【正文】 ........ 31 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 2 數(shù)碼管 動態(tài)掃描 ....................................................................................... 32 第七章 數(shù)字鐘元件清單和軟件介紹 ........................................................................ 33 數(shù)字鐘元件清單 ................................................................................................. 33 軟件介 紹 ........................................................................................................... 33 軟件調(diào)試 .................................................................................................. 34 硬件調(diào)試 .................................................................................................. 34 第八章 總結(jié) ................................................................................................................ 35 參考文獻 ...................................................................................................................... 36 致 謝 ............................................................................................................................ 37 附 錄 ............................................................................................................................ 38 附 錄一 系統(tǒng)程序源代碼 .......................................................................................... 38 附錄二 電路原理圖 ................................................................................................. 44 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 3 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 摘 要 在當今社會， 隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此 它 特別適合于與 控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領(lǐng)域，單片機往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應用對象特點的軟件 相 結(jié)合，以作完善。文章的核心主要從硬件設計和軟件編程兩個大的方面。 時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。隨著單片機應用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展并日趨完善，而單片機的應用則必將更加深入和廣泛。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應用范圍 ，有著非常現(xiàn)實且重要的 意義。第一臺計算機 ENIAC（ Electronic Numberical Integrator and Computer）誕生，到現(xiàn)在僅僅是幾十年時間，計算機的性能已經(jīng)大大提高，價格不斷下降，從而使之可以廣泛而迅速地應用于人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。特別是智能儀表，智能傳感器，智能家電，智能辦公設備，汽車以及軍事電子設備等應用系統(tǒng)要求將計算機嵌入這些設備中。也就是把中央處理器 CPU、隨機存取存貯器 RAM、只讀存貯器 ROM、輸入 /輸出端口 I/O 等主要的計算機功能部件，都統(tǒng)統(tǒng)集成在了一塊集成電路芯片上，從而形成一部概念上完整的微型計算機。 “麻雀雖小，五臟俱全 ”。 比如多功能數(shù)字鐘，除了傳統(tǒng)的顯示時間功能之外還可以測試溫度、電網(wǎng)頻率、電壓 、并提供了過壓報警、非接觸止鬧等功能。 它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。 (7) 培養(yǎng)針對課題需要 ,選擇和查閱有關(guān)手冊 ,圖表及文獻資料的自學能力 ,提高組成系統(tǒng) ,編程 ,調(diào)試的動手能力 。 畫出電路圖和 PCB； （ 2）提供實際產(chǎn)品，全部匯編語言程序源代碼； 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 10 第三章 系統(tǒng) 方案選擇與 論證 方案選擇 方案比較 方案一 ： 基本門電路搭建 用基本門電路來實現(xiàn)數(shù)字鐘，電路結(jié)構(gòu)復雜，故障 系數(shù)大，不易調(diào)試； 方案二 ： 單片機編程 用單片機設計電路，由于使用軟硬 件結(jié)合的方式，所以電路結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試也相對方便。 方案二 :采用 AT89C52 芯片。 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 11 方案論證 顯示模塊 方案 選擇與論證 LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。缺點是硬件電路比較復雜，成本較高。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應略小于靜態(tài)顯示電路中的。 [2] 時鐘信號方案選擇與論證 方案一：直接采用單片機內(nèi)定時計數(shù)器提供的秒信號，使用程序可實現(xiàn)年、月、日、周、時、分、秒計數(shù)。因此，本設計就采用單片機內(nèi)部的定時和計數(shù)器來提供時鐘信號 。