【正文】 編寫好的各個(gè)程序進(jìn)行編譯與連接。 是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具 ,真的很不錯(cuò) 。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動(dòng)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(hào)發(fā)生器等。如果沒有按下， 把時(shí)間顯示出來。關(guān)于中斷的概念可以打個(gè)如下的比喻。主程序是先開始，然后啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器啟動(dòng)后在進(jìn)行按鍵檢測(cè)，檢測(cè)完后，就可以顯示時(shí)間。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8 段。共有四個(gè)按鍵，分別是：時(shí)調(diào)整，分調(diào)整，秒調(diào)整，啟停動(dòng)能。如下圖所示。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。只要電源電壓不超出一定范圍，就能夠保障單片機(jī)正常工作。最簡(jiǎn)單的一種電路連接方法是，將該腳外界一個(gè)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(shí)作用，來確保 CPU 在可靠的電源電壓下開始執(zhí)行程序。定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的控制和狀態(tài)位位于 T2CON 與 T2MOD。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。作為輸入品使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形 式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 圖 521 單片機(jī) AT89C52 引腳 功能簡(jiǎn)化 圖 MCS52 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 89C52 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)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(gè)單片機(jī)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(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 單片機(jī)的概念 單片機(jī)又稱單片微控制器 ， 是一類內(nèi)部集成了計(jì)算機(jī)核心技術(shù)的智能芯片，也就是把中央處理器 CPU、隨機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)算 機(jī) 。 電子鐘的時(shí)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。對(duì)于這 20 次計(jì)數(shù)，就可以采用軟件的方法來統(tǒng)計(jì)了。此外在有多個(gè)模塊時(shí)，要注意模塊間的數(shù)據(jù)傳遞，比如累加器 A 和進(jìn)位標(biāo)志 C,在使用時(shí)要注意不能讓前一個(gè)模塊的數(shù)據(jù)對(duì)下一個(gè)模塊產(chǎn)生不希望有的影響。以下 是 在學(xué)習(xí)單片機(jī)課程中總結(jié)的一些設(shè)計(jì)思想或方法 。因此，本設(shè)計(jì)就采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)和計(jì)數(shù)器來提供時(shí)鐘信號(hào) 。動(dòng)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(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 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(dòng)態(tài)顯示方式。 畫出電路圖和 PCB； （ 2）提供實(shí)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(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 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(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障 系數(shù)大，不易調(diào)試； 方案二 ： 單片機(jī)編程 用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，由于使用軟硬 件結(jié)合的方式，所以電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試也相對(duì)方便。 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。 “麻雀雖小，五臟俱全 ”。特別是智能儀表，智能傳感器，智能家電，智能辦公設(shè)備，汽車以及軍事電子設(shè)備等應(yīng)用系統(tǒng)要求將計(jì)算機(jī)嵌入這些設(shè)備中。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 ，有著非?，F(xiàn)實(shí)且重要的 意義。單片機(jī)應(yīng)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(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。文章的核心主要從硬件設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)大的方面。 硬件 設(shè)計(jì) 用 軟件仿真和實(shí)際 電路來實(shí)現(xiàn)， 軟件 編程 用匯編語言 來實(shí)現(xiàn)。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)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 6 第一章 緒論 課題 的 背景 人類跨入 21 世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)， 人民的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。 而 單片機(jī)體積小，價(jià)格低，可靠性高，其非凡的嵌入式應(yīng)用形態(tài)對(duì)于滿足嵌入式應(yīng)用需求具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。既然單片機(jī)是一部概念上完整的微型計(jì)算機(jī)，那么單片機(jī)的功能部件和工作原理與微型計(jì)算機(jī)也是基本相同的。 諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。與第一種方案比較優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。 靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字 形碼。所以顯示器的驅(qū)動(dòng)常采用動(dòng)態(tài)掃描電 路形式，以達(dá)到簡(jiǎn)化電路的目的。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 12 電路設(shè)計(jì) 最終方案 綜上各方案所述 ,對(duì)此次數(shù)字時(shí)鐘 設(shè)計(jì) 的方案選定為 : 采用 AT89C52 作為主控制系統(tǒng) 。 占空比概念 在設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 如圖所示的一串方波序列，導(dǎo)通時(shí)間同周期的比值即占空比。在模塊間的數(shù)據(jù)傳遞比較多時(shí)最好用固定的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以避免沖突發(fā)生錯(cuò)誤。 設(shè)定 TMOD＝ 00000001B，即 TMOD＝ 01H，設(shè)置定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 工作在方式1。 狀態(tài) 2: KEY0=k1, 調(diào)整數(shù)字鐘的分?jǐn)?shù)據(jù)，每按一次加 1 分。 