【正文】 .........................................12 TMOD 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器方式寄存器 .............................12 TCON 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 ..............................12 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的初始化 ............................................13 LED 數(shù)碼管 ..................................................................13 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................................................15 總體設(shè)計(jì) ................................................................................15 系統(tǒng)說(shuō)明 ......................................................................15 模塊設(shè)計(jì) ................................................................................15 電源部分 ......................................................................15 復(fù)位 電路 ......................................................................16 程序下載接口 .............................................................17 顯示部分 ...............................................................................17 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 時(shí)鐘電路 DS1302 工作原理 ..................................................18 時(shí)鐘電路 DS1302 工作原理 ........................................18 引腳功能及結(jié)構(gòu) ...........................................................18 DS1302 的寄存器 ........................................................19 MAX7219 工作原理簡(jiǎn)介 ......................................................19 引腳分配及功能 ...........................................................20 寄存器介紹 .................................................................20 按鍵電路 ...............................................................................22 74HC21 .........................................................................22 74HC02 .........................................................................23 74HC373 .......................................................................23 晶振電路 ...............................................................................24 系統(tǒng)總體原理圖 .....................................................................25 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................................26 系統(tǒng)主程序流程圖 .................................................................26 時(shí)鐘顯示程序流程圖 .............................................................26 外部中斷處理流程圖 .............................................................27 子程序舉例 .............................................................................28 顯示子程序 .................................................................28 定時(shí)中斷子程序 ..........................................................29 鍵盤(pán)處理程序 ..............................................................30 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 ...................................................................34 系統(tǒng)軟件調(diào)試 .........................................................................34 Proteus 軟件介紹 ...................................................................34 Keil uVision4 軟件介紹 ...............................................35 Proteus 中 Hex 文件選擇 ......................................................37 結(jié) 論 .................................................................................................39 謝 辭 ...................................................................................................40 參考文獻(xiàn) .............................................................................................41 附 錄 .................................................................................................42 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 外文資料翻譯 .....................................................................................50 中文翻譯 .............................................................................................55 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 一寸光陰一寸金，寸金難買(mǎi)寸光陰。 基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘精確度較高，因?yàn)樵诔绦虻膱?zhí)行過(guò)程中，任何指令都不影響定時(shí)器的正確計(jì)數(shù)，即便程序很長(zhǎng)也不會(huì)影響中斷的時(shí)間。 本設(shè)計(jì)使用 12MHZ 晶振與單片機(jī) AT89C51 相連接，以 AT89C51 芯片為核心，采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，通過(guò)使用該單片機(jī)，加之在顯示電路部分使用驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)在 6 個(gè) LED 數(shù)碼管上顯示時(shí)間，通過(guò) 8 個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，調(diào)整時(shí)間等功能。從古至今，時(shí)間是人們生活中不可缺少的重要伴侶。電子鐘主要是利用現(xiàn)代電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化。 然而傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)除了需要購(gòu)置諸如仿真器、編程器、示波器等價(jià)格不菲的電子設(shè)備外，開(kāi)發(fā)過(guò)程也較繁瑣。如果采用單片機(jī)系統(tǒng)的虛擬仿真軟件 —— Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。它的界面友好易學(xué)，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強(qiáng)大的功能。通過(guò)工具欄中的 p(從庫(kù)中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線(xiàn)，編寫(xiě)程序；在 source 菜單的 Definecode generation tools 菜單命令下，選 擇 程 序 編 譯 的 工 具 、 路 徑 、 擴(kuò) 展 名 等 項(xiàng) 目 ； 在 source 菜 單 的Add/removesource files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過(guò)debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。 Proteus 還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線(xiàn)路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似但功能更多。 對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方 法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 execute 菜單項(xiàng)或 F12 快 捷 鍵 啟 動(dòng) 執(zhí) 行 ， 用 debug 菜單下的pause animation 菜單項(xiàng)或 pause 鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行；或用 debug 菜單下的stop animation 菜單項(xiàng)或 shiftbreak 組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。 單片機(jī)的型號(hào)選擇 通過(guò)對(duì)多種單片機(jī)性能的分析，最終認(rèn)為 89C51 是最理想的電子時(shí)鐘開(kāi)發(fā)芯片。 按發(fā)光二極管單元連接方式分為 共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 的 COM 端，就使 各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏 。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等 效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 晶體振蕩器也分為無(wú)源晶振和有源晶振兩種類(lèi)型。 晶振與諧振振蕩器有其共同的交集有源晶體諧振振蕩器。但當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定于晶片的尺寸）相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電諧振，因此石英晶體又稱(chēng)為石英晶體諧振器。振蕩器直接應(yīng)用于電路中，諧振器工作時(shí)一般需要提供 電壓來(lái)維持工作。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)： 方案一：本方案采用 Dallas 公司的專(zhuān)用時(shí)鐘芯片 DS12887A。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。該方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 數(shù)碼管顯示方案 方案一：靜態(tài)顯示。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的 I/O 口太多，造成了資源的浪費(fèi)。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也 于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。 設(shè)計(jì)思路分析 針對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能，采用 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)， AT89C51 單片機(jī)是一款低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB 在線(xiàn)可編程（ ISP）的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 F lash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS 51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)。運(yùn)用這種方法，關(guān)鍵在于各模塊的兼容和配合，若各模塊不匹配會(huì)出現(xiàn)意想不到的錯(cuò)誤。第三部分是軟件部分：先學(xué)習(xí)理解匯編語(yǔ)言的編程方法再根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件電路進(jìn)行分塊的編程調(diào)試，最終完成程序設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行功能擴(kuò)展，在已經(jīng)正確的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，添加額外的功能！ AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義