【正文】 方形封裝方式，可用于不同的場合。控制信號線RST——復位輸入信號，高電平有效。表 21 P3 口的第二功能表 引腳替代功能 說明 RXD 串行數(shù)據(jù)接受 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 0INT 外部中斷 0 申請 1 外部中斷 1 申請 T0 定時器 0 外部事件計數(shù)輸入 T1 定時器 1 外部事件計數(shù)輸入 WR 外部 RAM 寫選通 RD 外部 RAM 讀選通 單片機的時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，單片機本身就如同一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作，電路應在唯一的時鐘信號控制下，嚴格的按規(guī)定時序工作。對外部時鐘信號的占空比沒有要求，但高低電平持續(xù)時間應不短于20ms。 上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖23(a)所示。在本次設計中采用手動復位。? 串行SPI三線接口方式。實時芯片DS1302與單片機AT89S51的連接電路如圖25所示：V C C 2X 1X 2G N D1234R S TI / OS C L KV c c 15678圖24 DS1302引腳圖XX 大學畢業(yè)設計（論文） 9 P 3 . 3P 3 . 2P 3 . 42 0 V s sV c c2 1V c c3 0E A1234 5678V c c 2X 1X 2G N DV c c 1S C L KI / OR S TC 0C 16 p F6 p FV c cD S 1 3 0 2圖25 DS1302與單片機AT89S51的連接電路 顯示電路顯示電路是整個電路的輸出部分，顯示電路有LED數(shù)碼管顯示和LCD液晶顯示。通過七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號 [6]。這樣單片機只要把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼，因此，使用這種方法單片機中 CPU 的開銷小。單片機使用的鍵盤可分為獨立式和矩陣式兩種，獨立式實際上就是一組相互獨立的按鍵，這些按鍵可直接與單片機的 I/O 口連接，即每個按鍵獨占一條口線，接口簡單，對鍵盤數(shù)目不多的設計可用這種鍵盤?；趩纹瑱C的秒表/時鐘計時器設計 12 （1）S1：秒表和時鐘功能切換鍵。LM386是美國國家半導體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。增大這個電容的容量，能減緩直流基準電壓的上升、下降速度，可有效抑制噪聲 [10]。如當 S1 按下時，計時器由時鐘模式轉(zhuǎn)換到秒表計時模式，此時會調(diào)用秒表計時中斷子程序執(zhí)行秒表計時功能，在 LED 上將顯示秒表時間；當按鍵 S1 未被按下或被再次按下時為時鐘工作模式，將調(diào)用時鐘計時程序并執(zhí)行與其相關(guān)的子程序，在 LED 上將顯示時鐘時間并進行校時、定時功能。在調(diào)試過程中要不斷地找出其中的錯誤，并進行現(xiàn)場解決，然后再重復，直至系統(tǒng)可以正常運行為止。同樣，如果電壓過低就沒有能力驅(qū)動其負載?；趩纹瑱C的秒表/時鐘計時器設計 20 結(jié)論與展望經(jīng)過一個學期的時間完成了基于單片機的秒表、時鐘計時器的設計，本系統(tǒng)是基于單片機及其接口技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)綜合應用的設計。其次，隨著顯示器件，如液晶顯示器件性能的拓寬，傳統(tǒng)的機械時鐘顯示形式也將演變成高清晰度的顯示方式。本設計能夠及時完成還得到了眾多老師和同學的幫助，系統(tǒng)的硬件設計得到同學指點，軟件設計得到了同學的幫助。 ② May carry on time proofreading as necessary。整個系統(tǒng)的電源由 5V 電池提供，以便于攜帶。本系統(tǒng)采用 AT89S51 單片機為主控芯片，配合時鐘芯片 DS1302，實現(xiàn)了秒表、時鐘顯示、時間調(diào)整及鬧鐘功能，且具備掉電情況下時間信息繼續(xù)保持的功能。在此，對他們并表示最衷心的感謝。