【正文】 于多機(jī)系統(tǒng)，以便各個(gè)單片機(jī)能夠同步工作。單片機(jī)時(shí)鐘內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成時(shí)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(shí)鐘還需附加其他的電路。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，采用兩個(gè)四位一體的共陰極數(shù)碼管和一個(gè)單獨(dú)的共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示時(shí)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(shí)器0的外部輸入，定時(shí)器1的外部輸入，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫”信號(hào)輸出和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“讀”信號(hào)輸出。除此之外，AT89C52具有可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，同時(shí)可使兩種軟件選擇節(jié)電模式；在掉電保護(hù)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(jī)停止一切工作，除非等到下一個(gè)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(shí)允許中斷、串口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和RAM繼續(xù)工作。 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來(lái)的直接好處就是成本的降低。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開(kāi)發(fā) 難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。有的單片機(jī)針對(duì)某一個(gè)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(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，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(jì)采用第三種方案。使用Proteus 軟件進(jìn)行繪制仿真電路圖，用keil軟件進(jìn)行編程與調(diào)試，最終生成hex文件，傳入單片機(jī)內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)仿真效果。本次設(shè)計(jì)就是通過(guò)單片機(jī)為主控電路，通過(guò)電路仿真而實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的數(shù)字鐘以最為基本的數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（3）白天整點(diǎn)報(bào)時(shí)，晚上22點(diǎn)后不報(bào)時(shí)。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。但是由于受到機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力和體積的限制，在功能、性能以及造價(jià)上都沒(méi)辦法與電子時(shí)鐘相比。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS48開(kāi)始，迄今已有二十多年了。 digital electronic clock。數(shù)字時(shí)鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式的機(jī)械時(shí)鐘。在硬件方面，除了CPU外，使用兩個(gè)四位一體的七段LED數(shù)碼管和一個(gè)單獨(dú)的共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒。四個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整以及時(shí)鐘/秒表功能的轉(zhuǎn)換。在這次設(shè)計(jì)中，我們采用LED數(shù)碼管分別顯示時(shí)、分、秒，以24小時(shí)計(jì)時(shí)方式，根據(jù)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理來(lái)進(jìn)行顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時(shí)器計(jì)數(shù)。LED。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機(jī)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(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC機(jī)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(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。（4）可實(shí)現(xiàn)時(shí)分調(diào)整、秒表功能轉(zhuǎn)換。其設(shè)計(jì)復(fù)雜，體積大，運(yùn)行穩(wěn)定性不好。使用Proteus 軟件進(jìn)行繪制仿真電路圖，用Medwin軟件進(jìn)行編程與調(diào)試，即用匯編語(yǔ)言編寫程序。 即用C語(yǔ)言來(lái)編寫程序，以實(shí)現(xiàn)最終的目標(biāo)。 電路設(shè)計(jì)框圖根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，在盡量要求準(zhǔn)確精簡(jiǎn)的條件下設(shè)計(jì)了以下電路框圖。 