【正文】 編寫好的各個程序進行編譯與連接。 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具 ,真的很不錯 。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、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 調試器、 SPI 調試器、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。如果沒有按下， 把時間顯示出來。關于中斷的概念可以打個如下的比喻。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。七段數碼管加上一個小數點，共計 8 段。共有四個按鍵，分別是：時調整，分調整，秒調整，啟停動能。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，就能夠保障單片機正常工作。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。定時 /計數器 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)行內部程序存儲器中的指令。當振蕩器工作時， RST 引腳出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。作為輸入品使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數據存儲器分開的形 式，即哈佛 (Harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數據存儲器合二為一的結構，即普林斯頓 (Princeton)結構。 圖 521 單片機 AT89C52 引腳 功能簡化 圖 MCS52 單片機內部結構 89C52 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數據存儲器 (RAM)、定時 /計數器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，現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 位數據寬度的處理器，能處理 8 位二進制數據或代碼， CPU 負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 單片機的概念 單片機又稱單片微控制器 ， 是一類內部集成了計算機核心技術的智能芯片，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 。 電子鐘的時間調整 按鍵 KEY 狀態(tài) 1： KEY0=k0，調整數字鐘的秒數據，每按一次加 1 秒。對于這 20 次計數，就可以采用軟件的方法來統(tǒng)計了。此外在有多個模塊時，要注意模塊間的數據傳遞，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據對下一個模塊產生不希望有的影響。以下 是 在學習單片機課程中總結的一些設計思想或方法 。因此，本設計就采用單片機內部的定時和計數器來提供時鐘信號 。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。 基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 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。 畫出電路圖和 PCB； （ 2）提供實際產品，全部匯編語言程序源代碼； 基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 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數字鐘，電路結構復雜，故障 系數大，不易調試； 方案二 ： 單片機編程 用單片機設計電路，由于使用軟硬 件結合的方式，所以電路結構簡單、調試也相對方便。 它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領域。 “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。因此，研究數字鐘及擴大其應用范圍 ，有著非?，F實且重要的 意義。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。文章的核心主要從硬件設計和軟件編程兩個大的方面。 硬件 設計 用 軟件仿真和實際 電路來實現， 軟件 編程 用匯編語言 來實現。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。 基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 6 第一章 緒論 課題 的 背景 人類跨入 21 世紀，科學技術突飛猛進， 人民的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。 而 單片機體積小，價格低，可靠性高，其非凡的嵌入式應用形態(tài)對于滿足嵌入式應用需求具有獨特的優(yōu)勢。既然單片機是一部概念上完整的微型計算機，那么單片機的功能部件和工作原理與微型計算機也是基本相同的。 諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數字化為基礎的。與第一種方案比較優(yōu)點是非常明顯的。 靜態(tài)顯示的特點是每個數碼管的段選必須接一個 8 位數據線來保持顯示的字 形碼。所以顯示器的驅動常采用動態(tài)掃描電 路形式，以達到簡化電路的目的。 基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 12 電路設計 最終方案 綜上各方案所述 ,對此次數字時鐘 設計 的方案選定為 : 采用 AT89C52 作為主控制系統(tǒng) 。 占空比概念 在設計中的運用 如圖所示的一串方波序列，導通時間同周期的比值即占空比。在模塊間的數據傳遞比較多時最好用固定的內部數據存儲器，以避免沖突發(fā)生錯誤。 設定 TMOD＝ 00000001B，即 TMOD＝ 01H，設置定時 /計數器 0 工作在方式1。 狀態(tài) 2: KEY0=k1, 調整數字鐘的分數據，每按一次加 1 分。 它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。 數據存儲器 (RAM) 89C52 內部有 128 個 8 位用戶數據存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用 于存放控制指令數據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數據， [7]所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數據，運算的中間結果或用戶定義的字型表 。 