【正文】 于多機系統(tǒng)，以便各個單片機能夠同步工作。單片機時鐘內(nèi)部有一個高增益反向放大器，用于構(gòu)成時鐘震蕩電路，XTAL1為該放大器的輸入端，XTAL2為放大器的輸出端，但要形成時鐘還需附加其他的電路。根據(jù)設(shè)計的要求，采用兩個四位一體的共陰極數(shù)碼管和一個單獨的共陽極數(shù)碼管顯示時鐘和秒表功能。：串行口輸入，串行口輸出，外部中斷0輸入，外部中斷1輸入，定時器0的外部輸入，定時器1的外部輸入，外部數(shù)據(jù)存儲器“寫”信號輸出和外部數(shù)據(jù)存儲器“讀”信號輸出。除此之外，AT89C52具有可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，同時可使兩種軟件選擇節(jié)電模式；在掉電保護工作方式下，振蕩器將停止工作，并保存RAM中的內(nèi)容，單片機停止一切工作，除非等到下一個硬件或中斷復(fù)位后才停止；在空閑工作模式下，CPU工作停止，同時允許中斷、串口、定時器/計數(shù)器和RAM繼續(xù)工作。 單片機應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強軟件的可讀性和可移植性，便于改進和擴充功能。有的單片機針對某一個應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。所以此次設(shè)計采用第三種方案。使用Proteus 軟件進行繪制仿真電路圖，用keil軟件進行編程與調(diào)試，最終生成hex文件，傳入單片機內(nèi)部，從而實現(xiàn)仿真效果。本次設(shè)計就是通過單片機為主控電路，通過電路仿真而實現(xiàn)。傳統(tǒng)的數(shù)字鐘以最為基本的數(shù)字電路來實現(xiàn)的。（3）白天整點報時，晚上22點后不報時。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。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。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。單片機自1976年由Intel公司推出MCS48開始，迄今已有二十多年了。 digital electronic clock。數(shù)字時鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式的機械時鐘。在硬件方面，除了CPU外，使用兩個四位一體的七段LED數(shù)碼管和一個單獨的共陽極數(shù)碼管顯示時、分、秒。四個簡單的獨立按鍵實現(xiàn)對時間的調(diào)整以及時鐘/秒表功能的轉(zhuǎn)換。在這次設(shè)計中，我們采用LED數(shù)碼管分別顯示時、分、秒，以24小時計時方式，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)顯示原理來進行顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時器計數(shù)。LED。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。（4）可實現(xiàn)時分調(diào)整、秒表功能轉(zhuǎn)換。其設(shè)計復(fù)雜，體積大，運行穩(wěn)定性不好。使用Proteus 軟件進行繪制仿真電路圖，用Medwin軟件進行編程與調(diào)試，即用匯編語言編寫程序。 即用C語言來編寫程序，以實現(xiàn)最終的目標(biāo)。 電路設(shè)計框圖根據(jù)本次設(shè)計的要求，在盡量要求準(zhǔn)確精簡的條件下設(shè)計了以下電路框圖。 單片機經(jīng)過幾代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價格、大存儲容量、強I/O功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動器也開始集成在8位單片機中。 單片機的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性。目前世界各大公司為了提高競爭力，在提高單片機性能的同時，十分注意降低其產(chǎn)品的價格。該單片機的引腳圖如圖21所示：圖22 AT89C52的引腳圖它一共有40個引腳，引腳又分為四類。 