單片機(jī)經(jīng)過(guò)幾代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)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(dòng)器也開(kāi)始集成在8位單片機(jī)中。 單片機(jī)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(jìng)爭(zhēng)力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià)格。該單片機(jī)的引腳圖如圖21所示：圖22 AT89C52的引腳圖它一共有40個(gè)引腳，引腳又分為四類。 3 數(shù)字時(shí)鐘硬件電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)利用AT89C52的P0口來(lái)控制8位共陰極的數(shù)碼管，由于P0口內(nèi)部沒(méi)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(shí)必須接上上拉電阻。本設(shè)計(jì)可以只采用4個(gè)按鍵即可全部實(shí)現(xiàn)所要求的功能，因此采用獨(dú)立按鍵的形式。（1）內(nèi)部時(shí)鐘方式利用單片機(jī)內(nèi)部的高增益反相放大器，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)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(jī)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(jī)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(jī)才能進(jìn)入其他工作狀態(tài)。RST端在加電時(shí)應(yīng)保持的高電平時(shí)間包括VCC的上升時(shí)間和振蕩器起振的時(shí)間。（2）按鍵手動(dòng)復(fù)位按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極與輸入端相連。 四位一體數(shù)碼管簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)還用到了四位一體的數(shù)碼管，用來(lái)顯示時(shí)間。另外標(biāo)號(hào)為1,2,3,4的引腳對(duì)應(yīng)的是相應(yīng)的位選，即通過(guò)程序來(lái)控制哪一個(gè)或者那幾個(gè)數(shù)碼管亮。由于本設(shè)計(jì)還要求時(shí)鐘/秒表之間的相互轉(zhuǎn)換，因此右邊單獨(dú)的數(shù)碼管是用于時(shí)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(jì)本設(shè)計(jì)要求整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，故采用蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)到了幾點(diǎn)就響幾下，本設(shè)計(jì)在早上六點(diǎn)到晚上二十二點(diǎn)之間報(bào)時(shí)，其余時(shí)間不報(bào)時(shí)。而單片機(jī)I/O口輸出的電流比較小，故要使用NPN型三極管來(lái)放大電流，以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。非編碼鍵盤有兩種形式：簡(jiǎn)單鍵盤和矩陣式鍵盤。2． 矩陣式鍵盤簡(jiǎn)單鍵盤電路的每個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)占一根I/O口線，當(dāng)按鍵數(shù)目較多時(shí)，就要占用較多的I/O口資源，此時(shí)應(yīng)該用矩陣式鍵盤電路。當(dāng)有鍵被按下時(shí)，便可判斷出按下的鍵是哪一個(gè)鍵。由于彈性作用的影響，機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開(kāi)的瞬間均有抖動(dòng)過(guò)程，從而也使按鍵輸入電壓信號(hào)也出現(xiàn)抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與按鍵的機(jī)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(cè)到有按鍵按下時(shí)先不動(dòng)作，延時(shí)一段時(shí)間（一般為5~10ms），再次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，則確認(rèn)真正有鍵按下，當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后也需要給5~10ms的延時(shí)。同理，按K3健兩下時(shí)對(duì)分位調(diào)整，按三下時(shí)對(duì)個(gè)位進(jìn)行調(diào)整，按四下即跳出時(shí)間的調(diào)節(jié)。整個(gè)設(shè)計(jì)的硬件電路就由這幾部分組成：一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)，包括晶振電路和上電自動(dòng)復(fù)位電路；一個(gè)數(shù)碼管顯示電路；一個(gè)蜂鳴器控制電路和一個(gè)按鍵控制電路，構(gòu)成了整體的設(shè)計(jì)電路。數(shù)碼管顯示子程序通過(guò)控制P0口以及兩個(gè)鎖存器向數(shù)碼管分別輸送斷碼和位碼，來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘和秒表的顯示；—，以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的調(diào)整和時(shí)鐘/秒表功能的轉(zhuǎn)換；。C語(yǔ)言程序本身不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，不需要對(duì)C語(yǔ)言程序做修改或者僅僅只是很簡(jiǎn)單的修改就可以將C語(yǔ)言程序從一個(gè)系統(tǒng)一直到另外一個(gè)完全不同的系統(tǒng)中。、寄存器分配及數(shù)據(jù)類型等。