【正文】 下誕生了。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)相關(guān)指令在各方面的應(yīng)用。因水平有限，難免有疏落不足之處，敬請(qǐng)老師和同學(xué)能給與批評(píng)指正。 stopwatch。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。2總體方案介紹整個(gè)電子時(shí)鐘系統(tǒng)電路可分為五大部分：中央處理單元（CPU）、電源電路部分、顯示部分、鍵盤輸入部分、溫度采集部分。最后，將設(shè)計(jì)的硬件電路在Proteus 仿真軟件中進(jìn)行仿真。本系統(tǒng)不僅成功的實(shí)現(xiàn)了電子時(shí)鐘的基本功能，而且還可以通過(guò)對(duì)程序的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)其它方面的開(kāi)發(fā)及學(xué)習(xí)。（2）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。（4）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口。圖33 Edit Component對(duì)話框 AT89C51的電路設(shè)計(jì) AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。P0口——8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P1口——帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在編程/校驗(yàn)時(shí)，P3口可接收某些控制信號(hào)。ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/EA/VPP——當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H－FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL2——來(lái)自反向振蕩器的輸出。在使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入端和輸出端。在電容器CC2選擇時(shí)方面，一般選擇其值為5~30pF。具體的電路連接接法如圖36所示。表32 8051單片機(jī)復(fù)位后特殊功能寄存器的初始狀態(tài)[1]特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H 表32續(xù) 8051單片機(jī)復(fù)位后特殊功能寄存器的初始狀態(tài)[1]特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1 00H DPH 00H TL1 00H P0~P3 FFH SBUF 不定 IP ***00000B SCON 00H IE 0**00000B PCON 0*******B 注：表中的符號(hào)*為隨機(jī)狀態(tài)需要指出的是，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)，對(duì)于熟悉單片機(jī)操作，減短應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。圖37 LCD1602外觀LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，其中VSS為地電源，VDD接5V正電源，VEE為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。（1）清屏指令參數(shù)設(shè)定的情況表34所示。參數(shù)設(shè)定的情況如表36。（8）設(shè)定DDRAM地址指令功能：設(shè)定下一個(gè)要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址。 DB0～DB7=指令碼無(wú)讀數(shù)據(jù)RS=H，RW=H，E=HDB0～DB7=數(shù)據(jù)寫(xiě)數(shù)據(jù)RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù)無(wú)液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。具體的連接仿真電路可見(jiàn)圖39所示。時(shí)鐘/RAM的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31個(gè)字節(jié)的字符組方式通信?？刂谱止?jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址。 DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表310所示。實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)32768Hz 的晶振即可。如果斷電時(shí)間較短（幾小時(shí)或幾天）時(shí)，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。