電子信息工程班楊寅紅畢業(yè)論文最后修改稿

1、畢 業(yè) 設(shè) 計 設(shè)計題目 “基于單片機的數(shù)字時鐘”設(shè)計學 院 物理科學與工程技術(shù)學院專 業(yè) 電子信息工程年 級 2005級姓 名 楊寅紅指導教師 甘輝職 稱 講師（2009 年 6 月）宜春學院教務(wù)處制目 錄1畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書2畢業(yè)設(shè)計開題報告3畢業(yè)設(shè)計答辯資格審查表4論文原創(chuàng)性申明5論文版權(quán)使用授權(quán)書6畢業(yè)設(shè)計正文7外文資料譯文8外文資料原文宜春學院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題 目： “基于單片機的數(shù)字時鐘”設(shè)計 學 院： 物理科學與工程技術(shù)學院 系 電子與信息工程系 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 2005級 學 號： 0534132105 姓 名： 楊寅紅 起止日期： 2008.11. 指導教師：

2、甘輝 職稱： 講師 系主任： 袁易君 審核日期： 說 明1. 畢業(yè)論文任務(wù)書由指導教師填寫，并經(jīng)教研室審定，下達到學生。2. 進度表分前、中、后三期由學生填寫，每期填寫后交指導教師簽署審查意見，并作為畢業(yè)論文工作檢查的主要依據(jù)。3. 學生根據(jù)指導教師下達的任務(wù)書獨立完成開題報告，3周內(nèi)提交給指導教師批閱。4. 本任務(wù)書在畢業(yè)論文完成后，與論文一起交指導教師，作為論文評閱和畢業(yè)論文答辯的主要檔案資料，是學士學位論文成冊的主要內(nèi)容之一。一、畢業(yè)論文的要求和內(nèi)容 系統(tǒng)由AT89C51、LED 數(shù)碼管、按鍵、發(fā)光二極管等部分構(gòu)成，能實現(xiàn)時間的調(diào)整、定時時間的設(shè)定，輸出等功能。系統(tǒng)的功能選擇由SB0、S

3、B1、SB2、SB3、SB4 完成。其中SB0為時間校對，定時器調(diào)整功能鍵，按SB0 進入調(diào)整狀態(tài)。SB1 為功能切換鍵。第一輪按動SB1 依次進入一路、二路、三路定時時間設(shè)置提示程序，按SB3 進入各路定時調(diào)整狀態(tài)。定時時間到，二極管發(fā)亮。到了關(guān)斷時間后滅掉。如果不進入繼續(xù)按SB1 鍵，依次進入時間¡ 年¡ 位校對、¡ 月¡ 位校對、 ¡ 日¡ 位校對、¡ 時¡ 位校對、¡ 分¡ 位校對、¡ 秒¡ 位校對狀態(tài)。不管是進入那種狀態(tài)，按動SB2 皆可以使被調(diào)整位進行不進位增量加

4、1 變化。各預置量設(shè)置完成后，系統(tǒng)將所有的設(shè)置存入RAM 中，按SB1 退出調(diào)整狀態(tài)。上電后，系統(tǒng)自動進入計時狀態(tài)，起始于¡ 00¡ 時¡ 00¡ 分。SB4 為年月日顯示轉(zhuǎn)換鍵，可使原來顯示時分秒轉(zhuǎn)換顯示年月日。二、研究方案、目標單片機芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備微機CPU的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。在本次設(shè)計中采用單片機技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。方案的設(shè)計可以從以下幾個方面來確定。微處理器的選擇，AT89C51、52是2003年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容80

5、51外，還多了ISP編程和看門狗功能。在本次設(shè)計中采用AT89C51單片機；顯示電路的設(shè)計，隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的使用越來越方便，已被普遍的使用。由于液晶顯示與驅(qū)動都集成在一個芯片上，因此使用起來很方便。在這里采用液晶顯示；校時和定時電路的設(shè)計；實時控制電路是時鐘電路的一個重要組成部分，采用的是一個時鐘芯片，單片機從中讀取數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示，從而實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。三、閱讀書目清單1 李群芳、肖看,單片機原理、接口及應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ).清華大學出版社出版，2005.2 謝自美，電子線路設(shè)計、實驗、測試 .武漢：華中理工大學出版社，2000.3 何書森、何華斌,實用數(shù)字電路原理與設(shè)計速成

