基于Proteus的單片機(jī)控制電子時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)與仿真【實(shí)用文檔】doc

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基于Proteus的單片機(jī)控制電子時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)與仿真基于Proteus的單片機(jī)控制電子時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)與仿真【實(shí)用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載摘要工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是為了學(xué)生能夠更好地鞏固和實(shí)踐所學(xué)專業(yè)知識(shí)而設(shè)置的，在本次工程實(shí)踐中，我們以微機(jī)原理與接口技術(shù)課程中所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了電子時(shí)鐘。單片機(jī)由RAM、ROM、CPU構(gòu)成，由定時(shí)、計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低,廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了一個(gè)基于AT89C51單片機(jī)為核心,使用12MHz晶振與AT89C51相連接,通過(guò)軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)以24小時(shí)為一個(gè)周期，同時(shí)8位7段LED數(shù)碼管顯示小時(shí)、分鐘和秒的要求。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明重點(diǎn)介紹了如下幾方面的內(nèi)容:1）電子時(shí)鐘的基本功能,同時(shí)對(duì)計(jì)時(shí)的原理也進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述；2）介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、給出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖,并對(duì)其進(jìn)行了功能模塊劃分及所采用的元器件進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明；3）對(duì)系統(tǒng)各功能模塊的軟、硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明。關(guān)鍵詞:AT89C51單片機(jī)；電子鐘;硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)目錄TOC\o”1—3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc446538120"第一章緒論1HYPERLINK\l”_Toc446538121"1。1課題簡(jiǎn)介1HYPERLINK\l”_Toc446538122”1。2設(shè)計(jì)目的與要求11。3題目描述2HYPERLINK\l”_Toc446538124”1.4設(shè)計(jì)任務(wù)21.5章節(jié)安排說(shuō)明2HYPERLINK\l”_Toc446538126"第二章電子時(shí)鐘系統(tǒng)簡(jiǎn)介3_Toc446538130"2.3電子時(shí)鐘基本特點(diǎn)4HYPERLINK\l”_Toc446538131"第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)53.2數(shù)碼管顯示選擇方案53.2。1數(shù)碼管顯示工作原理5HYPERLINK\l”_Toc446538135"3.2.2數(shù)碼管方案及選擇63。3硬件單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)計(jì)6第四章電子時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì)104.1軟件系統(tǒng)模塊功能簡(jiǎn)要介紹10HYPERLINK\l”_Toc446538140"4.2軟件系統(tǒng)流程圖10HYPERLINK\l”_Toc446538141"4。3程序代碼12第五章電子時(shí)鐘調(diào)試與仿真15HYPERLINK\l”_Toc446538143”5。1HEX文件的生成155.2原理圖的繪制155。3調(diào)試與仿真16HYPERLINK\l”_Toc446538146"第六章結(jié)束語(yǔ)18HYPERLINK\l”_Toc446538147"參考文獻(xiàn)19第一章緒論1.1課題簡(jiǎn)介數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)，分，秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表的報(bào)時(shí)功能。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵罚瑥V泛用于家庭、車站、碼頭、劇院、辦公室等場(chǎng)所.給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作帶來(lái)極大的方便[1]。不僅如此，在現(xiàn)代化的進(jìn)程中,也離不開電子鐘的相關(guān)功能和原理，比如機(jī)械手的控制、家務(wù)的自動(dòng)化、定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)啟閉路燈等,這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的.而且是控制的核心部分。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法有多種,例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘還可以利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有特點(diǎn),其中，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活,便于功能擴(kuò)充,精確度高等特點(diǎn)［2]。基于以上分析，在此次設(shè)計(jì)中，我選擇的是利用單片機(jī)制作電子鐘.電子鐘的設(shè)計(jì)本身包括程序的設(shè)計(jì)和硬件電路的設(shè)計(jì)[3］。我的思路是，先進(jìn)行電路的整體設(shè)計(jì)，再根據(jù)電路進(jìn)行編程,在編程的過(guò)程中對(duì)電路進(jìn)行微調(diào)，以更好的配合程序。調(diào)試成功后，再根據(jù)電路圖畫出仿真圖,將軟件裝入單片機(jī)芯片,利用Proteus軟件進(jìn)行仿真，仿真中的錯(cuò)誤通過(guò)改正程序的邏輯錯(cuò)誤和電路中的設(shè)計(jì)不當(dāng)進(jìn)行排除，這個(gè)過(guò)程很艱難的但也是很重要的。若仿真可以實(shí)現(xiàn)，則硬件電路的實(shí)現(xiàn)就可以有條不紊地進(jìn)行。1.2設(shè)計(jì)目的與要求通過(guò)本次工程實(shí)踐,運(yùn)用微機(jī)原理與接口技術(shù)所學(xué)知識(shí)及查閱相關(guān)資料，完成對(duì)時(shí)間的計(jì)時(shí)并顯示的設(shè)計(jì)，達(dá)到理論知識(shí)與實(shí)踐更好結(jié)合、提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)能力的目的。通過(guò)本次設(shè)計(jì)訓(xùn)練，可以使我們?cè)诨舅悸泛突痉椒ㄉ蠈?duì)基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分"、“秒”(23：59:59）顯示的數(shù)字電子鐘.設(shè)計(jì)要點(diǎn)具體如下：1）設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路；2）設(shè)計(jì)24進(jìn)制、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器；3)設(shè)計(jì)譯碼顯示電路;4）時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周期,顯示時(shí)、分、秒。1。3題目描述數(shù)字電子鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路，它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí),顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒.一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字鐘電路主要由譯碼器顯示器、譯碼器、計(jì)數(shù)電路、組合邏輯電路以及振蕩器構(gòu)成。信號(hào)由振蕩器產(chǎn)生，通過(guò)計(jì)數(shù)器傳到譯碼器，再由譯碼顯示器顯示，這樣就可以看到時(shí)間變化了。1.4設(shè)計(jì)任務(wù)在本次工程實(shí)踐中，主要完成如下方面的設(shè)計(jì)任務(wù):1）簡(jiǎn)要綜述單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀；2）掌握MCS—51系列某種產(chǎn)品（例如8031）的最小電路及外圍擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)方法；3）了解單片電子時(shí)鐘的功能及工作過(guò)程；4）完成主要功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)及必要的參數(shù)確定；5）用一種計(jì)算機(jī)繪圖軟件完成原理電路的繪制；6)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（頁(yè)數(shù)不低于10頁(yè)）。1.5章節(jié)安排說(shuō)明整個(gè)設(shè)計(jì)總共分為四個(gè)章節(jié)，第一章是前言部分，主要介紹了設(shè)計(jì)單片機(jī)電子時(shí)鐘的意義、目的及主要內(nèi)容；第二章對(duì)單片機(jī)作了簡(jiǎn)要說(shuō)明，介紹了單片機(jī)的發(fā)展史，并對(duì)電子鐘的特點(diǎn)以及原理作了簡(jiǎn)要說(shuō)明。第三章是系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)階段，這一部分主要介紹了系統(tǒng)的整體功能，繪制出系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。另外按照各部分實(shí)現(xiàn)的功能不同，將整個(gè)系統(tǒng)分成了三個(gè)功能塊，并對(duì)每一個(gè)功能塊所采用的元器件進(jìn)行了詳細(xì)介紹.