基于-單片機(jī)簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、-. z基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)摘 要單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、開展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面，而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以AT89S51芯片為核心，輔以必要的電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘，它由4.5V直流電源供電，通過(guò)數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，從而到達(dá)學(xué)習(xí)、

2、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬件的能力。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89S-. z前言時(shí)鐘，自從它創(chuàng)造的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷開展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來(lái)越高，應(yīng)用越來(lái)越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民效勞，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢.這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘。現(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用LED顯示器代替顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)展時(shí)和分

3、的校對(duì)，片選的靈活性好。時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的根底。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)時(shí)間，它通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一是用軟件實(shí)現(xiàn)，即用單片機(jī)部的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場(chǎng)合；二是用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)，在對(duì)時(shí)間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時(shí)鐘芯片有：DS1302，DS12887，*1203等都可以滿足高精度的要求。本文主要介紹用單片機(jī)部的定時(shí)/計(jì)

4、數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘的方法，本設(shè)計(jì)由單片機(jī)AT89S51芯片和LED數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)電子時(shí)鐘。-. z關(guān)于電子時(shí)鐘2.1電子時(shí)鐘簡(jiǎn)介 1957年,Ventura創(chuàng)造了世界上第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的根底，電子時(shí)鐘開場(chǎng)迅速開展起來(lái)?，F(xiàn)代的電子時(shí)鐘是基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具，采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒的定義，通過(guò)計(jì)數(shù)方式進(jìn)展?jié)M六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)小時(shí)清零。從而到達(dá)計(jì)時(shí)的功能，是人民日常生活補(bǔ)課缺少的工具。2.2 電子時(shí)鐘的根本特點(diǎn)現(xiàn)在高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，

5、因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)展時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。2.3 電子時(shí)鐘的原理該電子時(shí)鐘由89C51，BUTTON，六段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路，由延時(shí)程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時(shí)，到達(dá)時(shí)分秒的計(jì)時(shí)，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時(shí)，滿二十四小時(shí)為一天。而電路中唯一的一個(gè)控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，到達(dá)省電的目的；直接按下不松開，則可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按

6、一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，則可實(shí)現(xiàn)小時(shí)的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時(shí)加一。關(guān)于單片機(jī) 3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)全稱為單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)Single Chip Microsoftputer)。從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，單片機(jī)主要用來(lái)控制，所以又稱為微控制器Microcontroller Unit或嵌入式控制器。單片機(jī)是將計(jì)算機(jī)的根本部件微型化并集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)。3.2 單片機(jī)的開展史1 . 4位單片機(jī) 1975年，美國(guó)德克薩斯儀器公司首次推出4位單片機(jī)TMS-1000；此后，各個(gè)計(jì)算機(jī)公司競(jìng)相推出四位單片機(jī)。日本松下公司的MN1400系列，美國(guó)洛克威爾公司的PPS/1系列等。四位單片機(jī)的

7、主要應(yīng)用領(lǐng)域有：PC機(jī)的輸入裝置，電池充電器，運(yùn)動(dòng)器材，帶液晶顯示的音/視頻產(chǎn)品控制器，一般家用電器的控制及遙控器，電子玩具，鐘表，計(jì)算器，多功能等。 2 . 8位單片機(jī) 1972年，美國(guó)Intel公司首先推出8位微處理器8008，并于1976年9月率先推出MCS-48系列單片機(jī)。在這以后，8位單片機(jī)紛紛面市。例如，莫斯特克和仙童公司合作生產(chǎn)的3870系列，摩托羅拉公司生產(chǎn)的6801系列等。隨著集成電路工藝水平的提高，一些高性能的8位單片機(jī)相繼問(wèn)世。例如，1978年摩托羅拉公司的MC6801系列及齊洛格公司的Z8系列，1979年NEC公司的UPD78*系列。這類單片機(jī)的尋址能力達(dá)64KB，片R

8、OM容量達(dá)4-8KB，片除帶有并行IO口外，還有串行IO口，甚至還有AD轉(zhuǎn)化器功能。8位單片機(jī)由于功能強(qiáng)，被廣泛用于自動(dòng)化裝置、智能儀器儀表、智能接口、過(guò)程控制、通信、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。3 . 16位單片機(jī) 1983年以后，集成電路的集成度可達(dá)幾十萬(wàn)只管/片，各系列16位單片機(jī)紛紛面市。這一階段的代表產(chǎn)品有1983年Intel公司推出的MCS-96系列，1987年Intel推出了80C96，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的HPC16040，NEC公司推出的783*系列等。16位單片機(jī)主要用于工業(yè)控制，智能儀器儀表，便攜式設(shè)備等場(chǎng)合。4 . 32位單片機(jī) 隨著高新技術(shù)只智能機(jī)器人，光盤驅(qū)動(dòng)器，激光打印

