【正文】 ...................................................................................................... 12 圖 2 6 數(shù)碼管顯示電路 ............................................................................................ 13 圖 2 7 DM7447AN 引腳功能圖 ............................................................................. 15 圖 2 8 七段顯示器對 DM7447AN 之保護電路圖 ................................................. 16 圖 3 1 主程序流程圖 ................................................................................................ 17 圖 3 2 T2 中斷流程圖 ............................................................................................ 19 圖 3 3 T1 中斷流程圖 ............................................................................................ 20 圖 3 4 T0 中斷流程圖 ............................................................................................ 20 V 表 格清單 表 2 1 和 的第二功能 .............................................................................. 6 表 2 2 P3 口各位的第二功能 ................................................................................... 6 表 2 3 TMOD ............................................................................................................ 7 表 2 4 TCON ............................................................................................................. 7 表 2 5 計數(shù)器工作方式 ............................................................................................ 7 表 2 6 T2CON ........................................................................................................... 8 表 2 7 T2CON 的各位功能 ...................................................................................... 9 表 2 8 T2MOD .......................................................................................................... 9 表 2 9 定時器 2 工作方式 ........................................................................................ 9 表 2 10 數(shù)碼管數(shù)據(jù)和數(shù)碼管每段的對應(yīng)關(guān)系 ...................................................... 13 表 2 11 數(shù)碼管斷碼和字型的對應(yīng)關(guān)系（共陽極） .............................................. 13 表 2 12 DM7447AN 真值表 .................................................................................. 16 1 引 言 一寸光陰一寸金，寸金難買寸光陰。 時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對時間計量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時鐘更好的為人們服務(wù) ，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計出新型時鐘。 電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù)，二十世紀(jì)發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。 在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品正在以前所未有的革新速度，向著功能多樣化、體積最小化、功耗最低化的方向迅速發(fā)展，電子技術(shù)的發(fā)展 有力 的 推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展 。 郭沫若先生曾說：時間就是生命，時間就是速度，時間就是力量。時間 對 我們 來說總是那么寶貴 ，在我們的日常工作、學(xué)習(xí)、生活中，時間概念愈加顯得重要。在高度發(fā)達信息化的 21 世紀(jì)，人們總 是那么忙碌。生活工作中班車要準(zhǔn)點，上班要準(zhǔn)時，開會要有時間限制；工業(yè)生產(chǎn)中，每一道工序都要有嚴(yán)格的時間限制，這樣才能做到井井有條；嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目萍佳芯恐?，時間更是重中之重。能夠準(zhǔn)確的了解并且實時性的知道時間，是我們學(xué)習(xí)、工作、生活中不可或缺的。 機械式鐘表雖然也可以告知人們時間，也可以定時，顯示日歷。但是由于受到機械結(jié)構(gòu)、動力和體積的限制，在功能、性能以及造價上都沒辦法與電子時鐘相比。 現(xiàn)今，高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便 ，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時代替機械式傳動，用 LED 顯示器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，秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好。 