第四章是系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，對(duì)每一個(gè)功能塊的芯片圖進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)每一個(gè)引腳的接線都進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，此外還編寫了主要功能模塊的基本程序,詳盡闡述了各模塊的工作過(guò)程.第二章電子時(shí)鐘系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(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)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入系統(tǒng)集成在一塊芯片上.2。2單片機(jī)的發(fā)展史單片機(jī)誕生于20世紀(jì)七十年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。起初模型1.SCM即單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)階段（SingleChipMicrocomputer），主要是尋求最佳的單片機(jī)形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完成不同的發(fā)展道路.在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上,Intel公司功不可沒。2。MCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此,發(fā)展MCU的重任不可避免的落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素.在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)屬Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將MCS—51從單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí),不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jī).嵌入式系統(tǒng)單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決;因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì).隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此,對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng).2.3電子時(shí)鐘基本特點(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)，因此走路精度高，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)，用液晶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.2。3電子時(shí)鐘基本特點(diǎn)一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路系統(tǒng)主要有秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、電路組成.秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，在此我們用定時(shí)器。將定時(shí)器與電阻、電容按照定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器圖接線，組成一個(gè)輸出1秒的標(biāo)準(zhǔn)脈沖,將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”.第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)3。1單片機(jī)芯片選擇方案方案一：AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8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和閃速存儲(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單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。方案二：AT89S52是一個(gè)低消耗，高性能CMOS8為單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP的可反復(fù)撰寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器。主要性能有：與MCS—51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、32個(gè)可編程I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符、易編程。由于只需要實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)間簡(jiǎn)單的功能，兩個(gè)單片機(jī)就能很好的實(shí)現(xiàn)該功能。我們優(yōu)先考慮單片機(jī)的成本所以選擇方案一。3。2數(shù)碼管顯示選擇方案3.2。1數(shù)碼管顯示工作原理數(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,除某一位的公共端會(huì)連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會(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)碼管的相同段連接在一起,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暫留速度時(shí)，顯示就會(huì)清晰顯示出來(lái).3.2.2數(shù)碼管方案及選擇方案一：靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示,即當(dāng)顯示器顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(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)較小電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但因當(dāng)所需現(xiàn)實(shí)的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的I/O口數(shù)較大，造成資源的浪費(fèi)。方案二:動(dòng)態(tài)顯示.動(dòng)態(tài)顯示，即各位數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮，對(duì)于顯示器各位數(shù)碼管,每隔一段延時(shí)時(shí)間循環(huán)點(diǎn)亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個(gè)顯示,但須保證掃描速度足夠快，人的視覺暫留功能才可察覺不到字符閃爍。顯示器的亮度與導(dǎo)通電流、點(diǎn)亮?xí)r間及間隔時(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/0口，降低了能耗。從節(jié)省單片機(jī)芯片I/O口和降低能耗的角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘數(shù)碼管顯示選擇采用方案二。3。3硬件單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)計(jì)1。電源電路本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)所需電源電壓為直流、電壓值大小為5V的電壓源。從硬件實(shí)物設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易程度與經(jīng)費(fèi)方面考慮，用兩節(jié)電壓值為2.5V干電池與電路電壓源引腳相連接即可達(dá)到硬件設(shè)計(jì)要求。即本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用兩節(jié)電壓值大小2。55V干電池做硬件電路電壓源.2.時(shí)鐘電路單片機(jī)芯片可使用內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘電路兩種方式產(chǎn)生電路所需的時(shí)鐘脈沖，內(nèi)部時(shí)鐘電路實(shí)現(xiàn)可用石英晶體和微調(diào)電容外接即可達(dá)到,外部時(shí)鐘電路實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)外部脈沖源引入脈沖信號(hào)以保證單片機(jī)之間時(shí)鐘信號(hào)的同步。從贏家實(shí)現(xiàn)的難易程度考慮,內(nèi)部時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)比外部時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單容易.即本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)所需要的時(shí)鐘源采用內(nèi)部時(shí)鐘電路實(shí)現(xiàn)。所用定時(shí)方式為工作方式1。石英晶振為12M，即最小定時(shí)時(shí)間為1us，最大定時(shí)時(shí)間約為65.5ms，其電路圖如下圖3。1所示。圖3。1時(shí)鐘電路圖3。鍵盤電路設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)只用了一個(gè)鍵盤，但實(shí)現(xiàn)的功能卻是比較完善，減少了硬件資源的損耗,該鍵盤可以實(shí)現(xiàn)小時(shí)和分鐘的調(diào)節(jié)以及控制是否進(jìn)入省電模式。當(dāng)按鍵按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能,達(dá)到省電的目的；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。達(dá)到時(shí)間調(diào)節(jié)的目的。如圖3.2所示。圖3.2多功能控制鍵4.LED顯示電路數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)的顯示模塊用8個(gè)以為數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)，也可用兩個(gè)四位一體數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。