3 數(shù)字時鐘硬件電路設(shè)計本次設(shè)計利用AT89C52的P0口來控制8位共陰極的數(shù)碼管，由于P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻狀態(tài)，所以不能正常的輸出高/低電平，因此P0口在使用時必須接上上拉電阻。本設(shè)計可以只采用4個按鍵即可全部實現(xiàn)所要求的功能，因此采用獨立按鍵的形式。（1）內(nèi)部時鐘方式利用單片機內(nèi)部的高增益反相放大器，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。對外部振蕩信號無特殊要求，但需保證脈沖寬度不小于20ns，且頻率應(yīng)低于單片機所支持的最高頻率。復(fù)位完成后，如果RST端繼續(xù)保持高電平，單片機就一直處于復(fù)位狀態(tài)，只有RST端恢復(fù)低電平后，單片機才能進入其他工作狀態(tài)。RST端在加電時應(yīng)保持的高電平時間包括VCC的上升時間和振蕩器起振的時間。（2）按鍵手動復(fù)位按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。每個發(fā)光二極管的陽極與輸入端相連。 四位一體數(shù)碼管簡介本次設(shè)計還用到了四位一體的數(shù)碼管，用來顯示時間。另外標(biāo)號為1,2,3,4的引腳對應(yīng)的是相應(yīng)的位選，即通過程序來控制哪一個或者那幾個數(shù)碼管亮。由于本設(shè)計還要求時鐘/秒表之間的相互轉(zhuǎn)換，因此右邊單獨的數(shù)碼管是用于時鐘/秒表功能轉(zhuǎn)換的，其硬件連接方式如圖33所示：圖36數(shù)碼管顯示電路圖 蜂鳴器控制電路的設(shè)計本設(shè)計要求整點報時功能，故采用蜂鳴器來實現(xiàn)到了幾點就響幾下，本設(shè)計在早上六點到晚上二十二點之間報時，其余時間不報時。而單片機I/O口輸出的電流比較小，故要使用NPN型三極管來放大電流，以驅(qū)動蜂鳴器工作。非編碼鍵盤有兩種形式：簡單鍵盤和矩陣式鍵盤。2． 矩陣式鍵盤簡單鍵盤電路的每個按鍵開關(guān)占一根I/O口線，當(dāng)按鍵數(shù)目較多時，就要占用較多的I/O口資源，此時應(yīng)該用矩陣式鍵盤電路。當(dāng)有鍵被按下時，便可判斷出按下的鍵是哪一個鍵。由于彈性作用的影響，機械觸點在閉合及斷開的瞬間均有抖動過程，從而也使按鍵輸入電壓信號也出現(xiàn)抖動，抖動時間的長短與按鍵的機械特性相關(guān)，一般為5~10ms。所謂軟件消抖，就是在第一次檢測到有按鍵按下時先不動作，延時一段時間（一般為5~10ms），再次檢測按鍵的狀態(tài)，則確認(rèn)真正有鍵按下，當(dāng)檢測到按鍵釋放后也需要給5~10ms的延時。同理，按K3健兩下時對分位調(diào)整，按三下時對個位進行調(diào)整，按四下即跳出時間的調(diào)節(jié)。整個設(shè)計的硬件電路就由這幾部分組成：一個單片機的最小系統(tǒng)，包括晶振電路和上電自動復(fù)位電路；一個數(shù)碼管顯示電路；一個蜂鳴器控制電路和一個按鍵控制電路，構(gòu)成了整體的設(shè)計電路。數(shù)碼管顯示子程序通過控制P0口以及兩個鎖存器向數(shù)碼管分別輸送斷碼和位碼，來實現(xiàn)時鐘和秒表的顯示；—，以實現(xiàn)時鐘的調(diào)整和時鐘/秒表功能的轉(zhuǎn)換；。C語言程序本身不依賴于機器硬件系統(tǒng)，不需要對C語言程序做修改或者僅僅只是很簡單的修改就可以將C語言程序從一個系統(tǒng)一直到另外一個完全不同的系統(tǒng)中。、寄存器分配及數(shù)據(jù)類型等。C語言僅僅是一個開發(fā)工具，其本身并不難，難的是如何在將來開發(fā)龐大系統(tǒng)中靈活應(yīng)用C語言的正確邏輯編寫出結(jié)構(gòu)完善的程序。此次的數(shù)字電子鐘設(shè)計的主程序流程圖如圖41所示。同理，按K3健兩下時對分位調(diào)整，按三下時對個位進行調(diào)整，按四下即跳出時間的調(diào)節(jié)。如果顯示時間在六點整到二十二點整時，則蜂鳴器開始報時，即到了幾點就響幾下，在其他的時間不報時。數(shù)碼管顯示子函數(shù)的流程圖如圖42所示：圖42 數(shù)碼管顯示流程圖 按鍵檢測子程序設(shè)計本次的設(shè)計遵循的按鍵檢測原則是按鍵執(zhí)行是先檢測調(diào)時間的健是否被按下。如果沒有跳出對時間的調(diào)節(jié)，則無論怎樣按K4健，秒表功能都無法啟動。通過不斷的嘗試，最終找到了比較滿意的發(fā)聲頻率。 