9、機(jī)，圖像與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，復(fù)雜實(shí)時(shí)控制，網(wǎng)絡(luò)效勞器等領(lǐng)域的應(yīng)用與開展，20世紀(jì)80年代末推出了32位單片機(jī)，如Motorlora公司的MC683*系列，Intel的80960系列，以及近年來(lái)流行的ARM系列單片機(jī)。32位單片機(jī)是單片機(jī)的開展趨勢(shì)，隨著技術(shù)的開展及開發(fā)本錢和產(chǎn)品價(jià)格的下降，將會(huì)與8位單片機(jī)并駕齊驅(qū)。5 . 64位單片機(jī) 近年來(lái)，64位單片機(jī)在引擎控制，智能機(jī)器人，磁盤控制，語(yǔ)音圖像通信，算法密集的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合已有應(yīng)用，如英國(guó)Inmos公司的Transputer T800是高性能的64位單片機(jī)。3.3單片機(jī)的特點(diǎn) 1 . 單片機(jī)的存儲(chǔ)器ROM和RAM時(shí)嚴(yán)格區(qū)分的。ROM稱為程序存儲(chǔ)器

10、，只存放程序，固定常數(shù)，及數(shù)據(jù)表格。RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)。 2 . 采用面向控制的指令系統(tǒng)。為滿足控制需要，單片機(jī)有更強(qiáng)的邏輯控制能力，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。 3 . 單片機(jī)的I/O口通常時(shí)多功能的。由于單片機(jī)芯片上引腳數(shù)目有限，為了解決實(shí)際引腳數(shù)和需要的信號(hào)線的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來(lái)設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來(lái)區(qū)分。 4 . 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力很強(qiáng)。在部的各種功能部件不能滿足應(yīng)用的需求時(shí)，均可在外部進(jìn)展擴(kuò)展，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。 方案論證與比擬2.1數(shù)字時(shí)鐘方案數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的最主

11、要的局部。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。方案一：本方案采用Dallas公司的專用時(shí)鐘芯片DS12887A。該芯片部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓缺乏或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓缺乏或突然掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。方案二：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。原理為：在單片機(jī)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1

12、秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器相應(yīng)的秒值加1；假設(shè)秒值到達(dá)60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；假設(shè)分值到達(dá)60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；假設(shè)時(shí)值到達(dá)24，則將十字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。而且，由于是軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，時(shí)鐘將不工作?；谟布娐返目紤]，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。2.2 數(shù)碼管顯示方案方案一：靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示*一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。該方式每一位都需要一個(gè)8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時(shí)較小的電流能獲得較高的亮度，且

13、字符不閃爍。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費(fèi)。方案二：動(dòng)態(tài)顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位，對(duì)于顯示器的每一位來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。利用人的視覺(jué)暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動(dòng)態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。從節(jié)省I/O口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計(jì)采用方案二。系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 總體設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)方案利用AT89S51單片機(jī)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)展中斷時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件本錢，且能使讀者在定

14、時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面得到鍛煉與提高，對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而對(duì)學(xué)好單片機(jī)技術(shù)這門課程起到一定的作用?？刂品桨窤T89S51的P0口和P2口外接由八個(gè)LED數(shù)碼管(LED8LED1)構(gòu)成的顯示器，用P0口作LED的段碼輸出口，P2口作八個(gè)LED數(shù)碼管的位控輸出線，P1口外接四個(gè)按鍵A、B、C構(gòu)成鍵盤電路。AT89S51 是一種低功耗，高性能的CMOS 8位微型計(jì)算機(jī)。它帶有8K Flash 可編程和擦除的只讀存儲(chǔ)器EPROM，該器件采用ATMEL的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的80C51和80C52的指令系統(tǒng)及引腳兼容，片F(xiàn)lash 集成在一個(gè)芯片上

