【正文】 60。 VCC：供電電壓；GND：接地；P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（TTL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S51的一些特殊功能口，如下所示：管腳備選功能。 RXD（串行輸入口）； TXD（串行輸出口）； /INT0（外部中斷0）； /INT1（外部中斷1）； T0（記時器0外部輸入）； T1（記時器1外部輸入）； /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）； /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入；XTAL2：來自反向振蕩器的輸出；（3）．振蕩器特性： XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。（4）．芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89S51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止[1]。 74LS164寄存器74LS164簡述：串行輸入帶鎖存；時鐘輸入，串行輸入帶緩沖；異步清除；最高時鐘頻率可高達36Mhz；功耗：10Mw/bit；74系列工作溫度：0176。C to 70176。C；Vcc最高電壓：7V；輸入最高電壓：7V；最大輸出驅(qū)動能力：高電平為－，低電平為8 mA[7]；74LS164為8位移位寄存器，其主要電特性的典型值如圖2：型號fmPn74LS16436 MHz80mW圖2 74LS164電特性典型值當(dāng)清除端（CLEAR）為低電平時，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任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當(dāng)A、B有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK上升沿作用下決定Q0的狀態(tài)。引出端符號：CLOCK 時鐘輸入端；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；74LS164真值表如圖3：圖3 74LS164真值表74LS164內(nèi)部功能圖如圖4：圖4 74LS164內(nèi)部功能圖74LS164 邏輯符號及其引腳圖如圖5：圖 5 邏輯符號（左）及引腳圖（右）時序圖如圖6：CLOCKA1A2RESET圖6 時序圖 方案論證 靜態(tài)顯示方法為了實現(xiàn)LED顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。LED靜態(tài)顯示接口電路由筆段代碼鎖存器、筆段譯碼器(有軟件譯碼的LED靜態(tài)顯示驅(qū)動電路不需要筆段譯碼器)等部分組成。靜態(tài)顯示驅(qū)動程序簡單，CPU占用率低，但是每一個LED數(shù)碼管需要一個鎖存器來鎖存每一顯示位的筆段代碼，硬件開銷大，制作電路板就比較困難。圖7便是一種并行共陰極LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示電路。圖7 LED靜態(tài)顯示電路考慮到只有四位要顯示的時鐘，而且系統(tǒng)又沒有太復(fù)雜的處理任務(wù)，也可以采用動態(tài)顯示法。動態(tài)顯示方法中各顯示筆段引腳a~dp并聯(lián)在一起，共用一個筆段代碼鎖存器（由于單片機I/O口，I/O擴展電路，如8255等都具有輸出鎖存功能，一般不要再添加筆段代碼鎖存器）、筆段譯碼器（采用軟件譯碼時不需要筆段譯碼器）以及驅(qū)動器；為了控制LED數(shù)碼管輪流工作，各顯示位的公共端與位譯碼、鎖存、驅(qū)動電路相連。這樣可以依次輸出每一顯示為的筆段代碼和位掃描碼，輪流點亮各LED數(shù)碼顯示管，實現(xiàn)動態(tài)顯示的目的。可見在動態(tài)顯示方式中只要一個筆段代碼鎖存、驅(qū)動器和一個為掃描碼鎖存驅(qū)動器，硬件開銷較小，經(jīng)濟且容易實現(xiàn)。圖8是一個簡單的并行共陽LED數(shù)碼管動態(tài)掃描驅(qū)動電路[8]。圖8 LED動態(tài)掃描電路：單片機最小系統(tǒng)LED顯示器接口電路按鍵控制模塊 圖9 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖本系統(tǒng)設(shè)計的原理是利用單片機AT89S51的定時器/計數(shù)器定時和計數(shù)的原理。通過四聯(lián)共陰極數(shù)碼顯示管接收由74LS164傳來的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為十進制BCD碼顯示，該設(shè)計將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進行計時，數(shù)碼管能夠正確地顯示時間按鍵模塊中的按鈕SWSWSW3與AT89S51的P3口相連，對單片機起到控制作用，通過按鍵控制模塊把外界響應(yīng)送到單片機最小系統(tǒng)（AT89S51）中，然后通過接口電路把要顯示的時間送到四聯(lián)LED數(shù)碼管中，四聯(lián)LED數(shù)碼管的字段由串入并出的移位寄存器74LS164控制，；~，~~L1。SW1~SW3用來進行時間校準(zhǔn)及控制時間點的設(shè)定。LED1~LED8用來模擬被控制對象。另有鈴響信號輸出（鈴響信號驅(qū)動蜂鳴發(fā)聲）。當(dāng)需要對電路時間校對時，在任何時候均可通過按鍵控制模塊按壓SW2和SW3按鈕進行時間校準(zhǔn)。每按動一下SW2小時自動加1；持續(xù)按住不放，小時將自動連續(xù)加1。當(dāng)LED數(shù)碼管指示小時為24時，再加1將自動回零。每按動一下SW3分鐘自動加1；持續(xù)按住不放，分鐘將自動連續(xù)加1。當(dāng)LED數(shù)碼管指示分鐘為59時，再按動SW3，分鐘將變?yōu)?0。當(dāng)需要設(shè)定控制時間點時，應(yīng)首先按按鍵控制模塊中的SW1按鈕，然后再按動SW2和SW3，使在LED數(shù)碼管上指示時間與要求時間一致，再按SW1按鈕進入“控制碼”設(shè)置狀態(tài)，按SW3進行對象切換，最后按SW2保存時間點；也可以用SW1取消本次設(shè)定。如此可設(shè)定多個控制時間點。 電路設(shè)計硬件設(shè)計是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方面很多，主要考慮以下幾個因素[7]：（1） 系統(tǒng)穩(wěn)定度；（2） 器件的通用性或易選購性；（3） 軟件編程的易實現(xiàn)性；（4） 系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)；系統(tǒng)電路設(shè)計思想是按照圖10進行的，有四位LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前的小時及分鐘，通過外繼電器、光光電耦合器或固體繼電器還可實現(xiàn)多點、多路電氣設(shè)備的控制。系統(tǒng)可以精確到十分之一秒，也可以更精確，這需要通過軟件