for(x=c。i++) //延時時間，控制蜂鳴器發(fā)聲頻率 { //報時時仍然顯示時鐘狀態(tài) xianshi(shi,0xfd,0xfe)。 //整點到則蜂鳴器響 }}除以上三個實現(xiàn)所需功能的函數(shù)外，還需要中斷函數(shù)，初始化函數(shù)等。5 數(shù)字時鐘的仿真與制作程序編寫完后，必須進行調(diào)試。在使用Keil軟件之前，要保證在用戶的計算機上裝有一套穩(wěn)定可靠地軟件。然后在新建的工程中添加文件，將編寫好的程序添加到新建的工程中。圖52 編譯生成Hex文件編譯生成的Hex文件，最終需要導(dǎo)入到Proteus中進行仿真。自己只知道最基本的單片機，鎖存器等元器件如何添加，而數(shù)碼管、晶振、對應(yīng)的電容、電阻等都還不熟悉。與此同時，在畫仿真圖的過程中自己學(xué)到了很多知識，而且也把以前學(xué)的知識又鞏固了一遍，并收集了很多關(guān)于畫Proteus仿真圖的資料。并且在六點和二十二點之間還會報時。（2）在秒表狀態(tài)下，無論按哪一個按鍵，在按下不放時，數(shù)碼管就會出現(xiàn)不顯示的現(xiàn)象。但我想肯定也還存在其他的缺陷，只是自己暫時沒有發(fā)現(xiàn)。不要因為沒有嘗試過就放棄，更不要因為不會害怕失敗而不敢去嘗試。但是當(dāng)自己去學(xué)習(xí)它去了解它的時候發(fā)現(xiàn)它功能的強大性真的讓自己難以置信。學(xué)習(xí)和繪畫的過程是辛苦的，因為沒有人指導(dǎo)，也沒有任何相關(guān)的資料，因此所有的東西都需要自己去學(xué)自己去查資料，自己解決遇到的任何困難。而使自己放棄這種方法的主要原因是你因為自己以前從來沒繪畫過任何PCB板，更不用說讓廠家制作了，自己并不能保證板子的正確性。制作實物所需要的元器件有：兩個30pF的電容；一個10uF的極性電容；一12MHz的晶振；，一個75K電阻；一塊AT89C52的單片機；兩74HC573鎖存器；四個獨立按鍵；兩個1K的排阻，九引腳；一個無源蜂鳴器；一個NPN三級管；一個單獨的共陽極數(shù)碼管；兩個四位一體的共陰極數(shù)碼管；一個USB接口。第一次焊接時自己花了整整兩天的時間來焊接，每次焊接都小心翼翼，生怕自己把元器件焊壞。不再像第一次一樣選擇用杜邦線來連接各引腳，而是選擇直接在電路板的背面用線直接將各引腳連接在一起。數(shù)字時鐘的時鐘狀態(tài)實物如圖61所示：圖61 數(shù)值時鐘的時鐘狀態(tài)實物圖數(shù)字時鐘的秒表狀態(tài)實物如圖62所示圖62 數(shù)字時鐘的秒表狀態(tài)實物圖本次制作出來的實物還存在一定的缺陷，首先蜂鳴器的響聲太小了，制作時應(yīng)該選擇揚聲器，或者使用多個三極管，這樣聲音會大點。雖然使用起來不是特別的方便，但最終也實現(xiàn)了要求，自己第一次動手做的實物已經(jīng)讓自己很滿意了。回想起這接近四年的大學(xué)生活，除去考研的歲月，估計只有這一個多月自己是過得最充實的。雖然自己設(shè)計的數(shù)字時鐘完全滿足要求，但是缺陷就是上電后重新恢復(fù)零，不像平常使用的電子時鐘一樣。有的時候自己編寫出來了并不一定就能通過編譯，通過編譯也并不一定可以滿足所有的要求，這個尋找錯誤并不斷改正的過程是痛苦的。（4）在實物的制作過程中，自己學(xué)會了取舍。這次設(shè)計學(xué)到的總結(jié)有以下幾點:（1）對于任何沒有接觸過得東西，不能畏懼，而應(yīng)該抱著學(xué)習(xí)嘗試的心態(tài)去克服它。最后感謝老師的耐心指導(dǎo)，讓自己少走了很多彎路。正是在劉東漢老師的指導(dǎo)與幫助下，自己少走了很多彎路并順利地完成了畢業(yè)設(shè)計。2005.[10] 林濤等. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.[11] 吉鵬，馬云峰等. 微機原理與接口技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社， 2003.[12] 張毅剛. 單片機原理及應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社，2004.[13] 胡漢才. 單片機原理及系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2002.[14] 邊春遠(yuǎn)，王志強. 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