兩種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)效果一樣.從實(shí)物制作的難易程度出，本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)采用一個(gè)8位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)，5.單片機(jī)電路本數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)芯片作為中央控制器,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出、LED的顯示及相關(guān)的控制功能，3.4元件清單根據(jù)總體的設(shè)將所需要的元件列出如下，表3.1。表3。1器件清單元件名稱所屬類所屬子類AT89C51MicroprocessorICs8051FamilyCRYSTALMiscellaneous--CAPCapcitorsGenerieCAP—ELECCapcitorsGenerieRESResistor7WaitWirewoundResistor10WaitWirewound7SEG-MPX8-BLUEOptoelectronics7—SegmentDisplaysBUTTONSwitches&RelaysSwitches第四章電子時(shí)鐘軟件設(shè)計(jì)4。1軟件系統(tǒng)模塊功能簡(jiǎn)要介紹本設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)主要采用以下基本模塊來(lái)實(shí)現(xiàn),主程序、中斷服務(wù)程序、鍵盤輸入程序模塊、數(shù)碼管及其驅(qū)動(dòng)模塊和延時(shí)模塊.主程序：主要用于對(duì)輸入信號(hào)的處理、輸出信號(hào)的控制和各個(gè)功能程序模塊的運(yùn)用及其控制，中斷服務(wù)程序:主要用于電子鐘的準(zhǔn)確運(yùn)行、數(shù)據(jù)輸入過(guò)程中的閃爍。鍵盤輸入程序模塊:主要是用于確定按鍵并得到特定的數(shù)碼值.數(shù)碼管及其驅(qū)動(dòng)模塊:主要是用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及利亞數(shù)碼管顯示時(shí)間。延時(shí)模塊：程序中有兩種延時(shí)子程序，一種是短延時(shí)用于判斷鍵按下等,一種是長(zhǎng)延時(shí).4。2軟件系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)軟件采用C語(yǔ)言按模塊化方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后通過(guò)Keil軟件開發(fā)平臺(tái)將程序進(jìn)行編譯生成HEX文件。接著使用Proteous將文件導(dǎo)入進(jìn)行仿真，顯示仿真結(jié)果。軟件流程圖如圖4.1所示。主程序開始主程序開始初始化設(shè)置初始化設(shè)置時(shí)、分、秒顯示時(shí)、分、秒顯示硬件延時(shí)1S？ N硬件延時(shí)1S？Y秒加1秒加1是否為60S？ N是否為60S？ Y秒鐘清零，分加1秒鐘清零，分加1是否為60min? N是否為60min?Y分鐘清零，時(shí)加1分鐘清零，時(shí)加1是否24h N是否24hY小時(shí)清零小時(shí)清零圖4.1電子鐘的程序流程圖4.3程序代碼根據(jù)程序流程圖使用C語(yǔ)言對(duì)程序進(jìn)行編程,程序代碼如下所以。＃include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintcodeuchard［10]=｛0xC0，0xF9,0xA4，0xB0,0x99，0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90｝;uintsecond=0，minter=50，hour=11;uintsshi，sge，mge,mshi，hshi,hge;staticcharcourt=0;sbitP21=P2^1;sbitP22=P2^2；sbitP23=P2^3;sbitP24=P2^4；sbitP25=P2^5;sbitP26=P2^6;sbitP27=P2^7;sbitP20=P2^0;voiddelay（)｛ //單個(gè)LED延時(shí)函數(shù)uchari； for(i=0;i〈15;i++);}voidint1（)interrupt1using2{ //定時(shí)中斷相應(yīng)定50msTH0=0x4c; TL0=0x00; court++；}voidmain(）{ //主函數(shù)TMOD=0x01; TH0=0x00； TL0=0x00; EA=1; ET0=1； TR0=1； P1=0XFF； for（；;){ sshi=second/10； //求分秒的個(gè)位； sge=second％10； mshi=minter/10; mge=minter%10; hshi=hour/10； hge=hour%10; P0=d［sge］; //時(shí)分秒在LED的顯示 P27=1;//P0口數(shù)據(jù)輸出,P2口選通信號(hào) delay()； P27=0； P0=d[sshi］； P26=1； delay（); P26=0; P0=0xbf; P25=1; delay(）； P25=0； P0=d[mge]； P24=1； delay()； P24=0； P0=d[mshi]; P23=1; delay（）; P23=0; P0=0xbf; P22=1； delay()； P22=0； P0=d[hge]; P21=1； delay(）； P21=0; P0=d[hshi］; P20=1； delay（); P20=0； if（court==20）｛ //定時(shí)1s的時(shí)間是否到？若到，則執(zhí)行IF后面的程序；court=0; //執(zhí)行LED顯示程序second++;if(second==60）{second=0;minter++；if（minter==60)｛minter=0；hour++；if(hour==24)hour=0； ｝} ｝ }}第五章電子時(shí)鐘調(diào)試與仿真5。1HEX文件的生成1）打開單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)KeilVision，單擊“Vision"菜單中的“Project”，在此下拉菜單中單擊“NewProject”選項(xiàng)后，彈出“CreateNewProject”對(duì)話框，鍵入新建項(xiàng)目名稱.2）鍵入新建項(xiàng)目名并單擊“確定”按鈕后,在彈出的“SlectDevic”對(duì)話框中選擇合適的單片機(jī)型，如AT89C51。3）單擊“Vision”菜單中的“File"，在此下拉菜單下,選擇“New”后,打開一個(gè)空的文本編輯窗口，在此窗口中輸入程序，創(chuàng)建新的源程序“dzz.C”文件。4）在左邊的“Project”窗口的“File"頁(yè)中單擊文件組，再單擊鼠標(biāo)右鍵后，在彈出的窗口中選中“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’"選項(xiàng)，將“dzz.C”程序?qū)氲健癝ourceGroup1”中。5）在“Project"下拉菜單中，選中“OptionsforTarget”,將會(huì)彈出“OptionforTarget"對(duì)話框，在此對(duì)話框中選中“Output”選項(xiàng)卡中的“CreatHEXFile”選項(xiàng)。6)在“Project”下拉菜單中，選擇“RebuildallTargetfiles"項(xiàng)。若程序編譯成功,將生成“dzz.HEX”文件。5.2原理圖的繪制1）在ProteusISIS編輯窗口中，單擊元件列表之上的“P”按鈕,添加所需要的元件.2）在ProteusISIS編輯窗口中,繪制電路圖。如圖5.1所示。圖5.1電子鐘電路圖5.3調(diào)試與仿真1）在ProteusISIS編輯窗口中，單擊鼠標(biāo)右鍵將AT89C51單片機(jī)選中并單擊鼠標(biāo)左鍵,彈出“EditComponent”對(duì)話框,在此對(duì)話框的“ClockFrequency"欄中設(shè)置單片機(jī)晶振頻率為12MHz,在“ProgramFile”欄中單擊文件，選擇先前用KeilVision2s生成的“dzz.HEX"文件。2）在ProteusISIS編輯窗口中“File”下拉菜單“SaveDesign”選型，保存設(shè)計(jì)，生成“dzz.DSN”文件。3)在ProteusISIS編輯窗口中單擊“Debug”菜單中選擇“Execute”,可看見在首次運(yùn)行時(shí),LED顯示的初始值為11—50—00，然后每隔1s進(jìn)行累計(jì)顯示，運(yùn)行結(jié)果如圖5。2所示。圖5。2電子鐘設(shè)計(jì)的運(yùn)行結(jié)果第六章結(jié)束語(yǔ)本單片機(jī)數(shù)字電子鐘系統(tǒng)的功能基本符合顯示格式為：XX:XX：XX，即時(shí)：分：秒。時(shí)間可采用24小時(shí)制。系統(tǒng)上電后從上電時(shí)初始化顯示:11-50-00開始計(jì)時(shí)，能進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，可按自己的要求設(shè)置擴(kuò)展的小鍵盤個(gè)數(shù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，經(jīng)過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，系統(tǒng)的可靠性已經(jīng)基本能夠達(dá)到實(shí)際電子鐘的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)本單片機(jī)數(shù)字電子鐘系統(tǒng)具有擴(kuò)展性.課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題、提出實(shí)際問題、分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.在此次數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中，在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí)，把在課程中學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際作品設(shè)計(jì)、操作中，更進(jìn)一步地熟悉了單片機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了其工作原理和具體的使用方法與相關(guān)元器件的參數(shù)計(jì)算方法、使用方法，了解了電路的開發(fā)和制作及課程設(shè)計(jì)報(bào)告的編寫.加深了對(duì)相關(guān)理論知識(shí)及專業(yè)知識(shí)的掌握度，增強(qiáng)自身的動(dòng)手能力，鍛煉及提高了理解問題、分析問題、解決問題的能力,更深刻的體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，進(jìn)一步掌握畫圖軟件的使用和提高相應(yīng)的畫圖操作水平及技巧.參考文獻(xiàn)［1]李廣弟，朱月秀，冷祖祁．單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)［J］．