它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 89C52 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用 于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)， [7]所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表 。 INTEL 的 MCS52 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可以分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入 (） 和輸入 ()。 ALE/PROG(30)：地址鎖存有效信號(hào)輸出端。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的一項(xiàng)重要操作內(nèi)容，其目標(biāo)是確保單片機(jī)運(yùn)行過程有一個(gè)良好的開端，確保單片機(jī)運(yùn)行過程中有一個(gè)良好的狀態(tài)。如果需要單片機(jī) 過程中的人 工復(fù)位操作，可以增加一只按鈕開關(guān)“ RESET”，并且串聯(lián)一只限流電阻以避免電容放電瞬間電流過大。 包括單片機(jī)應(yīng)用電路在內(nèi)的許多電子系統(tǒng)，其電源大致分為以下幾種情況：220V/50Hz 交流市電、干電池、可充電電池、計(jì)算機(jī) USB 電源、 穩(wěn)壓電源。 典型的晶振取 (因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到 9600 波特率和 19200 波特率，用于有串口通訊的場(chǎng)合 )/12MHz(產(chǎn)生精確的 uS 級(jí)時(shí)歇 ,方便定時(shí)操作 ) 特別注意 :對(duì)于 31腳 (EA/Vpp),當(dāng)接高電平時(shí) ,單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部 ROM的 0000H開始執(zhí)行 。 按 下 抖 動(dòng)釋 放 抖 動(dòng)理 想 波 形實(shí) 際 波 形穩(wěn) 定 閉 合＋ 5 V＋ 5 VAB無 抖 動(dòng)有 抖 動(dòng)基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 26 圖 563 按鍵閉合和斷開時(shí)的波形 為使 CPU 能正確地讀出端口的狀態(tài)，對(duì)每一次按鍵只作一次響應(yīng)，就必須考慮如何去除抖動(dòng)，常用的去 抖動(dòng)的方法有兩種：硬件方法和軟件方法。它是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的外圍電路。因此為L(zhǎng)ED 顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。 以下是數(shù)字鐘工作的流程圖。領(lǐng)導(dǎo)（ CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設(shè)）有問題打電話來請(qǐng)示（中斷源），領(lǐng)導(dǎo)停下正在進(jìn)行的工作，通過電話給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），指示完后，領(lǐng)導(dǎo)掛斷電話，繼續(xù)做自己的工作（返回主程序繼續(xù)執(zhí)行）。 開始 顯示初始化，設(shè)置定時(shí)器，定時(shí) 50 毫秒 根據(jù)計(jì)數(shù)值顯示時(shí)間 到 60 秒？ 到 60 分？ 到 24 小時(shí)？ 秒計(jì)數(shù)加 1 小時(shí)計(jì)數(shù)加 1 分計(jì)數(shù)加 1 所有計(jì)數(shù)值清 0 是 否 是 否 是 否 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 32 數(shù)碼管 動(dòng)態(tài)掃描 時(shí)間顯示是先秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示，最后是時(shí)十位顯示。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。 可以仿真 51 系列、 AVR,PIC 等常用的 MCU 及其外圍電路（如 LCD,RAM,ROM,鍵盤 ,馬達(dá) ,LED,AD/DA,部分 SPI 器件 ,部分 IIC 器件 ,...） KeilC51 軟件是一個(gè)非常好用的寫程序的軟件，基本上所有的程序都可以在這個(gè)軟件上寫，它會(huì)把程序編譯，看是否通過，如不通過，需要用戶修改程序。但若是在該過程中，看見我們編好的程序有錯(cuò)誤，那么根據(jù)他相應(yīng)的提示來修改錯(cuò)誤，直到該程序能夠正確編譯為止。知道成功為止， 軟件調(diào)試 打開程序調(diào)試軟件 keil uVision2，在里面新建一個(gè)工程，接著新建文件，編寫相應(yīng)程序。 本電路設(shè)計(jì)選用 軟件設(shè)計(jì)。它運(yùn)行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。 以下圖是定時(shí)器中斷服務(wù)子 程序 流程圖 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 31 圖 62 定時(shí)器中斷服務(wù)子 程序 流程圖 子程序 說明 按鍵掃描 按鍵處理是先檢測(cè)秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加 1；如果沒有按下，就檢測(cè)分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加 1；如果沒有按下，就檢測(cè)時(shí)按鍵是否按下，時(shí)按鍵如果按下，時(shí)就加 1；如果沒有按下，就檢測(cè)復(fù)位鍵是否按下，復(fù)位健按鍵如果按下，時(shí)鐘就復(fù)位。關(guān)于中斷的概念有下列幾個(gè)名詞：（ 1）程序 A 稱為主程序，（ 2）處理事件 B 的程序稱為中斷服務(wù)程序，（ 3）主程序中 轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的地方稱為斷點(diǎn)，（ 4）引起中斷的原因即事件 B 稱為中斷源，（ 5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序稱為中斷響應(yīng)。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 這次的數(shù)字 鐘設(shè)計(jì)用到很多子程序， 最好 將它們分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立且相互聯(lián)系的部分。為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。鍵盤是一組按鍵的集合。 圖 561 鍵盤控制電路 ，觸點(diǎn)會(huì)存在抖動(dòng)現(xiàn)象： 如下圖所示 圖 562 按鍵波形 計(jì)算機(jī)處理的速度是在微秒級(jí)，按鍵是機(jī)械觸點(diǎn)，機(jī)械抖動(dòng)的時(shí)間至少是毫秒級(jí)，對(duì)計(jì)算機(jī)而言，這已是一個(gè) “漫長(zhǎng) ”的時(shí)間了 。最常用的一種電路連接方法是，在 XTAL1 和 XTAL2這 2 只引腳之間外接一只晶體振蕩器 XTAL 和 2 只電容 C1 和 C2 到地 （如圖 53所示），與片內(nèi)電路共同構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器電路。 負(fù)責(zé)將 VDD 和 VSS 引腳之間是假的 5V 電源電壓分配到單片機(jī)芯片之內(nèi)的各 個(gè)功能電路上。 當(dāng)單片機(jī)芯片初始加電并且電源 VDD 上升到適合芯片 工作的電壓值時(shí)，或者人為從外部引腳 RST 送入一個(gè)高電平復(fù)位信號(hào)時(shí)，在復(fù)位邏輯的控制下單片機(jī)進(jìn)行可靠復(fù)位，然后從頭開始執(zhí)行程序。在已有的基礎(chǔ)上 AT89C52 與 AT89C51 相比還提供了兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地），需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖 EA 端狀態(tài)。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 22 表 31 P3口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫通道） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀通道） RST(9)：復(fù)位信 號(hào)輸入端。 P1 口 (18)： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出