C語(yǔ)言僅僅是一個(gè)開(kāi)發(fā)工具，其本身并不難，難的是如何在將來(lái)開(kāi)發(fā)龐大系統(tǒng)中靈活應(yīng)用C語(yǔ)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(jì)的主程序流程圖如圖41所示。同理，按K3健兩下時(shí)對(duì)分位調(diào)整，按三下時(shí)對(duì)個(gè)位進(jìn)行調(diào)整，按四下即跳出時(shí)間的調(diào)節(jié)。如果顯示時(shí)間在六點(diǎn)整到二十二點(diǎn)整時(shí)，則蜂鳴器開(kāi)始報(bào)時(shí)，即到了幾點(diǎn)就響幾下，在其他的時(shí)間不報(bào)時(shí)。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(cè)子程序設(shè)計(jì)本次的設(shè)計(jì)遵循的按鍵檢測(cè)原則是按鍵執(zhí)行是先檢測(cè)調(diào)時(shí)間的健是否被按下。如果沒(méi)有跳出對(duì)時(shí)間的調(diào)節(jié)，則無(wú)論怎樣按K4健，秒表功能都無(wú)法啟動(dòng)。通過(guò)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(shí)時(shí)間，控制蜂鳴器發(fā)聲頻率 { //報(bào)時(shí)時(shí)仍然顯示時(shí)鐘狀態(tài) xianshi(shi,0xfd,0xfe)。 //整點(diǎn)到則蜂鳴器響 }}除以上三個(gè)實(shí)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(shí)鐘的仿真與制作程序編寫完后，必須進(jìn)行調(diào)試。在使用Keil軟件之前，要保證在用戶的計(jì)算機(jī)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(jìn)行仿真。自己只知道最基本的單片機(jī)，鎖存器等元器件如何添加，而數(shù)碼管、晶振、對(duì)應(yīng)的電容、電阻等都還不熟悉。與此同時(shí)，在畫(huà)仿真圖的過(guò)程中自己學(xué)到了很多知識(shí)，而且也把以前學(xué)的知識(shí)又鞏固了一遍，并收集了很多關(guān)于畫(huà)Proteus仿真圖的資料。并且在六點(diǎn)和二十二點(diǎn)之間還會(huì)報(bào)時(shí)。（2）在秒表狀態(tài)下，無(wú)論按哪一個(gè)按鍵，在按下不放時(shí)，數(shù)碼管就會(huì)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(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。不要因?yàn)闆](méi)有嘗試過(guò)就放棄，更不要因?yàn)椴粫?huì)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(shí)候發(fā)現(xiàn)它功能的強(qiáng)大性真的讓自己難以置信。學(xué)習(xí)和繪畫(huà)的過(guò)程是辛苦的，因?yàn)闆](méi)有人指導(dǎo)，也沒(méi)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?yàn)樽约阂郧皬膩?lái)沒(méi)繪畫(huà)過(guò)任何PCB板，更不用說(shuō)讓廠家制作了，自己并不能保證板子的正確性。制作實(shí)物所需要的元器件有：兩個(gè)30pF的電容；一個(gè)10uF的極性電容；一12MHz的晶振；，一個(gè)75K電阻；一塊AT89C52的單片機(jī)；兩74HC573鎖存器；四個(gè)獨(dú)立按鍵；兩個(gè)1K的排阻，九引腳；一個(gè)無(wú)源蜂鳴器；一個(gè)NPN三級(jí)管；一個(gè)單獨(dú)的共陽(yáng)極數(shù)碼管；兩個(gè)四位一體的共陰極數(shù)碼管；一個(gè)USB接口。第一次焊接時(shí)自己花了整整兩天的時(shí)間來(lái)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(lái)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(shí)鐘的時(shí)鐘狀態(tài)實(shí)物如圖61所示：圖61 數(shù)值時(shí)鐘的時(shí)鐘狀態(tài)實(shí)物圖數(shù)字時(shí)鐘的秒表狀態(tài)實(shí)物如圖62所示圖62 數(shù)字時(shí)鐘的秒表狀態(tài)實(shí)物圖本次制作出來(lái)的實(shí)物還存在一定的缺陷，首先蜂鳴器的響聲太小了，制作時(shí)應(yīng)該選擇揚(yáng)聲器，或者使用多個(gè)三極管，這樣聲音會(huì)大點(diǎn)。雖然使用起來(lái)不是特別的方便，但最終也實(shí)現(xiàn)了要求，自己第一次動(dòng)手做的實(shí)物已經(jīng)讓自己很滿意了?；叵肫疬@接近四年的大學(xué)生活，除去考研的歲月，估計(jì)只有這一個(gè)多月自己是過(guò)得最充實(shí)的。雖然自己設(shè)計(jì)的數(shù)字時(shí)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(shí)鐘一樣。有的時(shí)候自己編寫出來(lái)了并不一定就能通過(guò)編譯，通過(guò)編譯也并不一定可以滿足所有的要求，這個(gè)尋找錯(cuò)誤并不斷改正的過(guò)程是痛苦的。（4）在實(shí)物的制作過(guò)程中，自己學(xué)會(huì)了取舍。這次設(shè)計(jì)學(xué)到的總結(jié)有以下幾點(diǎn):（1）對(duì)于任何沒(méi)有接觸過(guò)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(jì)。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(jī)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(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社，2004.[13] 胡漢才. 單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2002.[14] 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