圖312 AT89C51與DS1302的連接 AT89C51與溫度芯片的連接DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。 （2）在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。C之間。具體的DS18B20與AT89C51連接如圖314所示．圖314 AT89C51與DS18B20的連接 AT89C51與鍵盤的連接鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令的功能，是人工干預(yù)的主要手段。這種鍵盤易于使用，但硬件比較復(fù)雜，對(duì)于主機(jī)任務(wù)比較繁重。因此，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下了。其中1號(hào)鍵為時(shí)間調(diào)整時(shí)間鍵，按下此鍵則進(jìn)入時(shí)間調(diào)整狀態(tài)，然后用2號(hào)鍵（增量鍵）或3號(hào)鍵（減量鍵）來(lái)完成時(shí)間的校準(zhǔn)和鬧鐘的定時(shí)。而在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，最常用的程序設(shè)計(jì)方法是模塊程序設(shè)計(jì)。在語(yǔ)言選擇方面，我選擇了匯編語(yǔ)言作為主開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們編寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序需變?yōu)闄C(jī)器碼才可以在CPU上執(zhí)行。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的。本系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)。具體的主程序流程如圖41開(kāi)始系統(tǒng)初始化定時(shí)是否到？歡迎界面顯示主界面鬧鐘響調(diào)整時(shí)間是否調(diào)時(shí)間？查看定時(shí)？顯示定時(shí)是是所示。調(diào)用鬧鐘初始化LCALL WELCOME 。調(diào)用鬧鐘判斷程序JB SETUP，START_NEXT 。對(duì)LCD1602的具體操作過(guò)程如圖42所示。若進(jìn)行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2個(gè)SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。AT89C51LCD1602跳過(guò)搜索先將命令寫(xiě)入DS1302，告訴它將做什么操作向DS18B20發(fā)讀命令如果是寫(xiě)數(shù)據(jù)的話，再將數(shù)據(jù)送入DS1302中讀DS18B20的數(shù)據(jù)如果是讀數(shù)據(jù)的話，直接從DS1302數(shù)據(jù)口讀出圖47 DS18B20的操作過(guò)程開(kāi)始初始化寫(xiě)命令：跳過(guò)讀序列號(hào)操作（0XCC）寫(xiě)命令：?jiǎn)?dòng)溫度轉(zhuǎn)換溫度轉(zhuǎn)換結(jié)束？初始化寫(xiě)命令：讀溫度寄存器寫(xiě)命令：跳過(guò)讀序列號(hào)操作（0XCC）讀出溫度，并存儲(chǔ)結(jié)果結(jié)束否讀DS18B20的流程圖見(jiàn)圖48所示。當(dāng)按下1號(hào)鍵后會(huì)進(jìn)入，時(shí)間調(diào)整程序，在不同的設(shè)置時(shí)段你可以通過(guò)2號(hào)鍵或者3號(hào)鍵來(lái)對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、鬧鐘的時(shí)、鬧鐘分進(jìn)行設(shè)置。而且如果用這種最傳統(tǒng)的掃描法，使程序看起來(lái)SETUP按下？調(diào)整年SETUP按下？調(diào)整月SETUP按下？調(diào)整日SETUP按下？調(diào)整周SETUP按下？調(diào)整時(shí)SETUP按下？調(diào)整分SETUP按下？調(diào)整鬧鐘時(shí)SETUP按下？調(diào)整鬧鐘分年否否否否否否否否思路更清晰、更明了、更容易理解。將下來(lái)會(huì)出現(xiàn)如圖52所示的芯片選擇對(duì)話框，在“Data base”框下選擇“Ateml”公司的“AT89C51”芯片，點(diǎn)擊“確定”按鍵關(guān)閉此對(duì)話框。在Program File中選擇已經(jīng)編譯好的程序的仔細(xì)路徑，然后點(diǎn)擊“OK”按鈕，則Hex文件將正確地被寫(xiě)入單片機(jī)中。目前Protel系列軟件成為國(guó)內(nèi)電子電路設(shè)計(jì)者和各大公司使用最為廣泛的開(kāi)發(fā)工具。 Protel的硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)硬件由控制時(shí)鐘芯片DS130溫度芯片DS18BAT89C51單片機(jī)和字符點(diǎn)陣型LCD1602液晶顯示器等器件構(gòu)成。圖62 Protel DXP 2004的主界面首先執(zhí)行菜單命令“文件” － “創(chuàng)建” － “項(xiàng)目” － “PCB項(xiàng)目”，創(chuàng)建一個(gè)新的PCB項(xiàng)目，并命名為“”，保存該項(xiàng)目到“在D:”下。