頁(yè)碼148。［2］李葉紫，王喜斌，胡輝．MCS_51單片機(jī)應(yīng)用教程［M]．清華大學(xué)出版社，2004，3［3］李葉紫等．MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程[M］．清華大學(xué)出版社,2004,3［4］王福瑞等．單片機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全[M］．北京航空航天大學(xué)出版社，1999.3[5］李伯成．基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M］．電子工業(yè)出版社，2004.7電路設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)度表周次日期星期節(jié)次教室授課章節(jié)及內(nèi)容備注12.1713-410103第一章PROTEL99SE使用基礎(chǔ)12.2043-450404練習(xí)：第一章PROTEL99SE使用基礎(chǔ)22.2413-410103第二章電路原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)22.2743-450404練習(xí)：第二章電路原理圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)33.313-410103第三章電路原理圖設(shè)計(jì)3.1原理圖編輯器界面介紹3.2加載原理圖元件庫(kù)33.643-450404練習(xí)：3.1原理圖編輯器界面介紹3.2加載原理圖元件庫(kù)43.1013-4101033.3工具欄的打開與關(guān)閉43.1343-450404練習(xí)：3.3工具欄的打開與關(guān)閉53.1713-4101033.4元件的屬性編輯3.5放置元件的操作53.2043-450404練習(xí)：3.4元件的屬性編輯3.5放置元件的操作63.2413-4101033.6編輯元件3.7放置節(jié)點(diǎn)和連接線路63.2743-4504043.8使用電路工具欄73.3113-410103上機(jī)練習(xí)：3.8使用電路工具欄74.343-450404第五章原理圖元件庫(kù)編輯器84.713-410103練習(xí)：原理圖元件庫(kù)編輯器84.1043-450404第六章報(bào)表文件的生成94.1413-410103練習(xí)：第六章報(bào)表文件的生成94.1743-450404第七章PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)課程教學(xué)進(jìn)度表周次日期星期節(jié)次教室授課章節(jié)及內(nèi)容備注104.2113-410103練習(xí)：PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)104.2443-450404第八章印制電路板的自動(dòng)布局125.513-410103練習(xí)：第八章印制電路板的自動(dòng)布局125.843-450404第九章自動(dòng)布線和手動(dòng)布線9.1自動(dòng)布線135.1213-410103練習(xí)：自動(dòng)布線135.1543-450404第九章自動(dòng)布線和手動(dòng)布線9.2手動(dòng)布線145.1913-410103練習(xí)：9.2手動(dòng)布線145.2243-450404第十章完善電路板155.2613-410103練習(xí)：第十章完善電路板155.2943-450404第十一章PCB元件庫(kù)166.213-410103練習(xí)：PCB元件庫(kù)166.543-450404復(fù)習(xí)二〇一三——二〇一四學(xué)年第二學(xué)期教學(xué)進(jìn)度表任課教師：____任課教師所在系：_____信息與電子工程學(xué)院__課程名稱：__電路設(shè)計(jì)學(xué)生班級(jí)：12電信教研室主任：____系部主任：__________二〇一四年二月十八日本表一式三份，交至系部、教務(wù)處各一份湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)）題目：基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)作者姓名:周向陽(yáng)學(xué)號(hào)：1001010206專業(yè):10應(yīng)用電子技術(shù)指導(dǎo)教師：李仲春配套程序仿真TB敏越越２013年３月湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題表２０13年3月２5日學(xué)生姓名周向陽(yáng)專業(yè)應(yīng)用電子年級(jí)10級(jí)學(xué)號(hào)10０101020６題目:基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名李仲春指導(dǎo)教師職稱講師主要研究?jī)?nèi)容本課題從理論到實(shí)際應(yīng)用,用AT89Ｃ51單片機(jī)與8位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片74LS164等一些電路的組合,成功的設(shè)計(jì)出了一個(gè)電子萬(wàn)年歷.而且所設(shè)計(jì)的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)也按當(dāng)初要求的能夠在PRＯTEUS中進(jìn)行仿真,并且能夠很精確的顯示年歷.可以說(shuō)該電子萬(wàn)年歷具有很高的實(shí)用價(jià)值。主要參考文獻(xiàn)［1］趙長(zhǎng)德．微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1９99:９8－３５0.[2］蘇平.單片機(jī)的原理與接口技術(shù)［M］。北京:電子工業(yè)出版社，２０06:1－113。[３］王忠民.微型計(jì)算機(jī)原理［M].西安：西安科技大學(xué)出版社,20０3：15—55.［4］胡戴明.計(jì)算機(jī)組成原理［M］．北京：經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2０0５:43-56.[５］紀(jì)宗南.單片機(jī)外圍器件使用手冊(cè)［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，622－6５5．［6]周雪.模擬電子技術(shù)［M］西安：西安電子科技大學(xué)出版社，200５:８1—95。［7]左金生．電子與模擬電子技術(shù)［Ｍ］。北京：電子工業(yè)出版社，2004:105－1３1．指導(dǎo)教師意見簽名：年月日系部意見年月日湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)任務(wù)書教研室應(yīng)用電子教研室指導(dǎo)教師李仲春職稱講師學(xué)生姓名周向陽(yáng)專業(yè)（班級(jí))10級(jí)應(yīng)用電子技術(shù)二班設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容和目標(biāo)隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝,從觀太陽(yáng)、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究,不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且DＳ1302的使用壽命長(zhǎng)，誤差小.對(duì)于數(shù)字電子萬(wàn)年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、時(shí)、分、秒和溫度等信息，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。該電路采用ＡT8９C５1單片機(jī)作為核心，功耗小,能在3V的低壓工作,電壓可選用3~５V電壓供電。此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì),具有廣闊的市場(chǎng)前景設(shè)計(jì)要求用AT8９Ｃ51單片機(jī)與8位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片7４LS164等一些電路的組合,成功的設(shè)計(jì)出了一個(gè)電子萬(wàn)年歷.而且所設(shè)計(jì)的電子萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)也按當(dāng)初要求的能夠在PRＯTEＵＳ中進(jìn)行仿真,并且能夠很精確的顯示年歷?？梢哉f(shuō)該電子萬(wàn)年歷具有很高的實(shí)用價(jià)值進(jìn)度安排１.1月10日--3月10日理解畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，查閱資料2.３月1日—－3月１5日初步方案定稿３．3月1日-—４月２０日進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)并書寫畢業(yè)設(shè)計(jì)4.6月1日-－6月10日準(zhǔn)備畢業(yè)答辯教研室審核教研室主任簽名:年月日系部審核系主任簽名：年月日說(shuō)明：此表一式兩份，系部和學(xué)生各留存一份湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告論文題目基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)畢業(yè)論文小組成員序號(hào)姓名班級(jí)聯(lián)系電話手機(jī)電子信箱/QQ1周向陽(yáng)１0應(yīng)電2班１511１01752２5０6４60940２王愛文10應(yīng)電2班７７２82５1463劉博1０應(yīng)電2班１3０785５7451１1914396９24萬(wàn)宇１０應(yīng)電２班6１79４5233選題背景、意義二十一世紀(jì)是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，而單片機(jī)在數(shù)字化高速發(fā)展的時(shí)代扮演著極為重要的角色.電子萬(wàn)年歷的開發(fā)與研究在信息化時(shí)代的今天亦是當(dāng)務(wù)之急，因?yàn)樗鼞?yīng)用在學(xué)校、機(jī)關(guān)、企業(yè)、部隊(duì)等單位禮堂、訓(xùn)練場(chǎng)地、教學(xué)室、公共場(chǎng)地等場(chǎng)合,可以說(shuō)遍及人們生活的每一個(gè)角落.所以說(shuō)電子萬(wàn)年歷的開發(fā)是國(guó)家之所需，社會(huì)之所需，人民之所需.由于社會(huì)對(duì)信息交換不斷提高的要求及高新技術(shù)的逐步發(fā)展，促使電子萬(wàn)年歷發(fā)展并且投入市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。研究?jī)?nèi)容單片機(jī)電子萬(wàn)年歷的制作有多種方法，可供選擇的器件和運(yùn)用的技術(shù)也有很多種。所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下,充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單使用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗以及低廉的成本。