在秒、分、時(shí)等加1時(shí)調(diào)用加1子程序。（8）減1子程序：用于完成對(duì)時(shí)、分、秒等的減操作，中斷服務(wù)程序在秒、分、時(shí)等減1時(shí)調(diào)用減1子程序4.2主程序主程序主要有main（）組成通過(guò)對(duì)相關(guān)子程序的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的設(shè)置與修改、lcd顯示等主要功能。相關(guān)的調(diào)整是靠對(duì)功能鍵的判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們用流程框圖來(lái)表示，如下圖4-1所示：圖4-1 主程序流程主程序段如下：#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcdrs=p35; /數(shù)據(jù)/命令選擇端sbit lcdrw=p36; /讀/寫選擇端s

42、bit lcded=p37; /液晶使能端sbit s1=p25; /功能鍵sbit s2=p26; /數(shù)字加1鍵sbit s3=p27; /數(shù)字減1鍵uchar num,tt,i,j;uchar keycount;char shi,fen,miao; uint nian,yue,ri; main() /主函數(shù) init();/初始化while(1)keysanf(); /讀鍵void init()/初始化函數(shù)shi=12;fen=0;miao=0;/起始時(shí)間為12:00:00nian=2012;yue=5;ri=28;keycount=0;/按鍵標(biāo)志清零p1=0x0f;/按鍵接口高電平tmo

43、d=0x01;/計(jì)時(shí)器初始化 tt=0;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;tr0=1;/開定時(shí)器ea=1;/開中斷et0=1;/開定時(shí)器中斷l(xiāng)cdrw=0;lcded=0;write_com(0x38);/顯示器初始化write_com(0x0c);/開顯示,關(guān)光標(biāo),關(guān)光標(biāo)閃爍write_com(0x06);/讀寫字符后地址加一write_com(0x01);/清屏write_nyr(nian,yue,ri); write_sfm(shi,fen,miao);4.3時(shí)鐘設(shè)置子程序時(shí)鐘的修改首先要按功能鍵并停止時(shí)間的輸出顯示，否則系統(tǒng)繼續(xù)刷新

44、時(shí)間則無(wú)法修改，所以時(shí)間是不輸出到lcd的。修改的部分以修改的為準(zhǔn)，沒有修改的通過(guò)中斷保護(hù)起來(lái)，等修改成功后繼續(xù)顯示。主要流程圖如圖4-2所示。時(shí)鐘修改程序中，首先將時(shí)鐘年份單元設(shè)為顯示首地址，然后，以年份，月份，日期，時(shí)，分，秒為順序進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的修改。而年份，月份，日期，時(shí)，分，秒的功能子程序都相同，所以我們就以秒位功能修改子程序?yàn)槔?，如下：if(s1=0) /功能鍵被按下delay(5);if(s1=0)while(!s1);keycount+;if(keycount=1) /秒位調(diào)整tr0=0;/計(jì)時(shí)器關(guān) 時(shí)間停止走動(dòng)write_com(0x80+0x40+10);/光標(biāo)移到秒位上wri

45、te_com(0x0d);/光標(biāo)閃爍而在時(shí)間修改功能中，我們要用到1個(gè)數(shù)字加減的問(wèn)題，加1和減1的程序大體相同，故我們以加1程序?yàn)槔?，把它作為一個(gè)子程序，流程方框圖如4-3所示。通過(guò)判斷功能鍵的狀態(tài)，也就是紀(jì)錄值來(lái)確定，然后在相應(yīng)位上進(jìn)行數(shù)字的增減，由于年份，月份，日期，時(shí)，分，秒的加1，減1程序類似，我們就以秒位修改程序?yàn)槔f(s2=0) /加1鍵delay(5);if(s2=0)while(!s2);miao+;if(miao=60)miao=0;write_com(0x0c);/光標(biāo)停止閃爍write_sfm(shi,fen,miao);/將調(diào)解后是時(shí)間顯示write_com(0x8

46、0+0x40+12);/光標(biāo)再次移到秒位write_com(0x0d);/光標(biāo)繼續(xù)閃爍if(s3=0) /減1鍵delay(5);if(s3=0) while(!s3);miao-;if(miao=-1)miao=59;write_com(0x0c);write_sfm(shi,fen,miao);write_com(0x80+0x40+12);write_com(0x0d);4.4中斷子程序mcs-51系列單片機(jī)有5個(gè)中斷源，中斷分為2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，即高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可以有軟件來(lái)設(shè)定。中斷地址如表4.1所示。表4.1 中斷地址表5個(gè)中斷源入口地址外部中斷0（/int0

