【正文】 to the modern school facilities. Throughout the design, we mainly used the automatic control of microputer principles, including hardware and software. On the hardware parts, including relays, memory and display interface chip。 software ponents, mainly the main program design. Hardware and software together, the first debugging subroutines, and then stack one level debugging, the final system debugging through. In this paper, I have to use microcontroller to automatically reset circuit, display circuit, power supply circuits, relay circuit, electric bell circuit connected, and through the MCU programming design requirements. SCM rest time control system is to use the timer to do time dealing with seconds count, when the set time is up, then a flurry of sound, start relay, Radio Cassette Recorder can be controlled by the relay on or off. Hours, minutes, seconds, there is a variable data is within the sevensegment display and write within the buffer by the display scanning program regularly scans and show the time. Keywords: microcontroller,； timing； display 3 1 概述 科技的進(jìn)步需要技術(shù)不斷的提升。一塊大而復(fù)雜的模擬電路花費(fèi)了您 巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見(jiàn)方的單片機(jī)，寫(xiě)入簡(jiǎn)單的程序，就可以使您以前的電路簡(jiǎn)單很多。相信您在使用并掌握了單片機(jī)技術(shù)后，不管在您今后開(kāi)發(fā)或是工作上， 一定會(huì)帶來(lái)意想不到的驚喜。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，配以輸入、輸出、顯示、控制等外圍部件和軟件，能實(shí)現(xiàn)一種或多種功能的實(shí)用系統(tǒng)。硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴(lài)，卻一不可。軟件和硬件總體包括，電源電路、顯示電路、復(fù)位電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器、電 鈴電路等，通過(guò)以上幾部分的組合，最終達(dá)到一定的效果。 設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖 如圖 所示： 圖 11 系統(tǒng)連接圖 4 2 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)部分 單片機(jī)的選擇 當(dāng)今單片機(jī)廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。 常用的單片機(jī)有很多種：Intel8051 系列、 Motorola 和 M68HC 系列、 Atmel 的 AT89 系列、臺(tái)灣 Winbond(華邦 )W78 系列、荷蘭 Pilips 的 PCF80C51 系列、 Microchip 公司的 PIC 系列、 Zilog的 Z86 系列、 Atmel 的 AT90S 系列、韓國(guó)三星公司的 KS57C系列 4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的 EM78 系列等 。我們最終選用了 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機(jī)。 AT89C51是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8Kbytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM） 和 256bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8051 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)適用于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。所以我 們最終選用AT89C51 單片機(jī)。 AT89C51 的功能概述 （ 1）、特點(diǎn)： MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 字節(jié)可重擦寫(xiě) FLASH 閃存。 次擦寫(xiě)周期。 ： 0Hz24MHz。 。 字節(jié)內(nèi)部 RAM。 個(gè)可編程 I/O 口線。 個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 個(gè)中斷源。 UART 通道。 。 （ 2）、功能特性概述： AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K字節(jié) FLASH 閃存 ， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個(gè)I/O 口線， 2個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作， 5 并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串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，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 AT89C51 的芯片管腳圖如圖 : 圖 21 AT89C51 引腳 圖 引腳功能說(shuō)明： VCC—— 電源電壓 GND—— 接地 P0 口 —— P0 口是一組 8位漏極開(kāi)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)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0寫(xiě)“ 1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問(wèn)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)總線復(fù)用，在訪問(wèn)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 口， 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(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上 6 拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。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。 與 AT89C52 不同之處是， 和 不可以分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入（ ），參見(jiàn)表 。 FLASH 編程和程序校驗(yàn)期間， P1接收低 8 位地址。 表 21 和 的第二功能 引腳號(hào) 功能特性 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈 沖輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù) 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制） P2 口 —— P2 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 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(mén)電路。對(duì)端口 P2 寫(xiě)“ 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(wèn)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(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P3 口 —— P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì) P3 口寫(xiě)入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(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，如下表所示： 表 P3 口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 7 此外， P3口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 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是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG—— 當(dāng)訪問(wèn)外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈 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(wèn)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)對(duì)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 指令才能將 ALE 激活。此外，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 禁止位無(wú)效。 PSEN—— 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 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，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP—— 外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：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)器的指令。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 單片機(jī)硬件資源分配 連接按鍵 連接按鍵 連接按鍵 連接按鍵 連接蜂鳴器 接繼電器 連接 X5045 的 SO 端 連接 X5045 的 /CS 端 連接 X5045 的 SCK 端 連接 X5045 的 SI 端 8 存儲(chǔ)器部分 存儲(chǔ)器的選擇 X5045 中的看門(mén)狗對(duì)系統(tǒng)提供了保護(hù)功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障 而超過(guò)設(shè)置時(shí)間時(shí)，電路中的看門(mén)狗將通過(guò) RESET 信號(hào)向 CPU 作出反應(yīng)。 X5045 提供了三個(gè)時(shí)間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，當(dāng)電源電壓降到允許范圍以下時(shí)，系統(tǒng)將復(fù)位，直到電源電壓返回到穩(wěn)定值為止。 X5045 的存儲(chǔ)器與 CPU 可通過(guò)串行通信方式接口，共有 4096 個(gè)位，可以按 512 x 8 個(gè)字節(jié)來(lái)放置數(shù)據(jù)。 為了改善主 CPU 的資源與時(shí)序的分配，我們對(duì) AT89C51 進(jìn)行串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。常用的存儲(chǔ)芯片有很多，如 AT93C46/56/66， X5045。經(jīng)過(guò)比較選擇，最 終選用了 XICOR 公司的 X5045。 X5045 把三種常用的功能：看門(mén)狗定時(shí)器，電壓控制和 EEPROM 組合在單個(gè)封裝之內(nèi)。這種組合降低了系統(tǒng)的成本并減少了對(duì)電路板空間的要求。看門(mén)狗定時(shí)器對(duì)微控制器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。低 VCC 檢測(cè)電路可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，同時(shí) X5045 是串行 EEPROM 具有簡(jiǎn)單的三總線工作的串行外設(shè)接口，是一種有獨(dú)特功能的高性能價(jià)格比存儲(chǔ)器件。 AT93C46/56/66 是 ATMEL 公司推出的低功耗、低電壓電可擦除