15、，可用與解決復(fù)雜的問(wèn)題，且本錢較低。簡(jiǎn)易電子鐘的功能不復(fù)雜，采用其現(xiàn)有的I/O便可完成，所以本設(shè)計(jì)中采用此的設(shè)計(jì)方案。5.具體設(shè)計(jì)分析利用單片機(jī)AT89S51制作簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘，由六個(gè)LED數(shù)碼管分別顯示小時(shí)十位、小時(shí)個(gè)位、分鐘十位、分鐘個(gè)位、秒鐘十位、秒鐘個(gè)位。結(jié)合本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，要求顯示的時(shí)間為時(shí)，分，秒，并且都用兩位數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示。因此，具體設(shè)計(jì)程序時(shí)，應(yīng)盡可能多用一些子程序與數(shù)據(jù)暫存放器單元。本程序設(shè)計(jì)中，在主程序之外，可以設(shè)置時(shí)間值處理子程序，時(shí)間值顯示前的處理子程序，按鍵情況掃描子程序，1S定時(shí)中斷子程序以及5ms延時(shí)消除按鍵抖動(dòng)子程序等多個(gè)小型的子程序。另外，可以設(shè)置一些數(shù)據(jù)單元

16、作為數(shù)據(jù)存放器。用28H，2AH,2BH和2CH地址單元分別作為顯示位數(shù)的掃描指針值存放器，時(shí)存放器，分存放器和秒存放器，再用20H地址單元作為顯示存放器 系統(tǒng)框圖5.2 模塊設(shè)計(jì)5.2.1芯片分析 AT89S51芯片選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實(shí)現(xiàn)在線的編程。用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總的控制。其主要功能列舉如下：1、為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機(jī)2、晶片部具有時(shí)鐘振蕩器傳統(tǒng)最高工作頻率可至 33MHz3、部程式存儲(chǔ)器ROM為 4KB4、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM為 128B5、外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)大至 64KB6、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)大至 64KB7、32 條雙

17、向輸入輸出線，且每條均可以單 獨(dú)做 I/O 的控制8、5 個(gè)中斷向量源9、2 組獨(dú)立的 16 位定時(shí)器10、1 個(gè)全雙工串行通信端口11、8751 及 8752 單芯片具有數(shù)據(jù)的功能12、單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令A(yù)T89S51各引腳功能介紹：VCC：ATAT89S51 電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。*TAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸入端。*TAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 *TAL1 和 *TAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩個(gè)引腳與地之間參加一個(gè) 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，防止噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89

18、S51的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得部特殊功能存放器之容均被設(shè)成狀態(tài)，并且至地址0000H處開場(chǎng)讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp：EA為英文E*ternal Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼存于外部EPROM中來(lái)執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠洳繜o(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用 8751 部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751部EPROM時(shí)，

19、可以利用此引腳來(lái)輸入21V的燒錄高壓Vpp。ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。ATAT89S51可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器如74LS373，將端口0的地址總線A0A7鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳TAT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼

20、工作模式時(shí)EA=0，會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。ATAT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址圍。PORT0P0.0P0.7：端口0是一個(gè)8位寬的開路電極Open Drain雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口P1、P2、P3則不具有此電路組態(tài)，而是部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，P0就以多工方式提供地址總線A0A7及數(shù)

21、據(jù)總線D0D7。設(shè)計(jì)者必須外加一個(gè)鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一組完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2P2.0P2.7：端口2是具有部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，假設(shè)將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來(lái)使用。P2除了當(dāng)作一般I/O端口使用外，假設(shè)是在ATAT89S51擴(kuò)大外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)作I/O來(lái)使用了。PORT1P1.0P1.7：端口1也是具有部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4

22、個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地，假設(shè)將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)作定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2E*功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。PORT3P3.0P3.7：端口3也具有部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋Ｆ湟_分配如下：P3.0：R*D，串行通信輸入。P3.1：T*D，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：

23、T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。 74LS47芯片說(shuō)明74LS47是BCD-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器， 74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過(guò)它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡(jiǎn)化了程序。74LS47譯碼器原理：譯碼為編碼的逆過(guò)程。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義翻譯過(guò)來(lái)。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，下表列出了74LS47的真值表，表示出了它與

24、數(shù)碼管之間的關(guān)系。輸 入 輸 出 顯示數(shù)字符號(hào) LTRBIA3 A2 A1 A0 BIRBO a bc d e f g11 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 * 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 * 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 * 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 * 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 * 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 * 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 * 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1