47、）0003ht0溢出中斷000bh外部中斷1（/int1）0013ht1溢出中斷001bh串口中斷0023hvoid time0()interrupt 1 /中斷程序th0=(65536-45872)/256;tl0=(65536-45872)%256;tt+;if(tt=20)tt=0;圖4-2 功能鍵子程序流程框4.5 lcd顯示子程序lcd顯示子程序可對(duì)1602液晶上面的字符進(jìn)行設(shè)置和時(shí)間的修改，程序如下：uchar code table2= ; /顯示空格void delay(uint s) /延時(shí)函數(shù)uchar a, b;for(a=0;as;a+)for(b=0;b110;b+);

48、void write_com(uchar com) /寫命令函數(shù)lcdrs=0; /選擇寫命令方式lcdrw=0;p1=com;delay(6); lcded=1; /開啟使能端delay(6);lcded=0;void write_date(uchar date) /寫數(shù)據(jù)函數(shù)lcdrs=1; /選擇寫數(shù)據(jù)方式lcdrw=0;p1=date;delay(6);lcded=1; /開啟使能端delay(6);lcded=0;void write_nyr(uint nian,uint yue,uint ri)void write_sfm(uchar shi,uchar fen,uchar mia

49、o)uchar shi,ge;shi=date/10;/分解一個(gè)2位數(shù)的十位和個(gè)位ge=date%10;lcd_write_cmd(one+add);/設(shè)置顯示位置lcd_write_data(0x30+shi);/送去液晶顯示十位lcd_write_data(0x30+ge); /送去液晶顯示個(gè)位write_com(0x80+0x40); /第二行輸入time字符write_com(0x80+0x40+4);/從第二行第四位開始寫時(shí)冒號(hào)分冒號(hào)秒write_date(shi/10+0x30);/時(shí) 的十位 數(shù)字的代碼為代碼加0x30write_date(shi%10+0x30);/時(shí)個(gè)位wri

50、te_date(0x3a);/冒號(hào)的字符代碼為3awrite_date(fen/10+0x30); /分write_date(fen%10+0x30);write_date(0x3a);write_date(miao/10+0x30); /秒write_date(miao%10+0x30);write_com(0x80+0x40+13);for(i=0;i2;i+)write_date(table2i);/輸入空格 4.6 本章小結(jié)本章介紹了本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)，所有的功能在流程圖里清晰的表現(xiàn)力出來(lái)，包括主程序流程圖、時(shí)鐘及鬧鐘修改流程圖等，并附有相關(guān)程序的主要部分。在軟件的設(shè)計(jì)中模塊化設(shè)計(jì)很重要

51、，顯示很直觀不會(huì)發(fā)生混亂現(xiàn)象，容易上手。5 數(shù)字式時(shí)鐘的protues軟件仿真5.1 protues軟件的概述protues軟件是英國(guó)labcenter electronics公司出版eda工具軟件。它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。proteus是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真

52、軟件、pcb設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、8086和msp430等，2010年即將增加cortex和dsp系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持iar和mplab等多種編譯。5.2 protues軟件的功能特點(diǎn)protues軟件具有其它eda工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是： （1）原理布圖 （2）pcb自動(dòng)或人工布線 （3）spice電路仿真 革命性的特點(diǎn)： （1）互動(dòng)的電路仿真。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如ram，rom，鍵盤，馬達(dá)，le

53、d，lcd，ad/da，部分spi器件，部分iic器件。 （2）仿真處理器及其外圍電路。可以仿真51系列、avr、pic、arm、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，protues建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。5.3 protues軟件具有4大功能模塊（1）智能原理圖設(shè)計(jì)（isis）豐富的器件庫(kù)：超過(guò)27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件。智能的器件搜索：通過(guò)模糊搜索可以快速定位所需要的器件。智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間。支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰?？奢敵龈哔|(zhì)量圖紙：通過(guò)個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的bmp圖紙，可以方便地供word、powerpoint等多種文檔使用。（2）完善的電路仿真功能（prospice）prospice混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)spice3f5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路