6、.福州：福建科學技術(shù)出版社，2000.4 白駒衍， 單片計算機及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社， 1999.5 謝振輝， 改進式MCS-51單片機實驗.北京：科學出版社，2006.6 李維諟，郭強.液晶顯示應(yīng)用技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社.2005.7 陳小忠、黃寧、趙小俠，單片機接口技術(shù)實用子程序.北京：人民郵政出版社，2005.8 李華，MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)M.北京：北京航空航天大學出版社，1993.9 胡學海,單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.北京：北京電子工業(yè)出版社，2005.10 張義和、陳敵北，例說8051.北京：人民郵電出版社，2006. 這里有頁碼噢！四、畢業(yè)論文進度計劃序號

7、各階段工作內(nèi)容起止日期備注1完成各種資料的收集完成2對資料進行整理完成3把整理好的資料按要求書寫成冊完成畢業(yè)設(shè)計書3.25完成4根據(jù)設(shè)計書進行課題設(shè)計5.20完成5論文初稿200完成6修改論文6.1完成7初步定稿6.5完成五、主要參考資料1 李群芳、肖看，單片機原理、接口及應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ).清華大學出版社出版，2005.2 謝振輝， 改進式MCS-51單片機實驗.北京：科學出版社，2006。3 張義和、陳敵北，例說8051.北京：人民郵電出版社，2006。六、畢業(yè)論文進度表（本表由學生填寫，每期分別交指導教師簽署審查意見）前 期（2008年11月15日至2009年1月4日）學生主要工作：

8、 收集數(shù)字時鐘的相關(guān)資料，通過的方式上網(wǎng)和上圖書館。通過上網(wǎng)查找數(shù)字時鐘的現(xiàn)狀與近期發(fā)展狀況。圖書館查找設(shè)計的相關(guān)書籍。工作較努力，遵守紀律，作風嚴謹務(wù)實。同導師交流論文下一階段工作進程。指導教師審查意見：年 月 日中 期（1月5日至5月20日時間要按照09畢業(yè)規(guī)范里的要求填寫，我沒有看具體的時間，你要仔細看看啊。）學生主要工作：整理資料，把整理好的資料按要求書寫成冊完成畢業(yè)設(shè)計書。并根據(jù)設(shè)計書開始設(shè)計課題。論文初稿成形。能按時按量優(yōu)異地完成任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù)，能熟練運用所學理論和專業(yè)知識，能綜合分析問題和解決問題。運用所學知識和技能及獲取新知識去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；能對課題進行理論分析。指導

9、教師審查意見：年 月 日后 期（5 月 21日至 6 月 5日）學生主要工作：將論文初稿通過指導老師審查。檢查是否存在一些問題，并認真解決問題。從而達到路清新；語言表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學，分析歸納合理；結(jié)論嚴謹，設(shè)計有應(yīng)用價值。最后確定論文。并按照要求打印論文。學生完成終稿，導師完成畢業(yè)論文審定和評閱工作。指導教師審查意見：年 月 日 七、其他（學生提交）1開題報告1份 2外文資料譯文1份（1000字以上，并附資料原文） 3設(shè)計1份（理科4000字以上，文科6000字以上） 指 導 教 師： 教研室負責人： 學生開始執(zhí)行 任務(wù)書日期： 學生姓名： 送交畢業(yè)設(shè)計日期： 宜春學

10、院畢業(yè)設(shè)計開題報告題 目： “基于單片機的數(shù)字時鐘”設(shè)計 學 院：物理科學與工程技術(shù)學院 系 電子與信息工程系 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 05級 學 號： 0534132105 姓 名： 楊寅紅 指導教師： 甘輝 填表日期： 2008 年 11 月 26 日一、 選題的依據(jù)及意義近些年，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對數(shù)字時鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。多功能數(shù)字時鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等。單片機在多功能數(shù)字時鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，人們對數(shù)字時鐘的功能及工作順序都非常熟悉。但是卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理。由單