25、* 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 * 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 * * * * * * 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅0 * * * * * 1 0 0 0 0 0 0 0 8 74LS138芯片說(shuō)明74HC138:74LS138 為3 線8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路構(gòu)造型式，其74LS138工作原理如下： 當(dāng)一個(gè)選通端G1為高電平，另兩個(gè)選通端/(G2A)和/(G2B)為低電平時(shí)，可將地址端A、B、C的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端

26、以低電平譯出。74LS138的作用:利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；假設(shè)外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 假設(shè)將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器74LS138與74HC的引腳圖用與非門組成的3線-8線譯碼器74LS138無(wú)論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)為0的情況，說(shuō)明該芯片已經(jīng)損壞。71LS138有三個(gè)附加的控制端、和。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平S1，譯碼器處于工作狀

27、態(tài)。否則，譯碼器被制止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個(gè)控制端也叫做片選輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。3線-8線譯碼器74LS138的功能表帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖3.3.8電路中如果把作為數(shù)據(jù)輸入端同時(shí)，而將作為地址輸入端，則從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)101時(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。5.2.2 晶振電路右圖所示為時(shí)鐘電路原理圖，在AT89S51芯片部有一個(gè)高增益反相放

28、大器，其輸入端為芯片引腳*TAL1，輸出端為引腳*TAL2。而在芯片部，*TAL1和*TAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)展二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。圖3晶振電路復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RST/VPD 或RST引9加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期即24個(gè)振蕩周期的高電平。例如，假設(shè)時(shí)鐘頻率為12 MHz，每機(jī)器周期為1s，則只需2s以上時(shí)間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)常見的復(fù)位如下圖。電路為上電復(fù)位電路，它是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在接電瞬間，RESET端的電位與VCC一樣，隨著充

29、電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。該電路除具有上電復(fù)位功能外，假設(shè)要復(fù)位，只需按圖中的RESET鍵，此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。圖4單片機(jī)復(fù)位電路數(shù)碼顯示模塊設(shè)計(jì)數(shù)碼管的引腳圖共陰數(shù)碼管數(shù)碼管是一種把多個(gè)LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽(yáng)型，一種是共陰型。共陽(yáng)型就是把多個(gè)LED顯示段的陽(yáng)極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個(gè)LED顯示段的陰極接在一起，即為公共商。陽(yáng)極即為二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。通常的數(shù)碼管又分為8段，即8

30、個(gè)LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小數(shù)點(diǎn)位段。而多位數(shù)碼管，除*一位的公共端會(huì)連接在一起，不同位的數(shù)碼管的一樣端也會(huì)連接在一起。即，所有的A段都會(huì)連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的8段輸入及其公共端電平一直有效。動(dòng)態(tài)顯示的原理是，各個(gè)數(shù)碼管的一樣段連接在一起，共同占用8 位段引管線；每位數(shù)碼管的陽(yáng)極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺(jué)暫留性，依次給出各個(gè)數(shù)碼管公共端加有效信號(hào)，在此同時(shí)給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)全段掃描速度大于視覺(jué)暫留速度時(shí)，顯示就會(huì)

31、清晰顯示出來(lái)。系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式，用P0口來(lái)控制LED數(shù)碼管的段控線，而用P2口來(lái)控制其位控線。動(dòng)態(tài)顯示通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)展顯示，即循環(huán)點(diǎn)亮每一個(gè)數(shù)碼管，這樣雖然在任何時(shí)刻都只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但由于人眼存在視覺(jué)殘留效應(yīng)，只要每位數(shù)碼管間隔時(shí)間足夠短，就可以給人以同時(shí)顯示的感覺(jué)。5.2.5按鍵模塊時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器及星期計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。下列圖為按鍵模塊電路原理圖。整個(gè)電路原理圖 第六章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)根本的程序流程應(yīng)

32、該是：在主程序中檢測(cè)各個(gè)時(shí)間按鈕是否有動(dòng)作假設(shè)有，就儲(chǔ)存并修改相關(guān)的的時(shí)間存放器的值，假設(shè)沒(méi)有，就繼續(xù)檢測(cè)。在計(jì)時(shí)子程序中將各時(shí)間存放器的值逐個(gè)加1，每加一次就要檢查是否已超過(guò)顯示的上限值，這樣在后面就便于處理，在掃描顯示子程序中，將掃描位數(shù)指針與20H相加，從而得到相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)；然后按照顯示的位數(shù)加顯示數(shù)就的格式，將數(shù)據(jù)從P1口輸出到數(shù)碼管上去顯示，當(dāng)然還有定時(shí)中斷子程序，在這里，它實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)1S的時(shí)間延時(shí)。開 始定時(shí)器T0初始化設(shè)置顯示初值為12：00：00設(shè)置定時(shí)4ms初值設(shè)中斷250次設(shè)置中斷允許秒存放器值加1秒按鍵了.秒存放器值加1使秒存放器清0秒按鍵松 開了.N分按鍵了.分存放器值