XX 大學畢業(yè)設計（論文） 21 致 謝本設計是在彭超老師的悉心指導下完成的。通過對單片機的重新編程可以很方便改變時鐘的功能。2．程序中的跳轉(zhuǎn)指令的運用很重要，為保險起見，都用 LJMP,我們就遇到過跳轉(zhuǎn)指令用錯程序無法正常運行的現(xiàn)象。特別注意電源的正負極以及電源之間是否有短路，并重點檢查地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線是否存在相互間的短路或其他信號線的短路。其流程圖如圖36所示。軟件也可模塊化設計，將軟件系統(tǒng)分為主程序和幾個子程序設計即主程序、中斷子程序、基于單片機的秒表/時鐘計時器設計 14 X5045 初始化子程序、DS1302 初始化子程序、鍵盤設定時間子程序、顯示子程序，本章主要對各程序設計流程圖并簡單介紹各程序的原理。引腳圖如圖210所示。或是作為秒表使用時的啟動、暫停和復位鍵。四個按鍵分別獨立與單片機的I/O 口相接，由于對單片機正常工作時其口線輸入一般為高電平較好，則可以設計按鍵電路使按鍵不按下時輸入單片機 I/O 口的數(shù)據(jù)是高電平，按鍵按下時輸入的是低電平，即在鍵盤電路中低電平有效。 顯示電路原理圖如圖28所示。T（第 8 腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。 共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。 LED 顯示的基本原理LED（Light Emitting Diode）是發(fā)光二極管的縮寫，LED 顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，所以在顯示器前面冠以“LED”。? RST：復位引腳。DS1302與單片機之間能采用SPI同步串行的方式進行通信，僅需用復位、數(shù)據(jù)和時鐘三根I/O口線。在需要復位時只要按一下復位按鈕即可使單片機復位。通過MGS51單片機的復位引腳RST 引腳(9) 加上持續(xù)兩個機器周期 (即24個振蕩周期)的高電平 ,即可使器件復位，只要RST一直保持高電平，那么CPU就一直處于復位狀態(tài)。當使用晶體諧振器時，CC2=（30 10）pF 當使用陶瓷諧振器時 CC2=（40?10） pF。 電源和外部晶振引腳 Vcc——電源電壓輸入引腳。P1 口——8 位、準雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 AT89S51 單片機性能與應用AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 單片機的選擇及介紹單片機雖然種類繁多但不論哪種其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都大同小異，都是把中央處理器CPU、隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、中斷系統(tǒng)、定時器 /計數(shù)器以及 I/O 口電路等主要微型機部件集成在一個芯片上，使單片機向著穩(wěn)定可靠、體積小、功能強、速度快和價格廉的方向發(fā)展。因此時鐘系統(tǒng)中我們需設計較好的單片機的最小系統(tǒng)、顯示電路、鍵盤電路和時鐘芯片與單片機的接口電路。充分挖掘了單片機的資源和運算控制能力，具有功能多、顯示全、成本低的特點?，F(xiàn)在的體育及其他各種比賽非常的多，其中時間的控制是非常重要的，而秒表在時間控制中起著舉足輕重的作用；而時鐘的應用更廣泛，它不但可以告訴人們時間，還可以應用于其它一些產(chǎn)品中實現(xiàn)時間的控制，比如應用于工業(yè)控制中實現(xiàn)定時報警、家用電器定時工作等等。本設計就是利用單片機技術(shù)將秒表和時鐘兩種計時器的功能集中到一種計時裝置上，從而實現(xiàn)計時器功能的集成化，使其使用起來更加方便。Stopwatch。秒表/ 時鐘計時器是在一種計時器上實現(xiàn)兩種基本功能的一種器件。由于單片機可以重新寫入不同程序這就便于時鐘功能的擴充和改變，同時時鐘芯片時間精確度高可以保證系統(tǒng)的精度。單片機作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和極低的成本，廣泛應用于家用電器、儀器儀表、工業(yè)控制單元以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。