技術(shù)路線、方案系統(tǒng)的功能往往決定了系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)成本，性能，功耗等多方面的考慮決定用三個(gè)８位74ＬS1６４串行接口外接LＥD顯示器,RESPACＫ—８對(duì)單片機(jī)ＡＴ89Ｃ51進(jìn)行供電，時(shí)間芯片DS１302連接單片機(jī)AＴ89C５1。從而實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷的功能.湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告計(jì)劃進(jìn)度１.１月10日－－3月10日理解畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，查閱資料２.3月１日——3月3０日根據(jù)查找相關(guān)資料完成系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)完成各部分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成整個(gè)系統(tǒng)的流程圖3.3月20日－—4月200日進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的樣本對(duì)圖紙進(jìn)行檢查，是否完備,是否正確對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面修改，檢查是否完善檢查是否按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求完成4.6月１日--6月10日準(zhǔn)備畢業(yè)答辯指導(dǎo)老師意見（對(duì)本選題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè))指導(dǎo)教師簽名：年月日開題組意見組長(zhǎng)簽名：年月日湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)考核表作者姓名周向陽(yáng)專業(yè)應(yīng)用電子年級(jí)10級(jí)學(xué)號(hào)100101０２06題目基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名李仲春指導(dǎo)教師職稱講師指導(dǎo)教師評(píng)閱意見年月日建議等級(jí):指導(dǎo)教師（簽名）：系部終審意見（蓋章）年月日審定等級(jí)負(fù)責(zé)人（簽名):目錄TOC\o”1—3＂\h\z＼u湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院PAGERＥF_Toｃ35387537４\h3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)任務(wù)書PAGＥＲEF_Toｃ３５３875３７５\h3湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院ＰAGEＲＥF_Toc353875376\h4畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)開題報(bào)告ＰAGＥREF＿Toc３5３８75377\h4湖南信息科學(xué)職業(yè)學(xué)院ＰAGERＥF_Toｃ35３８75378\h5HYPERLINK\l”_Ｔｏｃ3５3８75３79”畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)開題報(bào)告８75379\h5HYPＥＲLINK\l"_Ｔoｃ353８75380"摘要PＡGEREF_Tｏｃ3538７5380\ｈ81緒論ＰAGEREF＿Toc３5３8７５381\h９HYPERLINK\l”_Ｔoc3５3875382"1。1課題研究的背景PAGERＥF_Toc35387５３82＼h9HYＰERLIＮK\l”_Tｏc3538７53８3”1。2課題的研究目的與意義ＰAGＥREF_Toc35３87５383\h9ＨYPERLIＮK\l"_Ｔｏc３5３87５38４”二十一世紀(jì)是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，而單片機(jī)在數(shù)字化高速發(fā)展的時(shí)代扮演著極為重要的角色。PＡGEREF_Toｃ353８75３８4＼h9１.3課題解決的主要內(nèi)容PAGEREF_Ｔoc353875３８5\h9HＹPERLINK\l＂_Ｔｏc35387538６”2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)PＡGERＥF_Tｏc3５3875386＼h10HＹPERLINK\l＂_Tｏc353875387”2。1系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定PAGＥREF_Toc３53875３８7\h102．2器件的選用PＡGEREＦ_Tｏc３５38753８8＼ｈ1０２.2.１單片機(jī)的選擇PＡGERＥF_Toc3538７５389\h10HYPERLINK\l＂_Toｃ35３87５３90"3。1系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)PAＧEREF＿Toc353８75３90\h１23.1。１系統(tǒng)硬件框圖PＡGEREF＿Toc353８7５391\ｈ12ＨYPEＲLINK\l"＿Toｃ３5３875３９2”3。1.２AT８9S51單片機(jī)PAＧEＲEF_Tｏc35387５３92\h12HYPERLＩNK\l＂_Ｔoc353８75393”3.1.38位移位寄存器74LＳ164（串行輸入,并行輸出）ＰAGＥＲＥＦ_Toc35３875393\ｈ163。1．4ds1302５３87５３9４\h２０HYPEＲLINK\l＂_Ｔoc353875395"4.1主程序ＰＡGＥRＥF＿Toc35３8７5395＼h23HYPＥRLINＫ\l＂_Ｔoc35387539６”4.2從13０2讀取日期和時(shí)間程序PAGERＥＦ_Ｔｏc353８75396＼h24HYPＥＲLIＮK\l"＿Tｏｃ３538753９7＂5．1編程環(huán)境ＰROＴEＵＳPAGＥＲＥF＿Toc353８75397\h255．2用ＰRＯＴEUSISIS對(duì)電子萬(wàn)年歷的硬件電路設(shè)計(jì)PAGＥRＥF_Ｔoc35３８７5398\ｈ25５。3用PROTEUSＩＳIS進(jìn)行電子萬(wàn)年歷的仿真測(cè)試PAGEＲEF_Ｔoｃ3５387539９\h2９HYPＥRLINK\l"＿Toc3538７54０0”結(jié)論P(yáng)AGEＲEＦ_Toc353８７54０0\h３2ＨYPEＲＬIＮＫ\l”_Toｃ3５3875401"致謝ＰＡGEREＦ_Toc3５387５401\ｈ33參考文獻(xiàn)PＡGEREF_Ｔoｃ35３875402＼h34HYPERLＩNK\l”＿Toc３5３８7５４03"附錄PＡGEＲEＦ_Toｃ3５3８７5403\h35附錄1ＰAGEREF_Toc3５3８７5404\h3５摘要本文介紹了基于AT８9C51單片機(jī)的多功能電子萬(wàn)年歷的硬件結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì)方法.系統(tǒng)以AT89Ｃ51單片機(jī)為控制器,以串行時(shí)鐘日歷芯片DS１302記錄日歷和時(shí)間，它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。萬(wàn)年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以在LED上同時(shí)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能。此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景.關(guān)鍵字AＴ8９C５1;電子萬(wàn)年歷；DS13021緒論1.1課題研究的背景隨著科技的快速發(fā)展,時(shí)間的流逝,從觀太陽(yáng)、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘,人類不斷研究,不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。它可以對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí),還具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，而且ＤS13０２的使用壽命長(zhǎng),誤差小。對(duì)于數(shù)字電子萬(wàn)年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時(shí)顯示年、月、日、時(shí)、分、秒和溫度等信息,還具有時(shí)間校準(zhǔn)等功能.該電路采用AT8９C51單片機(jī)作為核心,功耗小,能在3V的低壓工作，電壓可選用３~５V電壓供電。此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡(jiǎn)潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景.１。2課題的研究目的與意義二十一世紀(jì)是數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，而單片機(jī)在數(shù)字化高速發(fā)展的時(shí)代扮演著極為重要的角色。電子萬(wàn)年歷的開發(fā)與研究在信息化時(shí)代的今天亦是當(dāng)務(wù)之急，因?yàn)樗鼞?yīng)用在學(xué)校、機(jī)關(guān)、企業(yè)、部隊(duì)等單位禮堂、訓(xùn)練場(chǎng)地、教學(xué)室、公共場(chǎng)地等場(chǎng)合,可以說(shuō)遍及人們生活的每一個(gè)角落。所以說(shuō)電子萬(wàn)年歷的開發(fā)是國(guó)家之所需，社會(huì)之所需，人民之所需。由于社會(huì)對(duì)信息交換不斷提高的要求及高新技術(shù)的逐步發(fā)展,促使電子萬(wàn)年歷發(fā)展并且投入市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用.1。3課題解決的主要內(nèi)容本課題所研究的電子萬(wàn)年歷是單片機(jī)控制技術(shù)的一個(gè)具體應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（１)選用電子萬(wàn)年歷芯片時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮功能實(shí)在、使用方便、單片存儲(chǔ)、低功耗、抗斷電的器件。(2）根據(jù)選用的電子萬(wàn)年歷芯片設(shè)計(jì)外圍電路和單片機(jī)的接口電路。（3)在硬件設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn),使系統(tǒng)電路盡量簡(jiǎn)單。（4)根據(jù)硬件電路圖,在開發(fā)板上完成器件的焊接。(5）根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件電路,編寫控制AT89C51芯片的單片機(jī)程序。