利用匯編語言來編寫數(shù)字鐘程序 來實現(xiàn) 數(shù)字鐘 功能。以下 是 在學習單片機課程中總結(jié)的一些設計思想或方法 。 [5]利用這個概念可 直觀地理解顯示延時的調(diào)節(jié)。此外在有多個模塊時，要注意模塊間的數(shù)據(jù)傳遞，比如累加器 A 和進位標志 C,在使用時要注意不能讓前一個模塊的數(shù)據(jù)對下一個模塊產(chǎn)生不希望有的影響。只要通過設置特殊功能寄存器 TMOD，即可完成。對于這 20 次計數(shù)，就可以采用軟件的方法來統(tǒng)計了。但要注意所需的驅(qū)動電流比靜態(tài)驅(qū)動時要大，因此要增加驅(qū)動電路。 電子鐘的時間調(diào)整 按鍵 KEY 狀態(tài) 1： KEY0=k0，調(diào)整數(shù)字鐘的秒數(shù)據(jù)，每按一次加 1 秒。組成基本的數(shù)字鐘。 單片機的概念 單片機又稱單片微控制器 ， 是一類內(nèi)部集成了計算機核心技術(shù)的智能芯片，也就是把中央處理器 CPU、隨機存取存貯器 RAM、只讀存貯器 ROM、輸入 /輸出端口 I/O 等主要的計算機功能部件，都統(tǒng)統(tǒng)集成在了一塊集成電路芯片上，從而形成一部概念上完整的微型計算 機 。如電信，家用電器，計算機外圍設備，辦公自動化，工業(yè)控制，商用電子，電子玩具，儀器儀表，汽車電子，軍用電 子等等。 圖 521 單片機 AT89C52 引腳 功能簡化 圖 MCS52 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) 89C52 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 中央處理器 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 并行輸入輸出 (I/O)口 89C52 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形 式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 2 主要性能參數(shù) 與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作 :0Hz—24MHz 三級加密程序存儲器 256 8 位 內(nèi)部 RAM 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 21 32 個可編程 I/O 口線 3 個 16 位定時 /計數(shù)器 8 個中斷源 可編程串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 3 引腳功能 結(jié)構(gòu) Vcc(40)：電源電壓 GND(20)：接地 P0 口 (3239)： P0 口是一個 8 位雙向 I/O 接口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸入品使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時 ,P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。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使單片機復位。是片外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，每個周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。通過 XTAL XTAL2 外接晶振后，即可構(gòu)成自激振蕩器，驅(qū)動內(nèi)部時鐘發(fā)生器向主機提供時鐘信號。定時 /計數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON 與 T2MOD。與此類似，單片 機也有一個復位端，以便于人為地輸入復位信號。最簡單的一種電路連接方法是，將該腳外界一個如圖 53 所示的阻容支路，以便在 VDD 加電、上升和趨于穩(wěn)定的過程中，產(chǎn)生一定的延時作用，來確保 CPU 在可靠的電源電壓下開始執(zhí)行程序。 圖 53 時鐘和復位常用外接電路 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 24 電源電路 系統(tǒng)電源就是單片機應用系統(tǒng)的功率源。只要電源電壓不超出一定范圍，就能夠保障單片機正常工作。一個穩(wěn)壓電源輸出電壓和最大輸出電流決定于所選三端穩(wěn)壓器。其振蕩頻率取決于外接石英晶體振蕩器元件 XTAL 的固有頻率，常選取 12MHZ 或 6MHZ 的晶振。也有用到編碼鍵盤的。如下圖所示。不過一般情況下，我們通常不對按鍵釋放的后沿進行處理，實踐證明，也能滿足一定的要求。共有四個按鍵，分別是：時調(diào)整，分調(diào)整，秒調(diào)整，啟停動能。 [10]LED、 LCD 顯示器有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（ 7 段、米字型等）和點陣顯示（ 5 8 8 點陣等）。七段數(shù)碼管加上一個小數(shù)點，共計 8 段。單片機軟件的設計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設計和監(jiān)控軟件的設計。主程序是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后在進行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間。器 根據(jù)計數(shù)值顯示時間 到 60 秒？ S 鍵按下？ M 鍵按下？ H 鍵按下？ 到 60 分？ 到 24 小時？ 秒計數(shù)加 1 小時計數(shù)加 1 分計數(shù)加 1 小時計數(shù)值清 0 是 否 否 否 是 是 是 否 否 是 否 R 鍵按下？ 否 是 秒計數(shù)清零 是 分計數(shù)清零 基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 30 CPU 將事件 B 處理完畢后，再回到原來事件 A 被中斷的地方繼續(xù)處理事件 A（中斷返回），這一過程稱為中斷。關(guān)于中斷的概念可以打個如下的比喻。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源，稱為中斷源。如果沒有按下， 把時間顯示出來。所謂動態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留特性，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時都在顯示。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同基于匯編語言的 51 單片機可調(diào)數(shù)字鐘的設計 34 時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具 ,真的很不錯 。非常方便，實用。編寫好的各個程序進行編