【正文】 ，使用方便性不斷提高，很多產(chǎn)品已經(jīng)成為人類日常生活中不可或缺的助手?，F(xiàn)在許多高精度的計時工具都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，電子表，石英表都采用了石英技術(shù)，因此工作時精度高，穩(wěn)定性能好，用起來方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字電子時鐘用集成電路計時時，譯碼代替機械式傳動，用LED顯示代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時，分，秒顯示的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好[3]。 電子時鐘除了在城市的主要營業(yè)場所、車站、碼頭等公共場所使用，還可以改裝在摩托車和汽車上，LCD顯示，帶藍色背光，白天在太陽光下也能非常清楚的看到顯示時間，關(guān)鑰匙可以關(guān)閉藍色背光，時間還能顯示也不會清零，因LCD的顯示耗電量很省的，所以工作時也不用擔心耗電問題。在行路上，如果司機看時間可能會很麻煩甚至影響其他人的生命安?！，F(xiàn)在車上改裝了一個藍色的液晶電子鐘，不管白天還是黑夜，隨時可以看時間，非常方便[4]。本設(shè)計的電子時鐘是由AT89C51,八段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由計時程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時，達到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。電路中的四個控制鍵擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實現(xiàn)校對時間以及定時的功能，還可以達到省電的目的。 電子時鐘的設(shè)計流程Proteus電路設(shè)計源程序設(shè)計生成目標代碼基于proteus仿真圖1 設(shè)計流程圖 硬件電路的設(shè)計方案 本設(shè)計的硬件電路設(shè)計框圖如圖2所示：AT89C51 時間顯示按鍵電路振蕩電路復位電路蜂鳴器圖2 總體結(jié)構(gòu)框圖由圖2可以看出：本設(shè)計電路的硬件部分共由五部分組成，分別為按鍵模塊、復位電路模塊、振蕩電路模塊、發(fā)聲模塊、時間顯示模塊。振蕩電路模塊負責給單片機提供時鐘周期。復位電路模塊負責上電后自動復位，或按鍵后強制復位。上電后，由單片機內(nèi)部定時器計時，同時通過動態(tài)顯示函數(shù)自動將時分秒顯示到數(shù)碼管上。與此同時，按鍵掃描函數(shù)一直掃描按鍵引腳狀態(tài)，一旦掃描按鍵被按下，即進入相應(yīng)的功能函數(shù)。如果檢測到定時時間到，則驅(qū)動蜂鳴器發(fā)生提示。由上面的設(shè)計框圖可以進一步得出本系統(tǒng)的電路原理圖。原理圖如圖3所示： 圖3 電路原理圖本設(shè)計是采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由計時程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時，達到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。電路中的四個控制鍵擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實現(xiàn)校對時間以及定時的功能。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機[5]。AT89C51單片機引腳介紹：Vcc：電源Vss:地線P0口：P0口地址為80H,位地址為80H～87H。各位口線是有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。P0口的邏輯電路主要由D觸發(fā)器構(gòu)成的鎖存器，F(xiàn)ET(場效應(yīng)管)構(gòu)成的輸出驅(qū)動電路，用于引腳數(shù)據(jù)輸入緩沖的緩沖器，一個多路轉(zhuǎn)接開關(guān)（MUX）構(gòu)成。8位口線的鎖存器位構(gòu)成一個口的鎖存器，所謂的口地址就是鎖存器的地址。鎖存器的功能是使數(shù)據(jù)在口中保留一段時間。MUX的一個輸入來自鎖存器，另一個輸入為“數(shù)據(jù)/地址” 。輸入轉(zhuǎn)接由控制信號控制，設(shè)置多路轉(zhuǎn)接開關(guān)的原因是P0口既可以作為通用I/O口進行數(shù)據(jù)輸入/輸出，又可以作為單片機系統(tǒng)的地址/數(shù)據(jù)線使用。設(shè)置多路轉(zhuǎn)接開關(guān)可以方便的實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。 