11、片機作為數(shù)字時鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù)。 二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）單片機控制的數(shù)字時鐘是為適應(yīng)電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。數(shù)字化時代對人類的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的變化，我們親身經(jīng)歷了數(shù)字技術(shù)的蓬勃發(fā)展，目睹了它以驚人的速度，滲透到社會與生活的方方面面。不管是國內(nèi)還是在國外，數(shù)字化的產(chǎn)品都是不會過時的，人們也在不斷地更新一個又一個的設(shè)計。三、 本課題研究內(nèi)容 系統(tǒng)由AT89C51、LED 數(shù)碼管、按鍵、發(fā)光二極管等部分構(gòu)成，能實現(xiàn)時

12、間的調(diào)整、定時時間的設(shè)定，輸出等功能。系統(tǒng)的功能選擇由SB0、SB1、SB2、SB3、SB4 完成。其中SB0為時間校對，定時器調(diào)整功能鍵，按SB0 進入調(diào)整狀態(tài)。SB1 為功能切換鍵。第一輪按動SB1 依次進入一路、二路、三路定時時間設(shè)置提示程序，按SB3 進入各路定時調(diào)整狀態(tài)。定時時間到，二極管發(fā)亮。到了關(guān)斷時間后滅掉。如果不進入繼續(xù)按SB1 鍵，依次進入時間¡ 年¡ 位校對、¡ 月¡ 位校對、 ¡ 日¡ 位校對、¡ 時¡ 位校對、¡ 分¡ 位校對、¡ 秒¡ 位校對狀態(tài)。

13、不管是進入那種狀態(tài)，按動SB2 皆可以使被調(diào)整位進行不進位增量加1 變化。各預置量設(shè)置完成后，系統(tǒng)將所有的設(shè)置存入RAM 中，按SB1 退出調(diào)整狀態(tài)。上電后，系統(tǒng)自動進入計時狀態(tài)，起始于¡ 00¡ 時¡ 00¡ 分。SB4 為年月日顯示轉(zhuǎn)換鍵，可使原來顯示時分秒轉(zhuǎn)換顯示年月日。四、 本課題研究方法單片機芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備微機CPU的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。在本次設(shè)計中采用單片機技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。方案的設(shè)計可以從以下幾個方面來確定。微處理器的選擇，AT89

14、C51、52是2003年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容8051外，還多了ISP編程和看門狗功能。在本次設(shè)計中采用AT89C51單片機；顯示電路的設(shè)計，隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的使用越來越方便，已被普遍的使用。由于液晶顯示與驅(qū)動都集成在一個芯片上，因此使用起來很方便。在這里采用液晶顯示；校時和定時電路的設(shè)計；實時控制電路是時鐘電路的一個重要組成部分，采用的是一個時鐘芯片，單片機從中讀取數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示，從而實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能。五、 研究目標、主要特色及工作進度研究目的：就是能讓數(shù)字時鐘能夠準確無誤的顯示出各個時間。主要特點：數(shù)字時鐘的功能強大，界面友好，更好的滿足了人們對它的智能化要求

15、，它很接近我們的生活。六、參考文獻1 李群芳、肖看，單片機原理、接口及應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)清華大學出版社出版，2005.2 謝自美，電子線路設(shè)計、實驗、測試 武漢：華中理工大學出版社，2000.3 何書森、何華斌，實用數(shù)字電路原理與設(shè)計速成福州：福建科學技術(shù)出版社，2000.4 白駒衍， 單片計算機及應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社， 1999.5 謝振輝， 改進式MCS-51單片機實驗北京：科學出版社，2006.6 李維諟，郭強，液晶顯示應(yīng)用技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社.2005.7 陳小忠、黃寧、趙小俠，單片機接口技術(shù)實用子程序.北京：人民郵政出版社，2005.8 李華，MCS-51系列單片機實用

16、接口技術(shù)M.北京：北京航空航天大學出版社，1993.9 胡學海，單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.北京：北京電子工業(yè)出版社，2005.10 張義和、陳敵北，例說8051北京：人民郵電出版社，2006.宜春學院2009屆畢業(yè)設(shè)計答辯資格審查表題 目“基于單片機的數(shù)字時鐘”設(shè)計 學生姓名楊寅紅專業(yè)電子信息工程班級05級學號0534132105檢查內(nèi)容論文完成情況完成開題報告完成外文資料翻譯完成中、英文摘要完成軟硬件驗收無論文期間考勤情況良好累計曠課時間無學生自查說明 本人嚴格按照任務(wù)書進度開展論文設(shè)計工作及時發(fā)現(xiàn)問題并發(fā)饋給指導老師,跟老師一起探討最佳解決方案,不斷的改進設(shè)計;嚴格按照任務(wù)書的要求,對論