（6）通過(guò)編程、編譯、調(diào)試,把程序下載到單片機(jī)上運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì).（7）在硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)時(shí),主要考慮提高人機(jī)界面的友好性,方便用戶操作等因素.（８）軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須要有完善的思路，要做到程序簡(jiǎn)單,調(diào)試方便.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)單片機(jī)電子萬(wàn)年歷的制作有多種方法，可供選擇的器件和運(yùn)用的技術(shù)也有很多種。所以，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境,所選的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單使用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗以及低廉的成本。2。1系統(tǒng)方案的構(gòu)想與確定系統(tǒng)的功能往往決定了系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)成本,性能，功耗等多方面的考慮決定用三個(gè)８位74ＬS16４串行接口外接LEＤ顯示器,ＲESPACK-８對(duì)單片機(jī)AT８９C51進(jìn)行供電，時(shí)間芯片DS1302連接單片機(jī)ＡT89C51。從而實(shí)現(xiàn)電子萬(wàn)年歷的功能。2．2器件的選用單片機(jī)AT８９C51電容RESPACK－８三個(gè)74LS1６4串行接口傳感器DＳ１302２.2．1單片機(jī)的選擇單片機(jī)自70年代問世以來(lái)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),用廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動(dòng)得到蓬勃發(fā)展，單片機(jī)功能正日漸完善。單片機(jī)的應(yīng)用，使許多領(lǐng)域的技術(shù)水平和自動(dòng)化程度大大提高，可以說(shuō)當(dāng)今世界正在經(jīng)受一場(chǎng)以單片機(jī)技術(shù)為標(biāo)志的新技術(shù)革命浪潮的沖擊。主要單片機(jī)類型如下：（1)MＣS-51系列單片機(jī)ＭCＳ-51系列單片機(jī)主要是指Ｉｎtel公司生產(chǎn)的以5１位內(nèi)核的單片機(jī)芯片,具有8位ＣＰU、4Ｋ字節(jié)ROM、１28字節(jié)RAM、可擴(kuò)展外部6４K字節(jié)RAM和ROM、2個(gè)１6位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、4個(gè)8位并行I／O口、1個(gè)全雙工串行I/O口、21字節(jié)的專用寄存器、5個(gè)中斷源、片內(nèi)自帶振蕩器、片內(nèi)單總線等功能部件。(2）AＴ８９C51單片機(jī)AT89C５1單片機(jī)的主要特性如下：與MCS-５1產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4Ｋ字節(jié)的在線編程Fｌasｈ存儲(chǔ)器，1000次擦寫周期4。0～５.5V的工作電壓范圍全靜態(tài)工作模式:0～３3MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖１２8×8字節(jié)內(nèi)部ＲAM32個(gè)可編程I/O口線２個(gè)1６位定時(shí)/計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源全雙工串行ＵＡRT通道低功耗空閑和掉電模式中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁(yè)寫模式）由于AT８9C51單片機(jī)片內(nèi)有４K字節(jié)的在線編程Ｆｌash存儲(chǔ)器,可以擦寫1００0次,具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能,對(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)非常實(shí)用。所以選用AT８9C51單片機(jī)作為電子萬(wàn)年歷芯片的控制單片機(jī)。3系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)根據(jù)上述所確定的系統(tǒng)方案構(gòu)想，下面進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的具體設(shè)計(jì),系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。3。１系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)３.1.１系統(tǒng)硬件框圖系統(tǒng)硬件框圖如圖3—1時(shí)鐘芯片DS1302時(shí)鐘芯片DS1302串口AT89C51P2口LED顯示器驅(qū)動(dòng)電路圖3-1系統(tǒng)硬件框圖3．1．2AT89S5１單片機(jī)本系統(tǒng)采用的是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的ＡT8９C51單片機(jī)，首先我們來(lái)熟悉一下AT８９C51單片機(jī)的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。1.單片機(jī)的引腳功能AＴ８9Ｃ5１單片機(jī)有40個(gè)引腳。Vcｃ：電源電壓＋5VGND：接地P0口:P0口是一組8位漏極開路型雙向Ｉ/O口,也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口.作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ＴTＬ邏輯門電路，對(duì)端口寫“１”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線服用,在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，Ｐ0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)要求外接上拉電阻。Ｐ1口:Ｐ１口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的８位雙向Ｉ／O,P１的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口.作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。Flasｈ編程和程序校驗(yàn)期間,P1接收低8位地址。Ｐ２口:Ｐ2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O,P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)ＴＴL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVＸ＠DPTR指令)時(shí)，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(chǔ)器（ＭＯＶX＠Ri指令）時(shí),P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P２寄存器的內(nèi)容）,在整個(gè)訪問期間不改變.Flasｈ編程和程序校驗(yàn)期間，P2亦接收低高位地址和其他控制信號(hào).P3口：P3口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向Ｉ/Ｏ，P3的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TＴL邏輯門電路.對(duì)Ｐ3口寫入“１”時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口.作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能,見表3-1所示：Ｐ３口還接收一些用于Flａsh閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào).表3—1P3口的第二功能圖端口引腳第二功能P3。0RＸD（串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3。２INT0（外中斷0）P３。3INＴ1（外中斷１)P3。4T0（定時(shí)/計(jì)時(shí)器0外部輸入）P3。5T1（定時(shí)/計(jì)時(shí)器1外部輸入）P3。6ＷＲ(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3。7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）ＲST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位.WDT溢出將使引腳輸出高電平，設(shè)置SFRAUXＲ的ＤISRT0(地址８EH)可打開或關(guān)閉該功能。ＤIＳRT０位缺省為RESＥT輸出高電平打開狀態(tài)。AＬＥ/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALＥ(地址鎖存器允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的１／6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是:每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ＡＬＥ脈沖。對(duì)Flasｈ存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ＰROG）.如有必要,可通過(guò)多特殊功能寄存器（ＳFＲ）區(qū)中的8EH單元的D0位置，可禁止ＡLE操作。該位置后,只有一條MOＶX和MOＶＣ指令ＡLE才會(huì)被激活。另外,該引腳會(huì)被微弱拉高,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí),應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效.PSＥN:程序存儲(chǔ)允許(PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AＴ8９Ｃ51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEＮ有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,沒有兩次有效的PSEN信號(hào)。ＥＡ/VＰP:外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0０00Ｈ-FＦFFＨ），ＥA端必須保持低電平（接地）.