【正文】 個(gè)硬件電路模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊、數(shù)碼顯示模塊與按鍵模塊，模塊之間的關(guān)系圖如下面得方框電路圖21所示。圖21 硬件電路方框圖 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) 芯片分析STC12C5A08S2單片機(jī)引腳圖如圖22所示：圖22 STC12C5A08S2引腳圖MCS51單片機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，其各引腳功能如下：VCC：+5V電源。VSS：接地。RST：復(fù)位信號(hào)。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。P0口：P0口為一個(gè)8位漏極開路雙向I/O口，當(dāng)作輸出口使用時(shí)，必須接上拉電阻才能有高電平輸出；當(dāng)作輸入口使用時(shí)，必須先向電路中的鎖存器寫入“1”，使FET截止，以避免鎖存器為“0”狀態(tài)時(shí)對(duì)引腳讀入的干擾。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，它不再需要多路轉(zhuǎn)接電路MUX；因此它作為輸出口使用時(shí)，無(wú)需再外接上拉電阻，當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，同樣也需先向其鎖存器寫“1”，使輸出驅(qū)動(dòng)電路的FET截止。P2口：P2口電路比P1口電路多了一個(gè)多路轉(zhuǎn)接電路MUX，這又正好與P0口一樣。P2口可以作為通用的I/O口使用，這時(shí)多路轉(zhuǎn)接電路開關(guān)倒向鎖豐存器Q端。P3口：P3口特點(diǎn)在于，為適應(yīng)引腳信號(hào)第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯。當(dāng)作為I/O口使用時(shí)，第二功能信號(hào)引線應(yīng)保持高電平，與非門開通，以維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通。當(dāng)輸出第二功能信號(hào)時(shí)，該位應(yīng)應(yīng)置“1”，使與非門對(duì)第二功能信號(hào)的輸出是暢通的，從而實(shí)現(xiàn)第二功能信號(hào)的輸出。 晶振電路下圖所示為時(shí)鐘電路原理圖，在STC12C5A08S2芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片內(nèi)部，XTAL1和XTAL2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)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。圖23 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，若時(shí)鐘頻率為12 MHz，每機(jī)器周期為1μs，則只需2μs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(jiàn)的復(fù)位如圖24所示。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相同，隨著充電電流的減少，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，若要復(fù)位，只需按圖中的RESET鍵，此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻RR2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。圖24 單片機(jī)復(fù)位電路 數(shù)碼顯示模塊設(shè)計(jì)顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一。如圖25所示。圖25 LED顯示器的符號(hào)圖發(fā)光二極管LED由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式LED顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號(hào)。LED數(shù)碼管有共陽(yáng)、共陰之分。圖26是共陽(yáng)式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和符號(hào)。圖26 共陽(yáng)式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號(hào)圖顯示電路顯示模塊需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間，即時(shí)、分、秒，因此需要6個(gè)數(shù)碼管，另需兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示橫。采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，硬件連接如圖27所示：時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。對(duì)于多位LED顯示器，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示。其硬件連接方式如圖27所示。圖27 數(shù)碼管的硬件連接示意圖系統(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)行顯示，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)。數(shù)碼管顯示電路如圖28所示：圖28 數(shù)碼顯示電路數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電流：靜態(tài)：總電流80mA（每段10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流45mA峰值電流100mA。數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說(shuō)明：（1）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；（2）焊接溫度260℃；焊接時(shí)間：5s；（3）表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品，可以在使用前撕下來(lái)。 按鍵模塊直接用I/O線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)，獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線。在按鍵數(shù)量較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大。故在按鍵較少時(shí)，采用圖29所示電路。下圖為按鍵模塊電路原理圖，A鍵調(diào)整時(shí)（加）；B鍵調(diào)整時(shí)（減）；C鍵調(diào)整分（加）；D鍵調(diào)整分（減）；圖29 按鍵模塊電路原理圖第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理；（2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改；（3）建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真提高系統(tǒng)的性能，選取合適的參數(shù)；（4）繪制程序流程圖；（5）合理分配系統(tǒng)資源；（6）為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程；（7）注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 主程序流程圖這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)用到很多子程序，它們的流程圖如圖31所示。主程序是先開始，然后啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器啟動(dòng)后在進(jìn)行按鍵檢測(cè)，檢測(cè)完后，就可以顯示時(shí)間。圖31 主程序流程圖 定時(shí)器流程圖定時(shí)器中斷時(shí)是先檢測(cè)1秒是否到，1秒如果到，秒單元就加1，如果沒(méi)到，就檢測(cè)1分鐘是否到，1分鐘如果到，分單元就加1，如果沒(méi)到，就檢測(cè)1小時(shí)是否到，1小時(shí)如果到，時(shí)單元就加1，如果沒(méi)到，就顯示時(shí)間。程序流程圖如圖32所示：圖32 定時(shí)器流程圖 按鍵檢測(cè)流程圖按鍵處理是先檢測(cè)分按鍵是否按下，分加按鍵如果按下，分就加1，分減按鍵如果按下，分就減1；再檢測(cè)時(shí)按鍵是否按下，時(shí)加按鍵如果按下，時(shí)就加1，時(shí)減按鍵如果按下，時(shí)就減1，如果沒(méi)有鍵按下，就把時(shí)間顯示出來(lái)。流程圖如圖33所示。圖33 按鍵檢測(cè)流程圖 時(shí)間顯示流程圖時(shí)間顯示是先將秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示，最后是時(shí)十位顯示。流程圖如圖34所示。圖34 時(shí)間顯示流程圖 源程序清單include include //接口定義sbit HU = P1^0。sbit HD = P1^1。sbit MU = P1^2。sbit MD = P1^3。unsigned int a=0,b=0,c=0,d=0,e=0,f=0,s=20。unsigned char disp[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf}。//微秒級(jí)延時(shí)子函數(shù)void delayus(unsigned int us) { unsigned char t。 while(us) { for(t=1。t0。t) _nop_()。 //if Keil,require use }}//時(shí)間調(diào)整子函數(shù)void timechange(){ if(MU==0) { c=c+1。 }