【正文】 結(jié)構(gòu)依舊是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。首先從程序存儲器中讀出指令，送指令寄存器保存，然后送至指令譯碼器進行譯碼，譯碼結(jié)果 送定時控制邏輯電路，由定時控制邏輯產(chǎn)生各種定時信號和控制信號，再送到單片機的各個部件去進行相應(yīng)的操作。 這種結(jié)構(gòu)對于單片機面向控制的實際應(yīng)用極為方便 ,有利 .在 8051/8751 彈片擊中 ,不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器 ,而且還具有極強的外存儲器的擴展能力 ,尋址能力分別可達 64KB,尋址和操作簡單方便 .MCS51 的存儲器空間可劃分為如下幾類 : 1. 程序存儲器 單片機系統(tǒng)之所以能夠按照一定的次序進行工作 ,主要是程序存儲器中存放淮北煤炭師范 學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機的多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 4 了經(jīng)調(diào)試正確的應(yīng)用程序和表格之類的固定常數(shù)。 2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 MCS51 單片機內(nèi)部有 128 個字節(jié)的隨機存取存儲器 RAM,作為用戶的數(shù)據(jù)寄存器 ,它能滿足大多數(shù)控制型應(yīng)用場合的需要 ,用作處理問題的數(shù)據(jù)緩沖器。 3. 特殊功能寄存器 (SFRSpecial Function Register) 特殊功能寄存器反映了 MCS51 單片機的狀態(tài) ,實際上是 MCS51單片機各功能部件的狀態(tài)及控制寄存器 .SFR 綜合的 ,實際的反應(yīng)了整個單片機基本系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài)及工作方式 .SFR實質(zhì)上是一些 具有特殊功能的片內(nèi) RAM單元 ,字節(jié)地址范圍為 21個 ,離散的分布在該區(qū)域中 ,其中 ]有些 SFR 還可以進行位尋址 .128 個字節(jié)的 SFR 塊中僅有 21 個字節(jié)是由定義的 .對于尚未定義的字節(jié)地址單元 ,用戶不能作寄存器使用 ,若訪問沒有定義的單元 ,則將得到一個不確定的隨機數(shù) . 并行 I/O 口 MCS51 單片機共有 4 個雙向的 8 位并行 I/O 端口（ Port），分別記作 P0P3，共有 32 根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器所組成。 P0 口是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8 位）及數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用口，可驅(qū)動 8 個 LS 型 TTL 負載。 P1 口、 P2 口、 P3 口各 I/O 口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當這 3個準雙向 I/O 口做輸入口使 用時，要向該口先寫“ 1”，另外準雙向 I/O 口無高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài) I/O 口。 CPU發(fā)出的時 序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個功能部件的控制，這列信號很多。 1．智能儀表 用單片機系統(tǒng)取代老式的測量、控制儀表，實現(xiàn)從模擬儀表向數(shù)字化、智能化儀表的轉(zhuǎn)化，如各種溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、電能計量儀表等。 5．機電產(chǎn)品 淮北煤炭師范 學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機的多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 6 應(yīng)用單片機檢測、控制傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，控制智能化，提高了機電產(chǎn)品的可靠性，增強了產(chǎn)品的功能。單片機的基本結(jié)構(gòu)依然是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時，復(fù)位電路通過電容加到 RST 復(fù)位引腳一個短暫的高電平信號，這個復(fù)位信號隨著 VCC對電容的充電過程而回落，所以 RST 引腳復(fù)位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。 時鐘電路 時鐘是單片機的心臟，單片機 各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準，有條不紊的一拍一拍地工作。 電路圖如下： 100pFC1100pFC212Y112MGNDXT1XT2 圖 2 時鐘電路 MCS51 單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達到穩(wěn)定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。 電路圖如下： 圖 3 按鍵電路 按鍵 s1 依次選擇調(diào)整時間 顯示月日星期 調(diào)整月日星期 顯示鬧鐘定時時間 調(diào)整鬧鐘定時按鍵 S2 依次選中時分秒 (月日星期 )數(shù)碼管 ,S3 按鍵依次加 1,S4 按鍵依次減 1。 電路圖如下： R3speakerQ2N3906P17VCCGND 圖 4 鬧鈴電路圖 時間表顯示電路 因為該電路可以執(zhí)行兩個時間表，即正常作息時間表和考試時間表。 電路圖如下頁所示： 淮北煤炭師范 學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機的多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 10 圖 5 發(fā)光二極管顯示電路 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機接口簡單，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。當發(fā)光二極管導(dǎo)通時，它就會發(fā)光。整個顯示電路應(yīng)用了 2個 573 芯片這六位數(shù)據(jù)經(jīng)過 573 芯片以后是片選信號，即控制動態(tài)顯示的是哪一位數(shù)碼管。 本章小結(jié) 本章介紹的是本設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)，單片機的相關(guān) I/O 口輸入輸出就可以實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。 