【正文】 顯示出來(lái)。 （ 2） 單片機(jī)通過(guò)輸出各種電脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)控制各部分正常工作。 （ 3） 為使時(shí)鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的，鍵盤(pán)用來(lái)校正數(shù)碼管上顯示的時(shí)間。 （ 4） 單片機(jī)通過(guò)控制鬧鈴電路來(lái)完成 定時(shí)鬧鐘的功能。 系統(tǒng)工作原理 設(shè)計(jì)的電路主要由四模塊構(gòu)成：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路，顯示電路、鬧鈴電路以及校正電路。 詳細(xì)電路功能圖下圖所示： 51 單片機(jī) 獨(dú)立鍵盤(pán) 數(shù)碼管顯示 鬧鈴電路 3 AT89C51XTAL1XTAL210K 10K 10K10K 10K10K100 100100 100100100100pF2 34 56VCC0102 03040506Q1PNP200R13LS1SpeakerVCC22ufC722ufC8PSEN\ALEEA\01020304050607081 2 3 4 5 6 7 8VCCRSTVCC12Y1XTAL12345678abcdefgdpabc d ef g dp1 圖 22 詳細(xì)電路功能圖 本設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言程序 設(shè)計(jì)，使單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，當(dāng)秒計(jì)數(shù)計(jì)滿 60 時(shí)就向分進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿 60 后向時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器按“ 23翻 0”規(guī)律計(jì)數(shù)。時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)結(jié)果經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理可直接送顯示器顯示。當(dāng)計(jì)時(shí)發(fā)生誤差的時(shí)候可以用校時(shí)電路進(jìn)行校正。設(shè)計(jì)采用的是時(shí)、分、秒顯示，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理同時(shí)在數(shù)碼管上顯示。 電路功能使用說(shuō)明 （ 1） 各個(gè)控制鍵的功能：可對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)節(jié)（只能加 1）；按下設(shè)置鍵數(shù)字時(shí)鐘進(jìn)入鬧鐘設(shè)置狀態(tài)，設(shè)置鬧鐘的時(shí)間；時(shí)加１、分加１鍵是在校準(zhǔn)時(shí)間時(shí)或設(shè)置鬧鐘時(shí)間對(duì)小時(shí)數(shù)或分鐘數(shù)調(diào)節(jié)而設(shè)置 的；按下秒切換鍵就可以進(jìn)入秒表模式，同時(shí)秒表也開(kāi)始計(jì)時(shí)，按下秒表暫停、復(fù)位鍵就暫停、歸零，如果要重新對(duì)秒計(jì)時(shí)則可以按秒表開(kāi)始、復(fù)位；清零鍵可以對(duì)鬧鐘清零。 （ 2） AT89C51 單片機(jī)，通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)?shù)碼顯示進(jìn)行控制。 （ 3）八個(gè) 7段數(shù)碼管顯示時(shí)鐘和秒表信號(hào)。 4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)的電路圖和原理圖 圖 23 數(shù)字時(shí)鐘電路圖 5 圖 24 數(shù)字時(shí)鐘電路原理圖 6 單片機(jī)概述 （ 1）單片機(jī)型號(hào)的選擇 :AT89C51 圖 25 AT89C51引腳圖 （ 2）單片機(jī)的主要特點(diǎn) AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 的單片機(jī) [2]。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C51 單片機(jī)為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 主要特性： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫(xiě) /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 7 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 （ 3） 管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P0口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口 ： P1 口是一個(gè)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(mén)電流。 P1口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這 是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2口 ： P2 口為一個(gè)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(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “1” 時(shí)，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(shí)， 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(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， 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(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口 ： P3口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)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（ ILL）這是由 8 于上拉的緣故。 也可作為 AT89C51 的一些特殊口，如下表所示： 表 21: P3 口的功能 口管腳 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或 用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， 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(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí)， 則 在 此 期 間外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出 9 鍵盤(pán)電路 (1)鍵盤(pán)電路的描述： 作為整個(gè)系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的部分，可以根據(jù)功能要求，進(jìn)行 時(shí)間設(shè)置鍵、鬧鐘設(shè)置鍵、時(shí)間加 鍵 、時(shí)間減 鍵等操作，并采用獨(dú)立式按鍵。 (2)鍵盤(pán)電路圖： 圖 26 鍵盤(pán)電路 (3)鍵盤(pán)的工作原理： 鍵盤(pán)是人與微機(jī)打交道的主要設(shè)備，按鍵的讀取容易引起誤動(dòng)作?？刹捎密浖ザ秳?dòng)的方法處理，軟件的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，這時(shí)觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不采取妥善處理的話，將引起按鍵命令錯(cuò)誤或重復(fù)執(zhí)行，在這里采用軟件延時(shí)的方法來(lái)避開(kāi)抖動(dòng)，延時(shí)時(shí)間 20ms[3]。 獨(dú)立式按鍵的軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。諸位查詢每根 I/O 口線的輸入狀態(tài)，如某一根 I/O 線輸入為低電平，則可確認(rèn)該 I/O 口線所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。 連擊功能的實(shí)現(xiàn) ：按下某鍵時(shí)，對(duì)應(yīng)的功能鍵解 釋程序得到執(zhí)行，如操作者沒(méi)有釋放按鍵，則對(duì)應(yīng)的功能會(huì)反復(fù)執(zhí)行，好象連續(xù)執(zhí)行，在這里我們采用軟件延時(shí) 250ms,當(dāng)按鍵沒(méi)釋放則執(zhí)行下一條對(duì)應(yīng)程序。利用連擊功能，能實(shí)現(xiàn)快速調(diào)時(shí)操作。 (4)鍵盤(pán)電路應(yīng)注意的問(wèn)題 ： 1） 開(kāi)關(guān)狀態(tài)的可靠輸入，必須消除鍵抖動(dòng)，可以采用硬件和軟件兩種方法，硬件方法就是在按鍵輸入通道上貼加去抖動(dòng)電路，軟件方法采用延遲 10 1020MS。 2） 鍵盤(pán)狀態(tài)的檢測(cè)方法 —— 中斷方式還是查詢方式。 3） 鍵盤(pán)編碼方法。 4） 鍵盤(pán)控制程序的編制。 顯示電路 （ 1) LED 數(shù)碼顯示管簡(jiǎn)介 數(shù)碼管由 7 個(gè)發(fā)光二極管組成 ,行成一個(gè)日字形 ,它門(mén)可以共陰極 ,也可以共陽(yáng)極 。 通過(guò)解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的字 ,這就是它的工作原理 。 基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由 7 個(gè)條狀的發(fā)光二極管（ LED）排列而成的，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字 0～ 9及少量字符的顯示。另外為了顯示小數(shù)點(diǎn)，增加了 1 個(gè)點(diǎn)狀的發(fā)光二極管，因此數(shù)碼管就由 8 個(gè) LED 組成 [5]。 （ 2) 數(shù)碼管的分類 ： 數(shù)碼管按各發(fā)光二極管電極的連接方式分為共陽(yáng)數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種。 7段共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管是由 7個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位構(gòu)成，其引腳配置，如圖所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖所示。從圖中可以看出，其中 7 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字形“ 8”，可以用來(lái)顯示數(shù)字，另一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。 圖 27 共陽(yáng)極 7段 LED引腳設(shè)置和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 共陰極 7 段 LED 數(shù)碼管和共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)類似，其引腳配置，如圖所示。從圖中可以看出 7 段 LED 數(shù)碼管同樣由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，其中 7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字