17、文進行排版,確保內(nèi)容的準確性、格式無誤的情況下完成畢業(yè)論文設(shè)計工作。學生簽名： 年 月 日指導教師意見（說明是否進行答辯及評定成績）指導教師簽名：成績 年 月 日宜春學院論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律責任，其后果由本人承擔。作者簽名：日 期：論文版權(quán)使用授權(quán)書本論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版

18、，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)宜春學院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本論文。作者簽名： 日期：導師簽名： 日期：把這一頁去掉畢 業(yè) 設(shè) 計 設(shè)計題目 “基于單片機的數(shù)字時鐘”設(shè)計學 院 物理科學與工程技術(shù)學院專 業(yè) 電子信息工程年 級 2005級姓 名 楊寅紅指導教師 甘輝職 稱 講師（2009 年 6 月）宜春學院教務(wù)處制“基于單片機的數(shù)字時鐘”設(shè)計宜春學院 物理科學與工程技術(shù)學院 電子信息工程 楊寅紅指導老師：甘輝摘要：隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對于時鐘的要求在不斷地提高。時鐘已不僅僅被看成一種用來顯示時間的工具，在很多實際

19、應(yīng)用中它還需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多其它的功能。高精度、多功能、小體積、低功耗，是現(xiàn)代時鐘發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下，時鐘的數(shù)字化、多功能化已經(jīng)成為現(xiàn)代時鐘生產(chǎn)研究的主導設(shè)計方向。而且多功能數(shù)字時鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等。單片機在多功能數(shù)字時鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，人們對數(shù)字時鐘的功能及工作順序都非常熟悉。但是卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理。由單片機作為數(shù)字時鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù)。本文正是基于這種

20、設(shè)計方向，以單片機為控制核心，設(shè)計制作一個符合指標要求的多功能數(shù)字時鐘。關(guān)鍵詞：數(shù)字時鐘 單片機 顯示器 數(shù)碼管Abstract: Along with human science and technology civilization development. The people are enhancing unceasingly regarding clock's request. The clock has been regarded not only as one kind to use for the tell time the tool. It also needs in

21、 the practical application to be able to realize more other functions. High accuracy, multi-purpose, small volume, low power loss , is tendency which the modern clock develops. Under this tendency ,clock's digitization, multi-purpose already became the modern clock production research the leadin

22、g design direction. And multi-purpose digital clock regardless of performance or style in both a qualitative change, the electronic alarm clock, digital alarm clock, and so on. In the single-chip multi-purpose digital clock application is very common, it is the function of the digital clock and are

23、very familiar with the order. But few know its internal structure and working principle. By the single-chip digital clock as the core of the controller, it can clock signal timing function of time to achieve its single-chip output by the time data, monitor the use of them. Through the keyboard can b

24、e carried out from time to time, the school functions. Output device can display, liquid crystal display technology and digital tube display.This article is precisely based on this kind of design direction, take the monolithic integrated circuit as the control core, the design manufactures one to co

25、nform to the target request multi-purpose digital clock.Key words：Clock Monolithic integrated circuit Display Digital control目 錄1、前言32、硬件42.1硬件的基本組成42.2硬件的基本組成（見圖A）42.3 硬件介紹：42.3.1 單片機概述42.3.2 AT89C51單片機簡介42.4 數(shù)碼顯示管83、電路原理分析103.1 電路圖如下：（圖A）103.2 顯示原理103.3 鍵盤及讀數(shù)原理103.4 連擊功能的實現(xiàn)104 、程序設(shè)計思想和相關(guān)指令介紹114.1

