【正文】 ，以及人們生活的各個方面。單片機不求規(guī)模大，只求小而全。廠家在一個芯片上制成了CPU和一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器以及一定數(shù)量的輸入/輸出接口（Intel）。在一個大規(guī)模集成電路芯片上構(gòu)造了完整的計算機結(jié)構(gòu)，故稱之為單片機。MCS51系列中的一片89C52芯片，內(nèi)部構(gòu)造了完整的計算機硬件系統(tǒng)。從CPU、存儲器到輸入輸出端口，一應俱全。只要寫入程序，就可完成中央控制或數(shù)據(jù)采集、處理及通信傳輸?shù)男畔⑻幚恚琈CS51單片機指令系統(tǒng)中為適應控制的需要設有極強的位處理功能，具有加、減、乘、除指令；CPU時鐘高達12MHz，完成單字節(jié)乘法或除法運算僅需要4Ns；具有多機通信功能，可作為多機系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。近年來，在國際上出現(xiàn)了Mechanics和Electronics復合成Mechtronics這個新詞，我國譯為“機電一體化”。這種機械和電子技術(shù)、信息技術(shù)緊密結(jié)合的新的學科領域是先進制造技術(shù)研究和普及的結(jié)果。機電一體化產(chǎn)品要實現(xiàn)電器控制的實時性、高可靠性、可編程和一定的人工智能。同時追求體積小、價格低，甚至低功耗等。正是針對上述種種要求而設計的單片機自然成為機電一體化控制器的最佳選擇。單片機出現(xiàn)的歷史并不長，它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體上同步，也經(jīng)歷了四個階段：第一階段：1971～1974年，4位微處理器Intel 4004及8位微處理器Intel 8008，這些計算機價格便宜、功能有限，只用于消耗類電子產(chǎn)品。 第二階段：1974～1978年，初級單片機階段，以Intel公司的MCS48為代表，8位單片機。 第三階段：1978～1983年，高性能單片機階段。以Intel公司的MCS51, Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等為代表。這一階段推出的單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng)、16位定時器/計數(shù)器，有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器接口，片內(nèi)RAM, ROM容量加大，尋址范圍可達64K字節(jié)。廣泛應用于工業(yè)控制、外部設備控制、宏觀控制、局部網(wǎng)絡及家用計算機中。第四階段：1983年至今，8位單片機鞏固發(fā)展及16位單片機推出階段。例如Mostek公司的MK6800、Intel公司的MCS96等。MCS96集成度為12萬只品體管/片，尋址范圍64K字節(jié)、5個8位并行口、一個全雙工串行口、4個16位定時器、8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器等，另外MCS96指令能處理位、字節(jié)、字，有16位乘16位乘法、32位除16位除法指令，一塊單片計算機的功能可以和一臺多片系統(tǒng)機相媲美。單片機己經(jīng)進入一個嶄新的階段。同時隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)也在不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機（1970年）和微處理機或微型計算機（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控系統(tǒng)是屬于采用專用控制計算機的硬接線（硬線）數(shù)控系統(tǒng)，一般稱為普通數(shù)控系統(tǒng)，簡稱NC。70年代初，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使小型計算機的價格急劇下降，采用小型計算機代替專用控制計算機的第四代數(shù)控系統(tǒng)，不僅在經(jīng)濟上更為合算，而且許多功能可用編制的專用程序來實現(xiàn)，將它存儲在小型計算機的存儲器中，構(gòu)成所謂控制軟件，提高了系統(tǒng)的可靠性和功能特色。這種數(shù)控系統(tǒng)又稱為軟接線（軟線）數(shù)控，即計算機數(shù)控系統(tǒng)，簡稱CNC。1974年制成以微處理機為核心的數(shù)控系統(tǒng)，稱為第五代微型機數(shù)控系統(tǒng)，簡稱MNC。單片機控制系統(tǒng)的電子秒表，自動化程度高、成本低、體積小、控制精確等優(yōu)點，有很好的經(jīng)濟效益和廣闊的發(fā)展前景。單片機控制系統(tǒng)的研制成功，是電子秒表發(fā)展中的一次較大的進步，它表明了目前正在使用的許多控制系統(tǒng)完全可以由單片機控制系統(tǒng)所代替。第二章 任務分析與方案確定 任務要求：設計數(shù)碼管顯示的電子秒表。能夠準確的計時并顯示。用戶可以隨時清零、暫停、計時。最大記時99分鐘。 任務分析：要驗證所設計的電子秒表是否合理正確，單單靠理論說明還不夠充分，我就相應地制作了硬件實物，這對理論就有了個更好的說明驗證。，那么就要六位的數(shù)碼管。