第三章為軟件的設計，根據(jù)硬件電路和設計要求設計軟件，包括系統(tǒng)主程序和各子程序框圖并對各程序簡單介紹，在設計的最后將附上軟件源程序.基于單片機的秒表/時鐘計時器設計 2 第 1 章 緒論 概述單片微型計算機作為微型計算機的一個重要分支，它成為今天工業(yè)控制領(lǐng)域、通信設備、信息處理以及日常生活中最廣泛使用的計算機。在單片機技術(shù)日趨成熟的今天，其靈活的硬件電路的設計和軟件的設計，讓單片機得到了廣泛的應用，幾乎是從小的電子產(chǎn)品，到大的工業(yè)控制，單片機都起到了舉足輕重的作用。這些方法都各有特點，其中利用單片機進行設計的時鐘編程靈活，便于時鐘功能的擴充，精確度也很高。第1 章中已經(jīng)指出本系統(tǒng)的設計采用模塊法，將系統(tǒng)分為單片機最小系統(tǒng)、時鐘電路、顯示電路和鍵盤電路四個子模塊，本章將對各模塊分別進行設計介紹。AT89S 系列是在 AT89C 系列的基礎上增加一些特別的功能部件組成的。本次采用的是雙列直插式，其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖功能 21 所示。EA/Vpp——外部程序存儲器訪問允許信號/編程電壓輸入端。單片機內(nèi)含振蕩器電路，但晶體振蕩器和電容在片外，由引腳 XTAL1 和 XTAL2 接入片內(nèi)。本次設計采用圖 32 的 a）中的時鐘電路的接法，晶振取 [3]。這樣，只要電源VCC 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復位初始化?；趩纹瑱C的秒表/時鐘計時器設計 8 V c cV c cR S TV s s2 2 u F1 KA T 8 9 S 5 1V c cV c cR S TV s s2 2 u F1 KA T 8 9 S 5 1R 22 0 0R 1R S T（a）上電復位電路 （b）手動復位電路圖23 復位電路 實時時鐘電路本次設計的基于單片機的秒表/時鐘計時器所使用的時鐘芯片是DS1302，下面將主要介紹該芯片的用法。? 8引腳DIP或SOIC表貼封裝。本次設計采用的是LED 數(shù)碼管顯示。LED 顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法見圖 27： 共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。可以提供單獨鎖存的 I/O 接口電路很多，這里采用串并轉(zhuǎn)換電路 74LS164，單片機串行口方式 0 為移位寄存器方式，外接 6 片 74LS164 作為 6 位 LED 顯示器的靜態(tài)顯示接口。矩陣式鍵盤也稱行列式鍵盤，鍵盤上的鍵按行列組成矩陣，在行列的交點上都對應有一個鍵，故鍵的數(shù)目較多 [8]。（2）S2：校準時間鍵，校準后的確認鍵，在復位后的待機狀態(tài)下，用于啟 動設定時間參數(shù)。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。它的電子特性如下：，約為4mA，可用于電池供電； XX 大學畢業(yè)設計（論文） 13 ：4~12V或5~18V 。其流程圖如圖 31 所示。系統(tǒng)的硬件調(diào)試與軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障是在調(diào)試軟件時才被發(fā)現(xiàn)和糾正的。第三步：在斷電的情況下，除單片機以外，用仿真插頭將所連接電路與單片機仿真器的仿真接口相連，為軟件調(diào)試做好準備。系統(tǒng)的設計主要包括單片機最小、實時時鐘芯片的選取，鍵盤電路和顯示電路的設計，各芯片與單片機接口電路的設計等。最后，未來計時器的功能將會大大的拓展。其他師兄弟妹們對論文的撰寫也都提出了不少寶貴的意見和建議。 ③ Stopwatch countdown function. ④ Alarm clock function. SCM AT89S51AT89S51 is a section low power loss and high performance CMOS 8 SCM Internal may scratch repeatedly including 4KB online programmable (ISP) writes 1000 time