【正文】 M）,器件采用CMOS工藝和ATMEI公司的高密度、非易失性存儲器（NURAM）技術(shù)制造，其輸出應(yīng)繳和指令系統(tǒng)都與MCS51兼容。片內(nèi)的FLASH存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序活用常規(guī)的非易失性存儲器來編程。英雌，AT89C51是一種功能強大，靈活性高且價格合理的單片機，可放比偶按在應(yīng)用在各個控制領(lǐng)域。AT89C51具有以下主要性能：1. 4KB可編程序FLASH存儲器；2. 全靜態(tài)工作：024Hz；3. 128X8字節(jié)內(nèi)部RAM；4. 32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口；5. 6個中斷優(yōu)先級；2個16為可編程定時計數(shù)器；6. 可編程床行通信；7. 片內(nèi)時鐘振蕩器。 圖32 AT89C51 引腳圖此外，AT89C51是采用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式—空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于始終被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下次硬件復(fù)位為止。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”時，被定義為高阻輸入。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1口:P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在Flash編程和程序校驗期間,P1接收低8位地址。部分端口還有第二功能,如表1所示: 端口引腳 第二功能 MOSI(用于ISP編程) MISO(用于ISP編程) SCK(用于ISP編程表1P2口:P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸入口使用時,因為內(nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令)時,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)寄存器(例如執(zhí)行MOVX@Ri指令)時,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),在整個訪問期間不改變。在Flash編程或校驗時,P2亦接收高位地址和其它控制信號。P3口:P3口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O口,P3口的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對P3口寫“1”時,它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入口使用時,被外部信號拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流(IIL)。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:P3口還接收一些用Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。端口引腳第二功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)0INT(外中斷0)INT1(外中斷1)T0(定時/計數(shù)器0)T1(定時/計數(shù)器1)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)表2系統(tǒng)時鐘應(yīng)用了實時時鐘日歷芯片DS1302，其連接如圖，該硬件電路設(shè)計簡單，抗干擾能力強。 ，上電后，。DS1302的晶振選用32768Hz，電容推薦值為6pF。因為振蕩頻率較低，也可以不接電容，對計時精度影響不大。圖23 時鐘電路DS1302時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月和月末的日期自動進行調(diào)整，還包括閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24小時或帶AM/PM的12小時格式。~。采用三線接口與CPU進行同步通信,并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個33x8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302共有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式。XX2：晶振接入管腳。RST：復(fù)位引腳。高電平啟動輸入/輸出，低電平結(jié)束輸入/輸出。I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。SCLK：串行時鐘輸入引腳。GND：接地引腳Vcc1:在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源。在這種運行方式中，Vcc1里連接到后備電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。DS1302由Vcc1或Vcc2中較打大者供電。當(dāng)Vcc2＞（Vcc1+）時，Vcc2給DS1302供電；當(dāng)Vcc2＜Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。就時鐘而言，通常了采用LCD 顯示或者LED顯示。對于一般的短時LCD，需要專門的驅(qū)動電路，但是電路設(shè)計簡單，連接方便，數(shù)字感應(yīng)信號強，軟件編程簡單，節(jié)省I/O接口，如下圖:圖24 顯示電路LCD顯示屏有點陣圖形式液晶由MN個顯示單元組成顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個點組成，屏上6416個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當(dāng)（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓:字符尺寸:(WH)mm1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表所示:編號符號引腳說明編號符號引腳說明 1VSS電源地9D2 數(shù)據(jù) 2VDD電源正極 10 D3數(shù)據(jù) 3VL液晶顯示偏壓11 D4數(shù)據(jù) 4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13 D6數(shù)據(jù)6E使能信號 14D7數(shù)據(jù) 7D0數(shù)據(jù) 15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù) 16BLK背光源負(fù)極根據(jù)功能需要，本時鐘需要設(shè)置一下功能鍵：校對選擇鍵（主鍵），加1操作鍵（+1），減1操作鍵（1）。按照鍵盤與CPU的連接方式可分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤，獨立式鍵盤是各個按鍵相互獨立，每個按鍵占用一個I/O口線，每根I/O口線上的按鍵不會影響其他I/O口上的按鍵工作狀態(tài)。獨立式鍵盤電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口浪費較大，且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。矩陣式鍵盤社和按鍵較多的時候使用。由于本設(shè)計的電子時鐘最多需要3分按鍵，若采用矩陣式鍵盤會有按鍵浪費，故采用多歷史鍵盤。鍵盤電路如下圖：對于內(nèi)置上拉電阻的I/O引腳來說，外界上拉電阻式?jīng)]有意義的。鍵盤是為了完成時鐘/日歷校正的顯示功能。由此電子時鐘要求具有鬧鈴功能，所以設(shè)計有鬧鈴電路，進行聲音鬧鈴。圖25 復(fù)位電路校對選擇鍵（主鍵）按下后進入校對狀態(tài)，+1鍵對時間日期進行加1和右移功能，1鍵對時間日期進行減1和左移功能。、背光電路設(shè)計鬧鈴可直接采用蜂鳴器鬧鈴，如當(dāng)前時刻與鬧鈴時間相同，單片機向蜂鳴器送出信號，蜂鳴器哦發(fā)生。采用蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，只是鈴聲單一。背光電路采用綠色的LED背光，即使在暗處不開燈也可以看清時間。電路參考下圖26鬧鈴、背光電路圖四、軟件程序設(shè)計主程序開始設(shè)定定時器常數(shù)，開中斷顯示時間到1秒？T0中斷現(xiàn)場保護重裝定時器初值滿20次否？滿24小時否？滿60秒否？滿60分否？恢復(fù)現(xiàn)場時值加1時緩沖單元清零秒值加1分緩沖單元清零秒緩沖單元清零分值加1結(jié)束時鐘調(diào)整程序關(guān)閉顯示，省電狀態(tài)分鐘閃爍，調(diào)時狀態(tài)分值加1按鍵S2時間t1時值=24？按鍵S2時間t按鍵S2時間t時鐘閃爍，調(diào)時狀態(tài)分值=60？分值清零時值加1時值清零返回顯示S2是否按下 第一次上電，系統(tǒng)向進行初始化，1602 LCD液晶顯示為當(dāng)前時間、年、月、日和星期。單片機開始調(diào)用鍵盤掃描程序、DS1302程序、1062程序、鬧鈴程序和背光程序并循環(huán)。