，可以用定時器定時10ms作為基數(shù)，計時就可以在這個基礎上累加起來。并把分、秒和小數(shù)后兩位的數(shù)據(jù)用三個單元暫存，然后通過處理程序來處理三個單元，并送到I/O口來顯示。在實現(xiàn)清零、暫停、計時功能，可以考慮用三個按鈕來實現(xiàn)，一個按鈕是復位來清零；一個按鈕是暫停和停止；一個按鈕是計時開始。根據(jù)專業(yè)對應所學知識，而且對基本理論知識進行相應的鞏固、擴展，我選擇了電子秒表作為設計內(nèi)容，其特點是融合了多方面的基本理論知識，無論是硬件或軟件上都屬于比較典型的設計。本電路直接采用單片機配合數(shù)碼管和按鍵，直接實現(xiàn)功能，主要決定于軟件程序的設計。利用單片機的定時中斷產(chǎn)生10ms定時來更新數(shù)據(jù)，再利用數(shù)制轉(zhuǎn)換更新顯示。主要的難度在于控制部分的程序編寫。在此利用了3個按鍵分別對各個功能進行控制，顯示部分用數(shù)碼管，用的是兩個3位數(shù)碼管，而摒棄了用一個6位數(shù)碼管做顯示的方案，主要是為了節(jié)約成本。在此要考慮硬件的設計以及整體電路的可靠性，因此選用了這個方案，使得本電路的硬件設計難度不高，便于檢查排錯。在軟件程序上利用空閑及參數(shù)變化時對顯示進行及時更新，從而保證了顯示的連續(xù)性與實時性。理論上可以利用定時中斷和循環(huán)掃描這兩種方式實現(xiàn)顯示功能，前者效率較高，在整體上也使程序大大簡化，但是這種方案是以犧牲一個內(nèi)部定時中斷作為代價的，在稍復雜的程序設計中是不劃算的，因此我選擇了第2種方案，即循環(huán)掃描的方式，雖然這種方式使程序的編寫增加了一定的難度，但可以節(jié)約了單片機寶貴的中斷資源。電子計算機是20世界紀40年代發(fā)展起來的新技術(shù)之一，它的出現(xiàn)是科學技術(shù)產(chǎn)生了一場深刻的革命。特別是自1971年以來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，又出現(xiàn)了微型計算機。它對發(fā)展現(xiàn)代化的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)具有極其巨大的推動作用。作為微型機控制系統(tǒng)的組成，主要分為兩大部分，硬件和軟件。硬件是指微型計算機本身及其外圍設備；軟件是指管理計算機的程序以及過程控制應用程序。、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。（InterIntegrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。由于單片機具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應用遍及各個領域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面，另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過單片機來實現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外，單片機成本低、集成度高、控制功能多，可靈活地組裝成各種智能控制裝置，并能有針對性設計成專用系統(tǒng)，解決從簡單到復雜的各種需要，實現(xiàn)最佳的性價比。特別是單片機與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品相結(jié)合，使原有機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡化、控制智能化。如數(shù)控機床就是典型實例。近年來，單片機發(fā)展極快，其產(chǎn)量占微機產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個系列400余種機型，性能和結(jié)構(gòu)各不相同，Intel、Motorola、Zilcg等公司都有系列單片微型計算機。國內(nèi)普及的幾乎都是Intel公司的產(chǎn)品。AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準MCS51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89C52單片機適合于許多較為復雜控制應用場合。AT89C52的引腳圖如圖21所示。圖21 AT89C52引腳圖：與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz～24Hz三級加密程序存儲器2568字節(jié)內(nèi)部RAM32個可編程I/O口線3個16位定時/計數(shù)器8個中斷可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式：AT89C52提供以下標準功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，1個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，1個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(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硬件復位。：VCC：電源電壓GND：地