26、數(shù)據(jù)與代碼轉(zhuǎn)換114.2 計時功能的實現(xiàn)與中斷服務(wù)程序114.3 時間控制功能與比較指令115、軟件設(shè)計125.1 Keil uVision2編程軟件的介紹125.2 PROTEUS7.0 仿真軟件125.4 程序部分（見附錄A）125.3 程序流程圖 （見附錄B）126 附錄137、結(jié)論238、參考文獻249、辭謝25我記得結(jié)論應(yīng)該在附錄的前面，你在仔細看看它們的順序。在目錄里面把括號里的文字以及括號本身刪除 1、前言時鐘，自從它被發(fā)明的那天起，就成為人們生活中必不可少的一種工具，尤其是在現(xiàn)在這個講究效率的年代，時鐘更是在人類生產(chǎn)、生活、學習等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而隨著時間的推移，人們

27、不僅對于時鐘精度的要求越來越高，而且對于時鐘功能的要求也越來越多，時鐘已不僅僅是一種用來顯示時間的工具，在很多實際應(yīng)用中它還需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多其它的功能。諸如鬧鐘功能、日歷顯示功能、溫度測量功能、濕度測量功能、電壓測量功能、頻率測量功能、過欠壓報警功能等。鐘表的數(shù)字化給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的?？梢哉f，設(shè)計多功能數(shù)字時鐘的意義已不只在于數(shù)字時鐘本身，更大的意義在于多功能數(shù)字時鐘在許多實時控

28、制系統(tǒng)中的應(yīng)用。在很多實際應(yīng)用中，只要對數(shù)字時鐘的程序和硬件電路加以一定的修改，便可以得到實時控制的實用系統(tǒng)，從而應(yīng)用到實際工作與生產(chǎn)中去。因此，研究數(shù)字時鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義怎樣讓時鐘更好的為我們服務(wù)？怎樣讓時鐘更符合實際應(yīng)用的需求？這就要求人們不斷設(shè)計出新型時鐘，不斷設(shè)計出適合實際應(yīng)用的多功能時鐘。本畢業(yè)設(shè)計方案正是根據(jù)以上所述并結(jié)合日常生活中對時鐘功能需求的分析，運用單片機技術(shù)，設(shè)計出一個適合日常生活需要的多功能數(shù)字時鐘。2、硬件2.1硬件的基本組成數(shù)碼管（7SEG）、 4511 、單片機（AT89C51）、按鈕（BUTTON）、電容（CAP）、晶振（CRYSTAL）、二極

29、管（LED）、三極管（NPN）、電阻（RES）。2.2硬件的基本組成（見圖A）2.3 硬件介紹：2.3.1 單片機概述單片機也被稱作“單片微型計算機”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機一詞最初是源于“Single Chip Microcomputer”,簡稱SCM。隨著SCM在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴展其控制功能，單片機已不能用“單片微型計算機”來表達其內(nèi)涵。國際上逐漸采用“MCU”(Micro Controller Unit)來代替，形成了單片機界公認的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國際接軌，以后應(yīng)將中文“單片機”一詞和“MCU”唯一對應(yīng)解釋。在國內(nèi)因為“單片機”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)

30、沿用。2.3.2 AT89C51單片機簡介AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的CMOS8位單片機片內(nèi)4Kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大。AT89C51單片機可為你提供許多高性價的應(yīng)用場合，可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。主要性能參數(shù)：·與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)的全兼容 ·4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器·1000次可擦寫周期·

31、全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz·三級加密程序存儲器·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM ·32個可編程I/O口線·2個16位定時/計數(shù)器·6個中斷源·可編程串行UART通道·低功耗空閑和掉電模式 AT89C51圖2.1 單片機AT89C512.3.2.1 AT89C51功能特性描述：AT89C51提供以下標準功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)震蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩

32、種軟件的可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，竄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，但震蕩器停止工作并禁止所有部件工作直到下一個硬件復位。1） AT89C51引腳功能說明：·Vcc：電源電壓·GND：地·P0口：PO口是一組8位漏極開路行雙向I/O口，也既地址/數(shù)據(jù)總線復用口?？勺鳛檩敵隹谑褂脮r，每位可吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，PO口接收指令

33、字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求接上拉電阻。·P1口：P1口是一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸入緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸出口。作輸入口時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時輸出一個電流（I）。Flash編程和程序校驗期間，P1口接收8位地址。·P2口：P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸入緩沖極可以驅(qū)動（輸入或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時和作為輸出口，作輸出口時，因為存

34、在內(nèi)部上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部存儲器或1位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRI指令）時，P2口線的內(nèi)容（也既特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。Flash編程或校驗時，P2亦接收高地址和其他控制信號。·P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸入緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。作輸出端口時，被外部拉低的P3口將用上拉電