33、加1秒存放器60.秒按松開了.分按鍵松開.時(shí)存放器值20使分存放器清0時(shí)存放器值加1使存放器清0啟動(dòng)T0中斷NY時(shí)按鍵了.NNNNY源程序代碼ORG 00H；主程序起始地址JMP START；主程序STARTORG 0BH；定時(shí)器T0中斷起始地址JMP TIM0；定時(shí)器T0中斷子程序TIM0START: MOV SP；*70H；設(shè)置堆棧指針MOV 28H,*00；設(shè)置顯示位數(shù)掃描指針初值為0MOV 2AH,*12H；設(shè)置時(shí)鐘顯示存放器初值為12HMOV 2BH,*00；設(shè)置分鐘顯示存放器初值為00HMOV 2CH,*00；設(shè)置秒鐘顯示存放器初值為00HMOV TMOD,*01H；設(shè)置定時(shí)器T0

34、工作在方式1MOV TH0,*0F0H；定時(shí)4ms的初值，即0F060HMOV TL0,*60H；初值的低位MOV IE,*82H；定時(shí)器T0中斷允許MOV R4,*250；保證后面實(shí)現(xiàn)中斷250次，即1s的延時(shí)SETB TR0；啟動(dòng)定時(shí)器T0LOOP: P0.0,N2；假設(shè)秒沒(méi)有按鍵，就轉(zhuǎn)去下一步檢查分CALL DELAY；延時(shí)5ms消除抖動(dòng)MOV A,2CH；將秒存放器的值載入累加器A ADD A,*01H；A的容加1DA A；十進(jìn)制調(diào)整MOV 2CH,A；A 的值存入秒存放器CJNE A,*60H,N1；看是否已經(jīng)是60秒，假設(shè)不是就繼續(xù)檢查MOV 2CH,*00；已經(jīng)是60秒，就清空秒

35、存放器的值N1: JNB P0.0,$；秒按鍵還沒(méi)有放開就循環(huán)等待CALL DELAY；延時(shí)5ms，消除抖動(dòng)N2: P0.1,N4；假設(shè)分沒(méi)有按鍵，就轉(zhuǎn)去下一步檢查時(shí)鐘CALL DELAY；延時(shí)5ms，消除抖動(dòng)MOV A,2BH；將分存放器的值載入累加器AADD A,*01H；A的容加1DA A；十進(jìn)制調(diào)整MOV 2BH,A；A的值存入分存放器CJNE A,*60H,N3；看是否已經(jīng)是60分MOV 2BH,*00；已經(jīng)是60分，就清空秒存放器的值N3: JNB P0.1,$；分按鍵還沒(méi)有放開就循環(huán)等待CALL DELAY；延時(shí)5ms，消除抖動(dòng)N4: P0.2,LOOP；假設(shè)時(shí)沒(méi)有按鍵，就轉(zhuǎn)回去

36、繼續(xù)檢查看是否秒有按鍵CALL DELAY；延時(shí)5ms，消除抖動(dòng)MOV A,2AH；將時(shí)存放器的值載入累加器AADD A,*01H；A的容加1DA A；十進(jìn)制調(diào)整MOV 2AH,A；A的值存入時(shí)存放器CJNE A,*24H,N5；看是否已經(jīng)是24時(shí)，假設(shè)不是就繼續(xù)檢查MOV 2AH,*00；已經(jīng)是24時(shí)，就清空存放器的值N5: JNB P0.2,$；時(shí)鐘按鍵還沒(méi)有放開就循環(huán)等待CALL DELAY；延時(shí)5ms，消除抖動(dòng)JMP LOOP；返回重新檢查看是否有按鍵;*定時(shí)器T0中斷子程序*TIM0: MOV TH0,*0F0H；定時(shí)初值重設(shè)MOV TL0,*60HPUSH ACC；將累加器A的值暫