時鐘電路在計算機系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，時鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時信號，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種實現(xiàn)方法：一是用軟件實現(xiàn)，即用單片機內(nèi)部的可 編程定時 /計數(shù)器來實現(xiàn)，但誤差很大，主要用在對時間精度要求不高的場合；二是用專門的時鐘芯片實現(xiàn)，在對時間精度要求很高的情況下，通常采用這種方法，典型的時鐘芯片有： DS1302， DS12887， X1203 等都可以滿足高精度的要求。 本文主要介紹用單片機內(nèi)部的定時 /計數(shù)器來實現(xiàn)電子時鐘的方法，本設(shè)計由單片機AT89C52 芯片和 LED 數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個單片機電子時鐘。 2 第 1 章 緒論 方案要求 1．主要的任務(wù)及目標(biāo)： 用單片機設(shè)置一個時鐘裝置 （ 1）時鐘功能 ； （ 2）鬧鐘功能； （ 3）秒表功能。 2．設(shè)計的主要內(nèi)容為： （ 1）時鐘范圍： 24h， 60m， 60s； （ 2）按鍵調(diào)整時間設(shè)定； （ 3）按鍵設(shè)定鬧鐘，精度為分鐘； （ 4）按鍵控制秒表，精度為 秒； （ 5）供電 220VAC。 方案設(shè)計 多功能 電子 時鐘方案： 多功能 電子 時鐘是本設(shè)計的最主要的部分。根據(jù)需要，本方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機內(nèi)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實現(xiàn) 1 秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的秒值加 1；若秒值達到 60， 則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加 1；若分值達到 60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加 1；若時值達到 24，則將時字節(jié)清零。 該方案具有硬件電路簡單的特點。但由于每次執(zhí)行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。而且由于是軟件實現(xiàn)，當(dāng)單片機不上電，程序不執(zhí)行時，時鐘將不工作。 利用單片機內(nèi)部的定時 /計數(shù)器進行中斷定時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時及秒表計時。該方案節(jié)省硬件成本，且能使設(shè)計者對單片機的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而掌握單片機應(yīng)用技術(shù) MCS51 匯編語言程序設(shè)計方法，因此，本系統(tǒng)設(shè)計采用此種軟 件控制方法來實現(xiàn)計時。而由于 ATMEL 公司的 AT89C52 單片機是低功耗的具有 8KB 在線可編程 Flash 存儲器的單片機。它與通用 80C51 系列單片機的指令系和引腳兼容。片內(nèi)的 Flash 可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲器編程。它將通用 CPU 和在線可編程 Flash 集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能價格比的微控制器。它的功能強大，而且也較容易購買，故本設(shè)計中所選的單片機為 AT89C52 單片機。 3 硬件 框圖 A T 8 9 C 5 2時 鐘 電 路復(fù) 位 電 路鬧 鈴 電 路驅(qū)動限流顯示器圖 1 1 多功能電子鐘原理框 圖 4 第 2 章 硬件設(shè)計 AT89C52的管腳說明 目前在單片機系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機。該系列單片機均采用標(biāo)準(zhǔn) MCS51 內(nèi)核，硬件資源相互兼容，品類齊全，功能完善，性能穩(wěn)定，體積小，價格低廉，貨源充足，調(diào)試和編程方便，所以應(yīng)用極為廣泛。 例如比較常用的 AT89C2052 單片機，帶有 2KB Flash 可編程、可擦除只讀存儲器（ E2PROM）的 低壓、高性能 8 位 CMOS 微型計算機。擁有 15 條可編程 I/O 引腳， 2個 16 位定時器 /計數(shù)器， 6 個中斷源，可編程串行 UART 通道，并能直接驅(qū)動 LED 輸出。應(yīng)用 AT89C2051 單片機完全可以實現(xiàn)。但是將兩種功能結(jié)合在一片單片機上，就需要更多的 I/O 引腳，本設(shè)計采用具有 32 根 I/O 引腳的 AT89C52 單片機。 AT89C52 單片機是一款低功耗，低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4KB（可經(jīng)受 1000 次擦寫周期）的 FLASH 可編程可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM），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，其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容。片內(nèi)的 FLASH 存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。因此， AT89C52 是一種功能強，靈活性高且價格合理的單片機，可方便的應(yīng)用在各個控制領(lǐng)域 [6]。 AT89C52 具有以下主要性能： 1. 8KB 可改編程序 Flash 存儲器； 2. 全靜態(tài)工作： 0—— 24Hz； 3. 256 8 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； 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器； 6. 可編程串行通道； 7. 片內(nèi)時鐘 振蕩器。 此外， AT89C52 是用靜態(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，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi) RAM 中的內(nèi)容，直到下一次硬件復(fù)位為止。 5 圖 2 1 AT89C52 芯片 PDIP 封裝引腳圖 如圖 21 所示， AT89C52 共有 40 個管腳，其各個功能如下： VCC —— 運行時加＋ 5V VSS —— 接地 XTAL1 —— 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端 XT