35、阻輸出電流。P3口除可作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.2所示：表2.2 AT89C51的P3端口P3口還接收一些用于Flas 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號·RST：復位輸出。當震蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平使機器復位。 ·ALE/當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)，即使不訪問外部字節(jié)，ALE仍時鐘震蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘脈沖或用于定時目的。要注意的是：每次訪問外部存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間，該引腳還要輸

36、入編程脈沖（）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令可激活。此外，此引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)該置ALE無效。·：程序存入允許（）輸出的是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C51由外部程序取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次有效，既輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的信號不出現(xiàn)。·EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。要注意的是：如果加密位LB1被編程，復

37、位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V的編程電壓Vpp。·XTAL1：震蕩器反向放大器及內(nèi)部時鐘的輸入端。·XAAL2：震蕩器反向放大器的輸出端。·時鐘震蕩器：AT89C51中有一個構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)成自激震蕩器震蕩電路如圖。外接石英晶體（或陶瓷震蕩器）及電容C1、C2接在放大器的震蕩回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有非常嚴格的要求，但電容的

38、大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pF±10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10pF。用戶還可以采用外部時鐘，采用外部時鐘如圖所示。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，既內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2懸空。 圖2.3 內(nèi)部震蕩電路 圖2.4 外部震蕩電路由于外部時鐘信號是通過一個2分頻的觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的所有外部時鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時間和最大低電平持續(xù)的時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。·Flash閃速存儲器的編程：AT89C51單片機內(nèi)部有

39、4K字節(jié)的Flash PEROM，這個Flash存儲存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（既所有存儲單元的內(nèi)容均為FFH），用戶隨時可對其進行編程。程序接收高電壓（+12V）或低電壓（Vcc）的允許編程信號。低電壓編程模式，適用與用戶在線編程系統(tǒng)。而高電平模式可與通用EPROM編程程序兼容。·編程方法：編程前需設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址就、加在P1口和P2口的P2.0P2.3（11位地址范圍為0000H0FFFH），數(shù)據(jù)從P0口輸入，引腳P2.6、P2.7和P3.6、P3.7的電平設(shè)置見表。PSEN為低電平，RST保持高電平，EA/Vp 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程

40、電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負脈沖）編程時可采用420MHz的時鐘震蕩器AT89C51的編程方法如下：1.0 在地址線上加上要編程單元的地址信號。1.1） 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。1.2） 激活相應(yīng)的控制信號。1.3） 在高電壓編程時，將EA/Vpp端加上+1V編程電壓。1.4） 每對Flash存儲陣列寫入一個字節(jié)，加上一個ALE/PROG編程脈沖。2） AT89C51控制信號RST/VPD（9腳）復位信號時鐘電路工作后，在引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平，芯片內(nèi)部進行初始復位，復位后片內(nèi)存儲器的狀態(tài)如表所示，P1P3口輸出高電平，初始值07H寫入堆棧指針SP、清0程序計數(shù)器

41、PC和其余特殊功能寄存器，但始終不影響片內(nèi)RAM狀態(tài)，只要該引腳保持高電平，89C51將循環(huán)復位，RAT/VPD從高電平到低電平單片機將從0號單元開始執(zhí)行程序，另外該引腳還具有復用功能，只要將VPD接+5V備用電源，一旦Vcc電位突然降低或斷電，能保護片內(nèi)RAM中的信息不丟失，恢復電后能正常工作。AT89C81通常采用上電自動復位和開關(guān)手動復位，我們采用的是手動復位開關(guān)如圖所示：圖2.5 手動開關(guān)手動開關(guān)未按下之前，電容正極處于家電狀態(tài)，當按鍵按下去后，VCC與GND導通，電容放電，從而實現(xiàn)放電。2.4 數(shù)碼顯示管要用單片機構(gòu)成發(fā)射機，就需要一個人機界面。常采用的方式是LED數(shù)碼管顯示測試結(jié)果