37、存于堆棧PUSH PSW；將PSW的值暫存于堆棧DJNZ R4,*2；計(jì)時(shí)中斷不滿1s就退出繼續(xù)中斷MOV R4,*250；計(jì)時(shí)1sCALL CLOCK；調(diào)用計(jì)時(shí)子程序CLOCKCALL DISP；調(diào)用顯示子程序DISP*2: CALL SCAN；調(diào)用掃描子程序SCADPOP PSW；到堆棧取回PSW的值POP ACC；到堆棧取回累加器ACC的值RETI；返回主程序；*掃描子程序*SCAN:MOV R0,*28HINC R0;顯示位數(shù)掃描值加1CJNE R0,*6,*3;掃描位數(shù)不為6就準(zhǔn)備控制輸出MOV R0,*0;掃描位數(shù)為6，就另其值為0*3:MOV A,R0;掃描位數(shù)載入AADD A,

38、*20H;A加上20H顯示存放器地址=各時(shí)間顯示區(qū)地址MOV R1,A;各時(shí)間顯示區(qū)地址存入AMOV A,R0;掃描位數(shù)存入ASWAP A;將A的上下4位交換其高4位為掃描 ；的位數(shù)，低4位為顯示數(shù)據(jù)值ORL A,R1;將掃描值與顯示數(shù)據(jù)組合MOV P1,A;顯示輸出RET;*計(jì)時(shí)子程序*CLOCK: MOV A,2CH；秒存放器值載入AADD A,*1；加1秒DA A；十進(jìn)制調(diào)整MOV 2CH,A；A的值存入秒存放器CJNE A,*60H,*4；A不等于60秒，就跳出程序去顯示MOV 2CH,*00；已經(jīng)是60秒，就清0MOV A,2BH；分存放器值載入AADD A,*1；加1分DA A；十

39、進(jìn)制調(diào)整MOV 2BH,A；A的值存入分存放器 CJNE A,*60H,*4；A不等于60分，就跳出程序去顯示MOV 2BH,*00；已經(jīng)是60分就清0MOV A,2AH；時(shí)存放器值載入AADD A,*1；加1小時(shí)DA A；十進(jìn)制調(diào)整MOV 2AH,A；A的值存入是存放器CJNE A,*24H,*4；A不等于24時(shí)，就跳出程序去顯示MOV 24H,*00；已經(jīng)是24時(shí)，就清0*4:RET;*顯示子程序*DISP: MOV R1,20H；20H為顯示存放器單元MOV A,2CH；將秒存放器的容存入AMOV B,*10H；設(shè)B累加器的值為10HDIV AB；A/B，商存入A十位數(shù)，余數(shù)存入個(gè)位數(shù)M

40、OV R1,B；將顯示的個(gè)位數(shù)存入20H顯示存放器單元INC R1MOV R1,；A將顯示的十位數(shù)存入21H顯示存放器單元INC R1MOV A,2BH；將分存放器的容存入AMOV B,*10H；設(shè)B累加器的值為10HDIV AB；A/B，商存入A十位數(shù)，余數(shù)存入個(gè)位數(shù)MOV R1,B；將顯示的個(gè)位數(shù)存入22H顯示存放器單元INC R1MOV R1,A；將顯示的十位數(shù)存入23H顯示存放器單元INC R1MOV A,2AH；將時(shí)存放器的容存入AMOV B,*10H；設(shè)B累加器的值為10HDIV AB；A/B，商存入A十位數(shù)，余數(shù)存入個(gè)位數(shù)MOV R1,B；將顯示的個(gè)位數(shù)存入24H顯示存放器單元I

41、NC R1MOV R1,A；將顯示的十位數(shù)存入25H顯示存放器單元RET;*延時(shí)5ms消除抖動(dòng)*DELAY:MOV R6,*60D1:MOV R7,*248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETEND系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)測(cè)試7.1 系統(tǒng)仿真運(yùn)用proteus軟件進(jìn)展仿真現(xiàn)在proteus軟件中建立一個(gè)新的文件，再根據(jù)自己的要求選擇所需的器件，把器件進(jìn)展適當(dāng)?shù)呐盼缓筮M(jìn)展連接，連接后運(yùn)行軟件進(jìn)展仿真。Proteus軟件應(yīng)用1原理圖編輯窗口The Editing Window：顧名思義，它是用來(lái)繪制原理圖的。藍(lán)色方框?yàn)榭删庉媴^(qū)，元件要放到它里面。注意，這個(gè)窗口是沒(méi)有滾動(dòng)條的，你可用預(yù)覽窗口來(lái)改變?cè)?/p>