需要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如ＥA端為高電平（接Ｖｃc端)，CPＵ則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Ｆlａsｈ存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上＋12V的變成電壓Vpp.ＸＴAＬ1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XＴＡＬ2:振蕩器反相放大器的輸出端.AT８９C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)２.AT89C51單片機(jī)與MＣＳ-５1完全兼容看門狗(WDＴ):ＷＤT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。ＷＤT由１3位計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時(shí)器復(fù)位存儲(chǔ)器(WDTRST)構(gòu)成.WDT在默認(rèn)情況下無(wú)法工作;為了激活WDT,用戶必須往WＤTＲＳT寄存器(地址：0A6Ｈ)中依次寫入０1EH和0Ｅ1H。當(dāng)WDT激活后,晶振工作，WＤＴ在每個(gè)機(jī)器周期都會(huì)增加。WDT計(jì)時(shí)周期依賴于外部時(shí)鐘頻率。除了復(fù)位(硬件復(fù)位或ＷDT溢出復(fù)位）,沒有辦法停止WDT工作。當(dāng)ＷＤT溢出，它將驅(qū)動(dòng)ＲＳＲ引腳輸出一個(gè)高電平?？删幊檀冢║ARＴ）在AT８9C５１中,UART的操作與AT89C51和AT８9C52一樣。AT89C51系列單片機(jī)的串行通信口可以工作于同步和異步通信方式。當(dāng)工作于異步方式時(shí),它具有全雙工的操作功能，也就是說(shuō)，它可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收.串行口內(nèi)的接收器采用的是雙緩沖結(jié)構(gòu)，能夠在接收到的第一個(gè)字節(jié)從接收寄存器讀走之前就開始接收第二個(gè)字節(jié)(當(dāng)然，如果第二個(gè)字節(jié)接收完畢，而第一個(gè)字節(jié)仍然沒有被讀走，那將會(huì)丟掉一個(gè)字節(jié)）。串行口的發(fā)送和接收操作都是通過(guò)特殊功能寄存器中的數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBＵＦ進(jìn)行的，但在SＢＵF的內(nèi)部,接收寄存器和發(fā)送寄存器在物理結(jié)構(gòu)上是完全獨(dú)立的。如果將數(shù)據(jù)寫入SBＵＦ,數(shù)據(jù)會(huì)被送入發(fā)送寄存器準(zhǔn)備發(fā)送。如果執(zhí)行SBUF指令，則讀出的數(shù)據(jù)一定來(lái)自接收緩存器。因此，CPＵ對(duì)SBUF的讀寫,實(shí)際上是分別訪問２個(gè)不同的寄存器。這２個(gè)寄存器的功能決不能混淆.振蕩電路：ＡＴ8９C51系列單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器,由一個(gè)單極反相器組成。XTAL１反相器的輸入,XTAL2為反相器的輸出?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要XTAL1和ＸＴＡL2引腳上一個(gè)晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號(hào)發(fā)生器,此方式稱為內(nèi)部方式.另一種方式由外部時(shí)鐘源提供一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到XTAＬ1端輸入,而XTＡＬ2端浮空.在組成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)采用這種方式，這種方式結(jié)構(gòu)緊湊,成本低廉，可靠性高.在電路中,對(duì)電容C1和Ｃ２的值要求不是很嚴(yán)格，如果使用高質(zhì)的晶振，則不管頻率為多少,C1、Ｃ２通常都選擇3０pＦ。定時(shí)／計(jì)數(shù)器：AT89C51單片機(jī)內(nèi)含有2個(gè)1６位的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器.當(dāng)用于定時(shí)器方式時(shí)，定時(shí)器的輸入來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路，每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期,定時(shí)器加１，而一個(gè)機(jī)器周期包含有12個(gè)振蕩周期,所以，定時(shí)器的技術(shù)頻率為晶振頻率的1/1２,而計(jì)數(shù)頻率最高為晶振頻率的1/２４。為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，定時(shí)器中含有3種基本的寄存器:控制寄存器、方式寄存器和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器.控制寄存器是一個(gè)８位的寄存器,用于控制定時(shí)器的工作狀態(tài)，方式寄存器是一個(gè)8位的寄存器,用于確定定時(shí)器的工作方式，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是16位的計(jì)數(shù)器,分為高字節(jié)和低字節(jié)兩部分。RAM：高于7FH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址是8位的,也就是說(shuō)其地址空間只有25６字節(jié)，但內(nèi)部ＲＡＭ的尋址方式實(shí)際上可提供38４字節(jié)。的直接地址訪問同一個(gè)存儲(chǔ)空間,高于7ＦH的間接地址訪問另一個(gè)存儲(chǔ)空間。這樣，雖然高128字節(jié)區(qū)分與專用寄器,即特殊功能寄存器區(qū)的地址是重合的，但實(shí)際上它們是分開的。究竟訪問哪一區(qū),存是通過(guò)不同的尋址方式加以區(qū)分的。ＳFR：ＳＦＲ是具有特殊功能的所有寄存器的集合，共含有22個(gè)不同寄存器,它們的地址分配在80Ｈ～FFH中。雖然如此，不是所有的單元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的單元,其內(nèi)容是不確定的。如對(duì)這些單元進(jìn)行讀操作,得到的是一些隨機(jī)數(shù)，而寫入則無(wú)效，所以在編程時(shí)不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元中，特殊功能寄存器主要有累加器ＡCC、B寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針ＤPＴR、I/O端口、串行口數(shù)據(jù)緩沖器ＳBＵF、定時(shí)器寄存器、捕捉寄存器、控制寄存器。中斷系統(tǒng)：AT89C5１單片機(jī)有６個(gè)中斷源,中斷系統(tǒng)主要由中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IＰ、優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)和一些邏輯門組成.IE寄存器用于允許或禁止中斷；ＩP寄存器用于確定中斷源的優(yōu)先級(jí)別；優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)用于執(zhí)行中斷源的優(yōu)先排序；有關(guān)邏輯門用于輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。在整個(gè)中斷響應(yīng)過(guò)程中ＣPU所執(zhí)行的操作步驟如下：（１）完成當(dāng)前指令的操作（2）將PＣ內(nèi)容壓入堆棧（3）保存當(dāng)前的中斷狀態(tài)（4)阻止同級(jí)的中斷請(qǐng)求（5)將中斷程序入口地址送PC寄存器(6)執(zhí)行中斷服務(wù)程序（7)返回３.1.38位移位寄存器74ＬS１64（串行輸入,并行輸出)７4LS16４為8位移位寄存器,其主要電特性的典型值如表３－2：表3—27４LＳ１64主要電特性典型值型號(hào)fmPn54／7416436ＭHz185mW54/７４LS１６436MHz80ｍW當(dāng)清除端(CLＥAR)為低電平時(shí)，輸出端（QA－QH）均為低電平。串行數(shù)據(jù)輸入端（Ａ，B)可控制數(shù)據(jù)。當(dāng)Ａ、B任意一個(gè)為低電平時(shí)停止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平.當(dāng)有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLＯCK上升沿作用Q0的狀態(tài)。引出端符號(hào)ＣLOCK時(shí)鐘輸入端ＣLEAＲ同步清除輸入端(低電平有效)A,B串行數(shù)據(jù)輸入端QA—QH輸出端邏輯及封裝圖,如3—２,３—３圖3—2邏輯圖圖３－3封裝圖極限值電源電壓…………………７V輸入電壓…………………5。5V工作環(huán)境溫度5４１6４……-５5～１２5℃7416４……-0～70℃儲(chǔ)存溫度……—6５℃~150℃表３—３真值表H－高電平Ｌ-低電平X-任意電平↑-低到高電平跳變QA０，ＱB0，QH0－規(guī)定的穩(wěn)態(tài)條件建立前的電平QＡn，QGｎ-時(shí)鐘最近的↑前的電平時(shí)序圖如下3－4圖3—４時(shí)序圖推薦工作條件如表3－4：表3-4推薦工作條件靜態(tài)特性（TA為工作環(huán)境溫度范圍）如表3－5[1]：測(cè)試條件中的“最小”和“最大"用推薦工作條件中的相應(yīng)值。動(dòng)態(tài)特性(ＴA=2５℃)如表３—6表3-6動(dòng)態(tài)特性［２］:ｆmａx最大時(shí)鐘頻率。tPLＨ輸出由低電平到高電平傳輸延遲時(shí)間tPHL輸出由高電平到低電平傳輸延遲時(shí)間3.1.4ｄｓ1３02現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如ＤS1302、DS1307、ＰCＦ84８5等。這些電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路ＤS1３0２是ＤAＬＬAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路,主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能.采用普通３2.768kHz晶振。DS1302是美國(guó)DAＬLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAＭ的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路,它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí),具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.５V～5。5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAＭ數(shù)據(jù)。DS１３０2內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。