42、，用一個小鍵盤執(zhí)行某些功能，如請零、預置值、改變測量范圍等等。LED顯示器的工作原理：LED顯示是用發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管，其外形結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖可見它由8個發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示09、AF及小數(shù)點。LED顯示器分為共陰極和共陽極，共陰極是將8個發(fā)光二極管陰極連接在一起作為公共端，而共陽極是將8個發(fā)光二極管的陽極連接在一起作為公共端。我們這次就是采用的共陽極LED，所以這里要介紹共陽極數(shù)碼管。如圖3.1所示，LED顯示器有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種方式，靜態(tài)顯示是將共陰極聯(lián)到一起接地，每位的顯示段（a-dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。由于顯示的各位可以相

43、互獨立，各位可以互相顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。并且由于各位由一個8位鎖存器控制段選線，故在同一時間內(nèi)每一位顯示的字符可以不同， 圖3.1 “8”字型數(shù)碼管 表3.1 段碼與字型的關(guān)系段碼D7 DPD6 gD5 fD4 eD3 dD2 cD2 bD0 a字形3FH00111111006H0000001015BH0101101124FH01001111366H0110011046DH0110110157DH01111101607H0000011177FH0111111186FH01101111977H01110111a7CH01110111b39H001

44、11001c5EH01011110d79H01111001e71H01110000f這種方式占用鎖存器較多。動態(tài)顯示是將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制，形成段選線的多路復用。而各位的陰極分別由相應(yīng)的I/O口控制，實現(xiàn)各位的分時選通。要LED能夠顯示相應(yīng)的字符，就必須采用動態(tài)掃描方式，只要每位顯示的時間足夠短，則可造成多位同時顯示的假象，達成顯示的目的。在數(shù)字電路中常常要把數(shù)據(jù)或運算結(jié)果通過半導體數(shù)碼管、液晶數(shù)碼和熒光數(shù)碼管，用十進制數(shù)顯示出來。發(fā)光二極管的工作電壓為1.5-3.0伏，工作電流為己毫安到幾十毫安，壽命很長。半導體數(shù)碼管將十位數(shù)分成七個字段，每段為一個發(fā)光

45、二極管，其字形結(jié)構(gòu)如圖所示，選擇不同的字段發(fā)光，可顯示出不同的字型。例如：當a,b,c,d,e,f,g七個字段同時亮時，顯示8,b、c 段亮時，顯示出。共陽極：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成共陽極。使用時公共端接Vcc，當某陽極為低電平時，該發(fā)光二極管就導通發(fā)光。輸出一個段碼就可以控制LED顯示器的字型，表3.1 給出了段碼與字型的關(guān)系，假定a、b、c、d、e、f、g、DP分別對應(yīng)D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7。3、電路原理分析3.1 電路圖如下：（圖A）這里缺少圖形標注哦3.2 顯示原理 電路原理圖見附圖A。由6 個共陰極的數(shù)碼管組成時、分、秒的顯示。P0 口的8 條數(shù)據(jù)線P

46、0.0 至P0.7 分別與兩個CD4511 譯碼的ABCD 口相接，P2 口的 P2.0 至P2.2 分別通過電阻R10 至R13 與T1 至VT3 的基極相連接。這樣通過P0 口送出一個存儲單元的高位、低位BCD顯示代碼，通過P2 口送出掃描選通代碼輪流點亮LED1 至LED6，就會將要顯示的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示出來。從P0 口輸出的代碼是BCD 碼，從P2 口輸出的就是位選碼。這是掃描顯示原理。3.3 鍵盤及讀數(shù)原理 鍵盤是人與微機打交道的主要設(shè)備，按鍵的讀取容易引起誤動作。可采用軟件去抖動的方法處理，軟件的觸點在閉合和斷開的時候會產(chǎn)生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不采取妥善處理的話

47、，將引起按鍵命令錯誤或重復執(zhí)行，在這里采用軟件延時的方法來避開抖動，延時時間20ms.3.4 連擊功能的實現(xiàn) 按下某鍵時，對應(yīng)的功能鍵解釋程序得到執(zhí)行，如操作者沒有釋放按鍵，則對應(yīng)的功能會反復執(zhí)行，好象連續(xù)執(zhí)行，在這里我們采用軟件延時250ms,當按鍵沒釋放則執(zhí)行下一條對應(yīng)程序。利用連擊功能，能實現(xiàn)快速調(diào)時操作。4 、程序設(shè)計思想和相關(guān)指令介紹 本系統(tǒng)的主程序主要完成時間顯示和定時輸出判斷功能。而年月日顯示和各時間單元進位，時間設(shè)定時，調(diào)定時間設(shè)定時等功能全部在中斷服務(wù)程序中完成。4.1 數(shù)據(jù)與代碼轉(zhuǎn)換由前述可知，從P2 口輸出位選碼，從P0 口輸出段選碼，LED 就會顯示出數(shù)字來。但P0口的