軟件流程圖 軟件程序整個流程圖 如下： 開始 初始化 是否按時間表切換鍵 切換時間表 查詢功能移位鍵 調(diào)整時間 是否與時間表時間匹配 調(diào)用鬧鈴子程序 是 否 是 否 淮北煤炭師范 學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機的多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 13 定時程序設(shè)計 單片機的定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，此時的計數(shù)脈沖來自單片機的內(nèi)部，即每個機器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，也就是每經(jīng)過 1 個機器周期的時間，計數(shù)器加 1。 定時器 /計數(shù)器工作在方式 0 時，為 13 位的計數(shù)器，由 TLX(X=0、 1)的低 5位和 THX 的高 8 位所構(gòu)成。我們可把定時器的定時時間定為 50ms。從秒到分，從分到時是通過軟件累加并進行比較的方法來實現(xiàn)的。 （ 6）中斷服務(wù)程序：進行計時操作 （ 7）加 1 子程序：用于完成對時、分、秒的加操作，中斷服務(wù)程序在秒、 分、時加 1 時共有三種條調(diào)用加 1 子程序，包括三項內(nèi)容：合字、加 1 并進行十進制調(diào)整、分字。按功能移位鍵一次 ，表示當前要校對小時的十位；按第二次，表示當前校對的是小時的個位；按第三次，則表示校對的是分鐘的十位；第四次，表示的校對的是分鐘的個位。系統(tǒng)開機后，按功能移位鍵就可以調(diào)整當前的時間，整個系統(tǒng)操作簡單，功能明確。 CPU 寫 SBUF，就是修改發(fā)送寄存器；讀 SBUF，就是讀接收寄存器。按鍵 1 依次選擇調(diào)整時間 顯示月日星期 調(diào)整月日星期 顯示鬧鐘定時時間 調(diào)整鬧鐘定時按鍵 S2 依次選中時分秒 (月日星期 )數(shù)碼管 ,S3 按鍵依次加 1,S4 按鍵依次減 1 具有整點報時 ,鬧鐘定時顯示功能。 TH0=0x4c。 sec++。 void jishi() //計時函數(shù) {if(sec==60) {sec=0。 if(hour==24) { hour=0。} if(year%4==0amp。 if(mon==13) {mon=0。 //選定段選 P0=table[a1]。 //選定位選 P0=0xfe。 Fm=0 啟動鬧鈴， fm=1 鬧鈴結(jié)束。 delay(50)。 void zd_clock() //整點報時函數(shù) { if(minu==59amp。 fm=1。sec==59) { fm=0。 } } 延時函數(shù) 函數(shù) delay(uint k)實現(xiàn)的延時功能。i) for(j=110。 淮北煤炭師范 學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機的多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 19 5 結(jié)論與展望 結(jié)論 單片機多功能定時系統(tǒng)理論上能很好的達到了學(xué)校教學(xué)要求，發(fā)揮了單片機在智能化方面的應(yīng)用。該系統(tǒng)規(guī)模小，但是功能較多，操作簡單，造價低，應(yīng)用非常廣泛。從幾十年來單片機發(fā)展歷程可以看出，單片機技術(shù)的發(fā)展以微處理器（ MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，使單片機數(shù)字鐘的功能更加齊全、應(yīng)用領(lǐng)域更多、智能化更加突出。 Flash MPU 具有以下優(yōu)點：與多次可編程的窗口式 EPROM 相比， Flash MPU的成本要低得多；在系統(tǒng)編程能力以及產(chǎn)品生產(chǎn)方面提供了靈活性，因為 Flash MPU 可在編程后面再次以新代碼重新編程；可減少已編程器件的報廢和庫存；有助于生產(chǎn)廠商縮短設(shè)計周期，使終端用戶產(chǎn)品更具有競爭力。 由于生活水平的提高，當今的人們更加會享受生活， 裝飾品更多的受到人們的喜愛，因此我們可以把它包裝成裝飾品進行銷售。 //蜂鳴器 sbit s2=P3^4。 //s5 按鍵 ,切換顯示 sbit led1=P1^0。 //sbit led5=P1^4。 uchar count。 uchar set_2=1,set_5=1。 //uchar code table[]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80, //0X90,0X88,0X83,0XC6,0XA1,0X8E,0X86,0xbf}。 //閏年 uchar table2[]={31,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}。 //計時函數(shù) 淮北煤炭師范 學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機的多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 25 void key_change()。 //整點報時函數(shù) void nz_clock()。 //設(shè)置時間函數(shù) void set_clock()。 TR0=1。 hour=23。n_minu=56。day=14。 mis=minu/10。 ms=mon/10。 w=week。 nmg=n_minu%10。 //s5 按鍵掃描 key_set()。 //設(shè)置鬧鐘 if(set_5==1) //正常走時顯示 { disp(hs,hg,mis,mig,ss,sg)。led1=~led1。 if(sec%2==0) {led1=1。} } if(set_5==5) //正常顯示定時 { disp(nhs,nhg,nms,nmg,nss,nsg)。led3=~led3。 //鬧鐘 }} void timer0() interrupt 1 //50ms 中斷函數(shù) { TMOD=0x01。 if(count==20) { count=0。 minu++。 day++。amp。year++。year++。 if(set_5==7) {set_5=1。 if(set_2==4) {set_2=1。 //關(guān)段選 P0=0xff。 //關(guān)位選 delay(3)。 P0=0xff。 delay(3)。 P0=0xff。 delay(3)。 P0=0xff。 delay(3)。 P0=0xff。 delay(3)。 P0=0xff。 delay(3)。 delay(1)。amp。 delay(1)。 delay(50)。 if(hour==24) {hour=0。 if(minu==60) {minu=0。 if(mon==13) {mon=1。 if(d ay==32) {day=0。 if(week==8) {week=0。 if(n_hour==24) {n_hour=0。 if(n_minu==60) {n_minu=0。 if(s3==0) { n++。 if(s4==0) { m。 } void delay(uint k) //延時函數(shù) { uint i,j。j0。竇老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。還要感謝侯俊欽老師在電賽培訓(xùn)期間對我實際動手能力的培養(yǎng)，在此，我再說一次謝謝！謝謝大家！謝謝竇德召老師！