【正文】 .......................... 22 致 謝 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ................................................................... 23 附錄一 源程序 .............................................................. 24 附錄二 軟件仿真圖 .......................................................... 32 附錄三 英文文獻及翻譯 ...................................................... 33 英文文獻原文 ........................................................... 33 中文文獻譯文 ........................................................... 36 1 1 緒論 單片機 技術(shù)飛速發(fā)展 ,產(chǎn)品質(zhì)量越來越好 ,而成本卻越來 越低 ,現(xiàn)階 許多復雜、多用的電子器件普遍采用單片機來實現(xiàn) 。 同時，隨著人們生活節(jié)奏的加快，時鐘已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵罚?許多家電都帶有時鐘模塊， 而人們也不再滿足于緊緊具有時間顯示功能的時鐘，對時鐘功能的要求也越來越全面。 單片機以其強大的功能成為多功能電子時鐘的首選，為電子時鐘的功能擴展提供了強大的支持，實現(xiàn)一物多用，提高電子時鐘的使用價值。本設(shè)計詳細介紹了該系統(tǒng)的組成和基本工作原理，重點介紹了硬件設(shè)計思想和軟件設(shè)計的思路，在保證系統(tǒng)功能齊全，性能良好的前提下，最大限度的簡化電路，降低系統(tǒng)的整體成本，提高系 統(tǒng)的可靠性。另外，預留 P0 口作為以后功能的擴展口。 （ 可是現(xiàn)在的液晶顯示器基本上還都是只支持模擬 RGB輸入 ,同時支持模擬RGB輸入和數(shù)字 RGB輸入并且可以接收電視信號的多功能液晶顯示器市場上還很少見。本設(shè)計同時集成了模擬 RGB 信號處理和數(shù)字 RGB 信號處理 ,并且集成了電視信號的編碼處理。實現(xiàn)了一物多用 ,提高了系統(tǒng)的實用價值。本設(shè)計詳細介紹了該系統(tǒng)的組成和基本工作原理 ,重點介紹了 多功能電子時鐘 的硬件設(shè)計思路和軟件設(shè)計思想。硬件設(shè)計的主要要求是在保證系統(tǒng)性能的前提下 ,最大限度的降低系統(tǒng)的整體成本 ,同時還要留出以 后功能擴展接口。 ） 2 2 基本原理 STC89S52 STC89S52 下圖 21所示。 圖 21 STC89S52管腳 主要性能 ： 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器、 1000 次擦寫周期、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、 三級加密程序存儲器 、 32個可編程 I/O 口線 、三個 16位定時器 /計數(shù)器 八個中斷源 、全雙工 UART 串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時器 、雙數(shù)據(jù)指針 、掉電標識符 。 功能特性描述 ： STC89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 STC89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 STC89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù) 指針，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， STC89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機一切工 3 作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。 8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash STC89S52 P0 口： P0 口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個TTL 邏輯電平。對 P0端口寫 “1” 時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復用。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻 。 在 flash 編程時， P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。在 flash 編程和校驗時，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 引腳號第二功能 ： T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字 節(jié)和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸 4 出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 STC89S52 特殊功能（第二功能）使用 ： 在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。 端口引腳第二功能 ： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(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 ) 此外， P3口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST—— 復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 ALE/PROG—— 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令才能將 ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設(shè)置 ALE 禁止位無效。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52由外部程序存儲器取指令 （或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 如 EA端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 5 FLASH存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 SN46056 兩 位共陰數(shù)碼管 概述 (1) SN46056 兩位共陰數(shù)碼管 是 標準的 兩位共陰數(shù)碼管 ，可與 CPU直接接口，具有 8位標準數(shù)據(jù)總線、 位選兩位，接低電平時選中該數(shù)碼管， 8 位段選接高電平時驅(qū)動數(shù)碼管顯示 。 (2) 外觀尺寸： 1136511mm(SN460561), 937010mm(SN460562) 787010mm(SN460563)， (3) LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管，它由 8個發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可顯示 0 到 9， A 到 F 及其小數(shù)點“ .”等字符。其結(jié)構(gòu)圖如圖 311。 圖 311 LED結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼管通常有共陰極和共陽極兩種接法。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極必須接低電平，當某發(fā)光二極管的陽極為高電平（一般為 +5V）時，此二極管點亮 。共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極接到高電平，對于需點亮的發(fā)光二極管使其陰極接低電平（一般為地）即可。顯然，要顯示某字形就應使此字形的相應字形點亮，實際就是送一個用不同電平組合代表的數(shù)據(jù)至數(shù)碼管。一般共陽極數(shù)碼管必須外接電阻，而共陰極不一定外 接電阻。 LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。 在靜態(tài)顯示方式中，每個比 D發(fā)光二極管工作電流在 10 mA 一 20 mA；而在動態(tài)顯示方式中，為了獲得良好的亮度， LED 發(fā)光二極管瞬時工作電流可以適當提高，一般取 20mA 一 25mA。 LED 靜態(tài)顯示接口電路由筆段代碼鎖存器、 6 筆段譯碼器 (由軟件譯碼的 LED 靜態(tài)顯示驅(qū)動電路不需要譯碼器 )等部分組成，在靜態(tài)顯示方式中，顯示驅(qū)動程序簡單，且 CPU 占用率低，但每一個 LED 數(shù)碼管需要一個鎖存器，以便鎖存每一位的筆段代碼，硬件開銷大 (元件數(shù)目多，印制板面積也會隨之增加 )，僅適用于顯示位數(shù)較少 (4 位以下 )的場合。當需要顯示的位數(shù)在 4— 12 時，多采用按位掃描硬件譯碼的動態(tài)顯示方式或按位掃描軟件譯碼的動態(tài)顯示方式。因此本系統(tǒng)采用動態(tài)顯示方式。在動態(tài)顯示方式中，各 LED 數(shù)碼顯示器輪流工作，為了防止產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，每個 LED數(shù)碼管刷新頻率必須大于 25 Hz，即相鄰兩次點亮的時間間隔要小于 40 ms，對于具有 N個 LED 數(shù)碼管的動態(tài)顯示電路來說，如果刷新頻率為 f，那么顯示周期為 1/f，則每一位的顯示時間為 1/(f N)秒。顯然，顯示的位數(shù)越多，每一位的顯示時間越短，在驅(qū)動電流一定的情況下，亮度越 低（正因如此，在動態(tài) LED 顯示電路中，要適當增大驅(qū)動電流，一般取 20 mA～ 35 mA，以抵消因顯示時間短造成亮度下降）。為了保證一定的亮度，實驗表明：在驅(qū)動電流取 30 mA 的情況下，每位顯示時間不能小于 1 ms。 接口說明 (1) SN46056 接口說明， 如 表 21所示。 表 21 SN46056接口說明表 管腳號 管腳 電平 說明 1 VSS 0V 邏輯電源地 2 VDD 邏輯電源正 3 V0 ? LCD 驅(qū)動電壓，應用時在 VEE 與 V0 之間加一 2K 可調(diào)電阻。 4 D/I H/L 數(shù)據(jù) \指令