P1口：P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1口地址為90H,位地址為90H～97H。P1口只能作為通用數(shù)據(jù)I/O口使用所以在電路結(jié)構(gòu)上與P0口有些不同。第一， 因為它只能傳送數(shù)據(jù)，所以不再需要多路轉(zhuǎn)接開關(guān)（MUX）；第二， 驅(qū)動電路中有上拉電阻。其上拉電阻并不是真正的電阻，而是一個能起到上拉電阻作用的由兩個場效應(yīng)管構(gòu)成的電路。 P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口地址為A0H，位地址為A0H～A7H。P2口既可作為系統(tǒng)高位地址線使用，也可作為通用I/O口使用，所以P2口的電路邏輯與P0口類似，也有一個多路轉(zhuǎn)接開關(guān)。但多路轉(zhuǎn)接開關(guān)的一個輸入端不再是地址/數(shù)據(jù)，而是單一的地址，因為在構(gòu)造系統(tǒng)總線時，P2口只能作為高位地址而不能作為數(shù)據(jù)線使用。當P2口作為高位地址線使用時，多了開關(guān)倒向地址端；而當通用I/O口使用時，多路開關(guān)倒向鎖存器的Q端。 圖4 AT89C51引腳排列圖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口的地址為B0H，位地址為BOH～B7H。雖然P3口可以作為通用I/O口使用，但在實際應(yīng)用中我們更多的使用的是他的第二功能信號。 RXD（串行數(shù)據(jù)接收） TXD（串行數(shù)據(jù)發(fā)送） INT0（外部中斷0申請） INT1（外部中斷1申請） T0（定時器/計時器0計數(shù)輸入） T1（定時器/計時器1計數(shù)輸入） /WR（外部RAM寫選通） /RD（外部RAM讀選通） RST：復位信號。當輸入的復位信號延續(xù)2個機器周期以上的高電平時即為有效，用于單片機的復位操作。 ALE：地址鎖存控制信號。在系統(tǒng)擴展時，ALE用于把P0口輸出的低八位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此時由于ALE是以1/6晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此，可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用：外部程序存儲器讀選通信號。在讀外部ROM是/PSEN有效，以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 ：訪問程序存儲器控制信號。當/EA信號為低電平時，對ROM的讀操作是針對外部程序存儲器的；而當/EA信號為高電平時，對ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。 XTAL1和XTAL2：外部晶體引線端。當使用芯片內(nèi)部時鐘時，XTAL1和XTAL2用于外接石英晶體諧振器和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接入外部時鐘脈沖信號。 圖5 按鍵模塊在該模塊中，采用四個按鍵作為對電子時鐘的控制輸入，通過按鍵來實現(xiàn)時鐘的時間設(shè)置、定時功能。電路中將四個按鍵的一端接地，而單片機的P2口默認為高電平，一旦按鍵被按下，則該按鍵對應(yīng)的管腳被拉低，通過軟件掃描按鍵即可知道用戶所要實現(xiàn)的功能，調(diào)用相應(yīng)的按鍵子程序來完成該操作[6]。本設(shè)計中，四個按鍵KKK。當按下K1時，開始進行“時”的校對，再次按下K1時，則切換到“分”的校對，第三次按下則切換到“秒”的校正，第四次按下則返回到正常時間顯示。當按下K2時，切換到鬧鐘模式，連續(xù)按下K2鍵時依次進行定時。K3和K4鍵是實現(xiàn)加一和減一功能。 圖6 復位電路 單片機在上電以后內(nèi)部的電路處于一種隨機狀態(tài)，這時如果開始工作則會出現(xiàn)混亂。對單片機而言，復位也就是在做準備工作，是使單片機回到初始化狀態(tài)的一種操作。單片機系統(tǒng)上電后，從何處開始執(zhí)行第一條指令是由系統(tǒng)復位后的狀態(tài)決定的[7]。RESET引腳是復位信號的輸入端，高電平有效，低電平工作。常用的復位電路有上電復位電路、按鍵電平復位電路、按鍵脈沖復位電路。本設(shè)計中采用按鍵電平復位電路，如圖6所示。 圖7 振蕩電路AT89C51單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，它的作用就是用來構(gòu)成振蕩器，但要形成時鐘，還需要一些附加的電路[8]。AT89C51單片機的時鐘產(chǎn)生有以下兩種方法：。利用單片機內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTAL1和XTAL2兩端接晶振，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路，