ＤS1302是DS1２02的升級(jí)產(chǎn)品,與DS1２02兼容,但增加了主電源／后背電源雙電源引腳,同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。ＤS1302的引腳排列，其中Vcｃ1為后備電源，Vｃc２為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下,也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS13０2由Vcc１或Vcｃ２兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcｃ2大于Vcc１＋0。２V時(shí),Vｃc2給DS1302供電。當(dāng)Ｖcc2小于Vcc1時(shí)，DS1３0２由Vcc1供電.X1和X2是振蕩源,外接３２．768kHz晶振.RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RＳT輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能:首先，RＳT接通控制邏輯,允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送,Ｉ/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥2.5Ｖ之前，RST必須保持低電平。只有在SCＬK為低電平時(shí),才能將RＳT置為高電平。I／O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說(shuō)明。SＣLK始終是輸入端。ＤＳ13０２的控制字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯１，如果它為０,則不能把數(shù)據(jù)寫入DS１３0２中,位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù),為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作,為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS19０2，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣,在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù),讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。DＳ1３0２有12個(gè)寄存器,其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān),存放的數(shù)據(jù)位為ＢCＤ碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表1.此外,ＤS130２還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAＭ相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。DS１３0２與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類:一類是單個(gè)RAM單元,共３1個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為C０H~FＤＨ，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的ＲAM寄存器,此方式下可一次性讀寫所有的RAＭ的31個(gè)字節(jié),命令控制字為FEH(寫)、FＦH(讀).DS1３0２與CPU的連接需要三條線,即SCLK（７）、I/O(6）、RST（5)。DS1９0２與89C20５1的連接圖，其中，時(shí)鐘的顯示用LED。ＤＳ1３02與ＣPU的連接，實(shí)際上,在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)３２。76８kHz的晶振即可。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振,誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入ＤS18B2０,同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。只要占用CPU一個(gè)口線即可。ＬEＤ還可以換成ＬCD，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的10位多功能８段液晶顯示模塊LCM101，內(nèi)含看門狗(ＷDT）/時(shí)鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路,并有內(nèi)置顯示RＡM，可顯示任意字段筆劃,具有３－4線串行接口，可與任何單片機(jī)、IC接口。功耗低，顯示狀態(tài)時(shí)電流為２μＡ（典型值）,省電模式時(shí)小于1μA，工作電壓為2。4Ｖ~3。3Ｖ，顯示清晰。DS１３02的實(shí)時(shí)時(shí)間流程.根據(jù)流程框圖,不難采集實(shí)時(shí)時(shí)間。下面對(duì)DS１3０2的基本操作進(jìn)行編程:根據(jù)本人在調(diào)試中遇到的問題,特作如下說(shuō)明：DS1302與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié),命令字節(jié)最高位MSB(D7）必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護(hù)；D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，D6=１，指定RＡM數(shù)據(jù)；D５~D１指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB（D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入),Ｄ0=1，指定讀操作（輸出).在DS１302的時(shí)鐘日歷或ＲAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),DS1３02必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進(jìn)行單字節(jié)傳送,8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2個(gè)SCＬK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個(gè)ＳCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。ＤS1302與RAＭ相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)８位的字節(jié),其命令控制字為Ｃ０H～FDH,其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作;再一類為突發(fā)方式下的RＡM寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的RＡM的31個(gè)字節(jié)。要特別說(shuō)明的是備用電源Ｂ１，可以用電池或者超級(jí)電容器（０.1F以上）。雖然DＳ1302在主電源掉電后的耗電很小,但是,如果要長(zhǎng)時(shí)間保證時(shí)鐘正常，最好選用小型充電電池。可以用老式電腦主板上的3．6V充電電池。如果斷電時(shí)間較短（幾小時(shí)或幾天）時(shí),就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。1０0μF就可以保證1小時(shí)的正常走時(shí)。DＳ1302在第一次加電后,必須進(jìn)行初始化操作.初始化后就可以按正常方法調(diào)整時(shí)間。DS1３02存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺點(diǎn)。DS1302可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方式是隔時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒有具體的時(shí)間記錄,因此，只能記錄數(shù)據(jù)而無(wú)法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí),一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且，某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許。但是,如果在系統(tǒng)中采用時(shí)鐘芯片ＤS１3０2，則能很好地解決這個(gè)問題。4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)電子萬(wàn)年歷的功能是在程序控制下實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，按整體功能分成多個(gè)不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試,最后通過(guò)主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來(lái)。這樣有利于程序修改和調(diào)試,增強(qiáng)了程序的可移植性.４。1主程序主程序如圖4—1所示：開始開始讀年、月、日送第一塊LED顯示讀星期、閏、年、日送第二塊LED顯示讀時(shí)、分、秒送第三塊LED顯示返回圖4—1主程序圖4.2從13０2讀取日期和時(shí)間程序圖4—２從1302讀取程序５PROTEUS使用5。1編程環(huán)境ＰROTＥUSPROTEUＳ軟件是由英國(guó)LａbCeｎterElｅｃtｒonics公司開發(fā)的ＥＤA工具軟件,由ＩSＩS和ARES兩個(gè)軟件構(gòu)成,其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)仿真平臺(tái)軟件,AＲES是一款高級(jí)的布線編輯軟件，它集成了高級(jí)原理布線圖、混合模式SＰＩCE電路仿真、ＰＣB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)。5．２用PＲＯTEUSIＳIS對(duì)電子萬(wàn)年歷的硬件電路設(shè)計(jì)通過(guò)ＰＲＯＴＥUSISIＳ軟件的VSM（虛擬仿真技術(shù)），用戶可以對(duì)模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路，以及基于微控制器的系統(tǒng)連同所有外圍接口電子元器件一起仿真。用PＲOTＥUＳＩSＩS設(shè)計(jì)硬件電路的過(guò)程①選擇設(shè)計(jì)圖紙的到小根據(jù)設(shè)計(jì)所使用到元器件的多少,選擇合適大小的設(shè)計(jì)圖紙,操作是單擊菜單欄上的Systeｍ→ＳetSheetＳize，然后彈出如圖5－1所示的對(duì)話框,從中選擇合適大小的圖紙，也可以選擇Useｒ進(jìn)行圖紙的自定義設(shè)置。在設(shè)計(jì)過(guò)程中也可以通過(guò)此方法調(diào)整圖紙的大小。圖5-１②選取仿真所需的元器件選取元器件的方式是,單擊如圖５－2所示的按鈕“P”.會(huì)彈出如圖5-3所示的窗口。圖