48、輸出的數(shù)據(jù)是要BCD 碼，各存儲單元存儲的是二進制數(shù)，也就是和要顯示出的字符表達的含義是不一致的。可見，將要顯示的存儲單元的數(shù)據(jù)直接送到P0 口去驅(qū)動LED 數(shù)碼管顯示是不能正確表達的，必須在系統(tǒng)內(nèi)部將要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過BCD 碼行轉(zhuǎn)換后，將各個單元數(shù)據(jù)的段選代碼送入P0 口，給CD4511 譯碼后去驅(qū)動數(shù)碼管顯示。具體轉(zhuǎn)換過程如下：我們先將要顯示的數(shù)據(jù)裝入累加器A 中，再將A 中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高低兩位的BCD 碼，再放回A 中，然后將A 中的值輸出。如：有一個單元存儲了45 這樣一位數(shù)，則需轉(zhuǎn)換成四位的BCD 碼：（0100）（0101）然后放入A 中。 A 中BCD 碼，高位四位代表¡

49、;4¡低四位代表¡5¡同時送給兩個譯碼器中，譯碼后¡ 45¡ 字就在兩個LED 中顯示出來。4.2 計時功能的實現(xiàn)與中斷服務(wù)程序時間的運行依靠定時中斷子程序?qū)r鐘單元數(shù)值進位調(diào)整來實現(xiàn)的。計數(shù)器T0 打開后，進入計時，滿100 毫秒后，重裝定時。中斷一次，滿一秒后秒進位，滿60 秒后即為1 分鐘，分鐘單元進位，60 分到了后，時單元進位，24 小時滿后，天單元進位。這樣然后根據(jù)進率，得到年、月、日、時、分、秒存儲單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過掃描程序送LED 中顯示出來，實現(xiàn)時鐘計時功能。累加是用指令I(lǐng)NC 來實現(xiàn)的。進入中斷服務(wù)程序以后，執(zhí)行PU

50、SH PSW 和PUSH A 將程序狀態(tài)寄存器PSW 的內(nèi)容和累加器A 中的數(shù)據(jù)保存起來，這便是所謂的¡ 保護現(xiàn)場¡ . 以保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場時存取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲區(qū)叫做堆棧。在軟件的控制之下，堆棧可在片內(nèi)RAM 中的任一區(qū)間設(shè)定，而堆棧的數(shù)據(jù)存取與一般的RAM 存取又有區(qū)別，對它的操作，要遵循¡ 后進先出¡ 的原則。4.3 時間控制功能與比較指令系統(tǒng)的另一功能就是實現(xiàn)對執(zhí)行設(shè)備的定時開關(guān)控制，其主要控制思想是這樣的：先將執(zhí)行設(shè)備開啟的時間和關(guān)閉時間置入RAM 某一單元，在計時主程序當中執(zhí)行幾條比較指令，如果當前計時時間與執(zhí)行設(shè)備的設(shè)定開啟時間相等，就執(zhí)行一條 CLR 指令，將對應(yīng)的那路P3 置為高電位，開啟；如果當前計時時間與執(zhí)行設(shè)備設(shè)定的關(guān)閉時間相等，就執(zhí)行SETB對應(yīng)的P3 置低電位，二極管截止，。實現(xiàn)此控制功能用到的比較指令為CJNE A，#direct，rel，其轉(zhuǎn)移條件是累加器A 中的值與立即數(shù)不等則轉(zhuǎn)移。 5、軟件設(shè)計單片機采用KeiluVision2編程軟件編程，畫圖采用PROTEUS6.9仿真軟件。5.1 Keil uVision2編程軟件的介紹Keil uVision2IDE是Keil公司提供的用語開發(fā)MSC-51系列單片機的匯編語言與C語言程序的集成開發(fā)環(huán)境發(fā)，操作界面和其他Window