42、圖的可視圍。2預(yù)覽窗口The Overview Window：它可顯示兩個(gè)容，一個(gè)是：當(dāng)你在元件列表中選擇一個(gè)元件時(shí)，它會(huì)顯示該元件的預(yù)覽圖；另一個(gè)是，當(dāng)你的鼠標(biāo)焦點(diǎn)落在原理圖編輯窗口時(shí)即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)后，它會(huì)顯示整原理圖的縮略圖，并會(huì)顯示一個(gè)綠色的方框，綠色的方框里面的容就是當(dāng)前原理圖窗口中顯示的容，因此，你可用鼠標(biāo)在它上面點(diǎn)擊來(lái)改變綠色的方框的位置，從而改變?cè)韴D的可視圍。3模型選擇工具欄Mode Selector Toolbar：主要模型Main Modes：1* 選擇元件ponents默認(rèn)選擇的2* 放置連接3* 放置標(biāo)簽用總線時(shí)會(huì)用到4* 放置

43、文本5* 用于繪制總線6* 用于放置子電路7* 用于即時(shí)編輯元件參數(shù)先單擊該圖標(biāo)再單擊要修改的元件配件Gadgets：1* 終端接口terminals：有VCC、地、輸出、輸入等接口2* 器件引腳：用于繪制各種引腳3* 仿真圖表graph：用于各種分析，如Noise Analysis 4* 錄音機(jī)5* 信號(hào)發(fā)生器generators6* 電壓探針：使用仿真圖表時(shí)要用到7* 電流探針：使用仿真圖表時(shí)要用到8* 虛擬儀表：有示波器等2D圖形2D Graphics：1* 畫各種直線2* 畫各種方框3* 畫各種圓4* 畫各種圓弧5* 畫各種多邊形6* 畫各種文本7* 畫符號(hào)8* 畫原點(diǎn)等4元件列表Th

44、e Object Selector：用于挑選元件ponents、端接口terminals、信號(hào)發(fā)生器generators、仿真圖表graph等。舉例，當(dāng)你選擇元件ponents，單擊P按鈕會(huì)翻開挑選元件對(duì)話框，選擇了一個(gè)元件后單擊了OK后，該元件會(huì)在元件列表中顯示，以后要用到該元件時(shí)，只需在元件列表中選擇即可。5方向工具欄Orientation Toolbar：旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)角度只能是90的整數(shù)倍。翻轉(zhuǎn)：完成水平翻轉(zhuǎn)和垂直翻轉(zhuǎn)。使用方法：先右鍵單擊元件，再點(diǎn)擊左擊相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圖。6仿真工具欄仿真控制按鈕1* 運(yùn)行2* 單步運(yùn)行3* 暫停4* 停頓按照自己設(shè)計(jì)的電路圖就可以畫出想要的電路圖！2.在軟件

45、中模擬和實(shí)際的效果為什么有如此大的差異.答：軟件中模擬受到電腦CPU工作頻率的影響，所以效果不是很明顯，但是一些根本的現(xiàn)象還是可以看出來(lái)的。只要我們知道原理和圖是正確的，則就沒(méi)有必要考慮太多的未知因素。在實(shí)際面包板中一定會(huì)看到正確的現(xiàn)象。3.面包板連線考前須知！答：面包板連線時(shí)一定要弄清楚它的原理，不然就會(huì)一點(diǎn)頭緒都找不到。連接芯片是要弄清楚各個(gè)引腳對(duì)應(yīng)的端口號(hào)，該接地的地方一定要接地，該接高電平的地方一定要接高電平。實(shí)驗(yàn)測(cè)試電子時(shí)鐘主要的設(shè)計(jì)要能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)鐘的一般功能，以及包括時(shí)間的調(diào)整功能，這個(gè)基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘根本上實(shí)現(xiàn)了上述功能，能夠通過(guò)時(shí)間調(diào)整電路對(duì)時(shí)間進(jìn)展調(diào)整以及復(fù)位。下述為18：30：30的仿真圖： 圖8 12:00:00時(shí)刻的仿真效果圖-. z心得體會(huì)單片機(jī)