在連接的過(guò)程中，可以根據(jù)連接的需要適當(dāng)調(diào)整元件的布局。因此本系統(tǒng)的電路圖最終設(shè)計(jì)成了圖63所示的樣子。根據(jù)編譯的信息，仔細(xì)檢查原理圖并修正提示的錯(cuò)誤信息。直到無(wú)錯(cuò)誤信息為止。圖67 完成網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入的PCB界面 PCB布線布線為兩種方式分別為自動(dòng)布線和手工布線，由于本系統(tǒng)所用電子器件不太多，加再了為了更加美觀我選擇了手工布線。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一次非常難得的理論和實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使我擺脫了以往單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且在和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。不過(guò)通過(guò)這次對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我也認(rèn)識(shí)到自己對(duì)單片機(jī)應(yīng)用方面的知識(shí)的貧乏，對(duì)于書(shū)本上的很多理論知識(shí)還不能靈活運(yùn)用，有很多我們掌握的知識(shí)在等著我去學(xué)習(xí)，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中彌補(bǔ)我所缺少的知識(shí)。王老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。另外，我還要特別感謝曾經(jīng)帶過(guò)我們單片機(jī)課程的鹿玉紅老師，使她讓我對(duì)單片機(jī)感上了興趣，直至到這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，都離不開(kāi)興趣的存在。RS為寄存器選擇RW EQU ?！?shù)據(jù)輸入/輸出引腳?！?。減按鍵TIMERDISPLAY EQU 。存儲(chǔ)DS1302指令的寄存器DS1302_DATA EQU 21H 。年的十位寄存器YEAR_L EQU 33H 。月的個(gè)位寄存器DAY EQU 37H 。周寄存器HOUR EQU 41H。分鐘寄存器MINUTE_H EQU 45H 。秒的十位寄存器SECOND_L EQU 49H 。暫存溫度個(gè)位TEMPER_H EQU 51H ?！?。鬧鐘時(shí)儲(chǔ)存器。調(diào)用時(shí)鐘芯片DS1302的初始化LCALL INIT_TIMER 。調(diào)用溫度顯示程序LCALL TIMER 。******************************************************。顯示開(kāi)關(guān)為開(kāi)，光標(biāo)開(kāi)關(guān)為關(guān)，閃爍開(kāi)關(guān)為關(guān)CALL ENABLE_ORDERMOV LCD,80H 。允許對(duì)其進(jìn)行寫(xiě)操作RET。延時(shí)微秒TSR2: DJNZ R0,TSR2 JNB DQ,TSR3。 清標(biāo)志位,表示DS1820不存在LJMP TSR7 TSR5: MOV R0,100 ?！??！?dú)g迎界面—————————————WELCOME:MOV LCD,01H 。寫(xiě)數(shù)據(jù)到芯片中LCALL DELAY 。寫(xiě)命令到芯片中JMP W1LINE2: 。寫(xiě)數(shù)據(jù)到芯片中LCALL DELAYINC R1 。———————————————————————————。調(diào)用年份調(diào)整程序JNB SETUP,LOOP2JMP LOOP1LOOP2:JNB SETUP,$LCALL SETUP_MONTH 。調(diào)用小時(shí)調(diào)整程序JNB SETUP,LOOP6JMP LOOP5LOOP6:JNB SETUP,$LCALL SETUP_MINUTE 。使時(shí)鐘正常運(yùn)行MOV DS1302_DATA,00HLCALL WRITE_DS1302RET。顯示年份SETUP_YEAR_UP: 。對(duì)YEAR進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整MOV YEAR,AXRL A,0HJNZ SETUP_YEAR_NEXTMOV YEAR,0HMOV YEAR_HH,20H 。調(diào)整成寫(xiě)命令MOV A,YEARXRL A,00H JNZ SETUP_YEAR_NEXT1 MOV YEAR,99HMOV YEAR_HH,19HJMP SETUP_YEAR_NEXT3SETUP_YEAR_NEXT1:ANL A,0FHXRL A,00HJNZ SETUP_YEAR_NEXT2 ?！?。加調(diào)整JB UP,SETUP_MONTH_DOWN JNB UP,$MOV A,DS1302_INSTRUCTIONANL A,0FEHMOV DS1302_INSTRUCTION,A 。將月份寫(xiě)入芯片中RETSETUP_MONTH_DOWN: 。月份減MOV MONTH,ASETUP_MONTH_NEXT3:MOV DS1302_DATA,MONTHLCALL WRITE_D