INTEL 的 MCS52 系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產品 16 位的 MCS96 系列單片機則采用普林斯頓結構。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可以分別作為定時 /計數器 2 的外部計數輸入 (） 和輸入 ()。 ALE/PROG(30)：地址鎖存有效信號輸出端。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 復位電路 復位是單片機的一項重要操作內容，其目標是確保單片機運行過程有一個良好的開端，確保單片機運行過程中有一個良好的狀態(tài)。如果需要單片機 過程中的人 工復位操作，可以增加一只按鈕開關“ RESET”，并且串聯一只限流電阻以避免電容放電瞬間電流過大。 包括單片機應用電路在內的許多電子系統(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、計算機 USB 電源、 穩(wěn)壓電源。 典型的晶振取 (因為可以準確地得到 9600 波特率和 19200 波特率，用于有串口通訊的場合 )/12MHz(產生精確的 uS 級時歇 ,方便定時操作 ) 特別注意 :對于 31腳 (EA/Vpp),當接高電平時 ,單片機在復位后從內部 ROM的 0000H開始執(zhí)行 。 按 下 抖 動釋 放 抖 動理 想 波 形實 際 波 形穩(wěn) 定 閉 合＋ 5 V＋ 5 VAB無 抖 動有 抖 動基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 26 圖 563 按鍵閉合和斷開時的波形 為使 CPU 能正確地讀出端口的狀態(tài)，對每一次按鍵只作一次響應，就必須考慮如何去除抖動，常用的去 抖動的方法有兩種：硬件方法和軟件方法。它是嵌入式計算機系統(tǒng)中不可缺少的外圍電路。因此為LED 顯示器提供的編碼正好是一個字節(jié)。 以下是數字鐘工作的流程圖。領導（ CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設）有問題打電話來請示（中斷源），領導停下正在進行的工作，通過電話給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務程序），指示完后，領導掛斷電話，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，設置定時器，定時 50 毫秒 根據計數值顯示時間 到 60 秒？ 到 60 分？ 到 24 小時？ 秒計數加 1 小時計數加 1 分計數加 1 所有計數值清 0 是 否 是 否 是 否 基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 32 數碼管 動態(tài)掃描 時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位顯示。②支持主流單片機系統(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 ,LED,AD/DA,部分 SPI 器件 ,部分 IIC 器件 ,...） KeilC51 軟件是一個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軟件上寫，它會把程序編譯，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誤，那么根據他相應的提示來修改錯誤，直到該程序能夠正確編譯為止。知道成功為止， 軟件調試 打開程序調試軟件 keil uVision2，在里面新建一個工程，接著新建文件，編寫相應程序。 本電路設計選用 軟件設計。它運行于 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，該軟件的特點是：①實現了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結合。 以下圖是定時器中斷服務子 程序 流程圖 基于匯編語言的 51 單片機可調數字鐘的設計 31 圖 62 定時器中斷服務子 程序 流程圖 子程序 說明 按鍵掃描 按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，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，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加 1；如果沒有按下，就檢測復位鍵是否按下，復位健按鍵如果按下，時鐘就復位。關于中斷的概念有下列幾個名詞：（ 1）程序 A 稱為主程序，（ 2）處理事件 B 的程序稱為中斷服務程序，（ 3）主程序中 轉向中斷服務程序的地方稱為斷點，（ 4）引起中斷的原因即事件 B 稱為中斷源，（ 5）轉去執(zhí)行中斷服務程序稱為中斷響應。 系統(tǒng)軟件設計流程圖 這次的數字 鐘設計用到很多子程序， 最好 將它們分為若干個相對獨立且相互聯系的部分。為了顯示數字或字符，必須對數字或字符進行編碼。鍵盤是一組按鍵的集合。 圖 561 鍵盤控制電路 ，觸點會存在抖動現象： 如下圖所示 圖 562 按鍵波形 計算機處理的速度是在微秒級，按鍵是機械觸點，機械抖動的時間至少是毫秒級，對計算機而言，這已是一個 “漫長 ”的時間了 。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），與片內電路共同構成一個多諧振蕩器電路。 負責將 VDD 和 VSS 引腳之間是假的 5V 電源電壓分配到單片機芯片之內的各 個功能電路上。 當單片機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，或者人為從外部引腳 RST 送入一個高電平復位信號時，在復位邏輯的控制下單片機進行可靠復位，然后從頭開始執(zhí)行程序。在已有的基礎上 AT89C52 與 AT89C51 相比還提供了兩個定時 /計數器。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（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，復位時內部會鎖 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 單片機可調數字鐘的設計 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 /計數器 0） T1（定時 /計數器 1） WR（外部數據存儲器寫通道） RD（外部數據存儲器讀通道） RST(9)：復位信 號輸入端。 P1 口 (18)： P1 是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出