【正文】 字鐘電路原理圖。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 dispbuf[7]=hour/10。 if(minite==60) { minite=0。 P3=dispbitcode[dispbitt]。 if(hour==24) { hour=0。 dispbuf[4]=minite/10。 } } if(P0_1==0) { for(i=5。i) for(j=248。 TH0=0x06。 unsigned char dispbitt。 主程序是先開(kāi)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。 LED 顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。 圖 38 LED 顯示器的符號(hào)圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式 LED 顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。下圖是按鍵硬件連接圖。 第 16 頁(yè) /共 30 頁(yè) 如果在傳送過(guò)程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 VCC1為后備電源， VCC2 為主電源。 在本設(shè)計(jì)中， AT89C51 單片機(jī)在工作時(shí)需要外部提供時(shí)鐘信號(hào)，因此，本設(shè)計(jì)選擇在其 18 腳 19腳之間接上 12MHz 的晶振，為單片機(jī)提供 1μ s的機(jī)器振蕩周期。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8位地址和控制信息。 在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址 (低 8位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密 特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。 外接晶體引腳； 第 12 頁(yè) /共 30 頁(yè) 圖 32 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2懸空。如圖 所示。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 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)。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 它將傳感器變換后的物理量作進(jìn)一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號(hào)，可以遠(yuǎn)距離 傳輸并與計(jì)算機(jī)接口 【 1】 。 下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn) ： （ 1）家用電器領(lǐng)域 ； 用單片機(jī)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字控制電路，使家用電器（如洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱、微波爐、和電視機(jī)等）功能更完善，更加智能化和易于使用。 高效率和高性能 ； 為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開(kāi)始使用 RISC、流水線和 DSP 的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片內(nèi) ROM（ FLASH） 和 RAM 的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn) 稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。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。 數(shù)碼管 。這為數(shù)字鐘的存在創(chuàng)造了平臺(tái)。該設(shè)計(jì)中，電路具有顯示時(shí)間的基本功能，還可 以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。但是 ，一旦 是 重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。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(kāi)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。比如 A/D、 PWM、 PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）、 WDT（監(jiān)視定時(shí)器 看家狗）、高速 I/O 口及計(jì)數(shù)器的捕獲 /比較邏輯等。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長(zhǎng)的時(shí)間。 （ 4）工業(yè)自動(dòng)化 ； 在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。 其相關(guān)參數(shù)介紹如下： 1．主要特性： 第 8 頁(yè) /共 30 頁(yè) P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 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。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 圖 AT89C51 單片機(jī) 第 9 頁(yè) /共 30 頁(yè) 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。如 想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 第 11 頁(yè) /共 30 頁(yè) 單片機(jī)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下面通過(guò)單片機(jī)的最小系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明單片機(jī)的運(yùn)作情況以及其外圍所必須的電路，以便為數(shù)字鐘設(shè)計(jì)的單片機(jī)打下基礎(chǔ)。 AT89 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。復(fù)位后 P0－ P3口均置 1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL。 (3)P2端口 [－ ]P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口。端口置 1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用 【 5】 。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同 的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步 【 3】 。 常見(jiàn)的復(fù)位電路有下面幾種 【 3】 ： 第 15 頁(yè) /共 30 頁(yè) 圖 34 常見(jiàn)復(fù)位電路圖 在該數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)中， AT89C51 單片機(jī)中的振蕩器運(yùn)行時(shí)， RST 引腳上保持到少 2個(gè)機(jī)器周期的高電平輸入信號(hào)，復(fù)位過(guò)程即可完成。 圖 35 引腳圖 RST 輸入有兩種功能 。 本設(shè)計(jì)連接圖如圖 所示，其中 C1 和 C2 起微調(diào)晶振的作用 【 4】 。用軟件方法可以很容易地解決抖動(dòng)問(wèn)題，這就是通過(guò)延遲 10ms 來(lái)等待抖動(dòng)消失，這之后，再讀入鍵盤(pán)碼。圖 39 是共陽(yáng)式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和符號(hào)。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改； 建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合 適的參數(shù)； 繪制程序流程圖； 合理分配系統(tǒng)資源 ； 為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程； 注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。 unsigned char dispbuf[8]={0,0,16,0,0,16,2,1}。 unsigned char mstt。 hour=12。 } dispbuf[0]=second%10。 if(P0_1==0) { minite++。j0。 if(mstt==8) { mstt=0。 second++。 dispbuf[3]=minite%10。 ②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。這在相當(dāng)程 第 27 頁(yè) /共 30 頁(yè) 度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。另外，目標(biāo)代碼文件也可以通過(guò)其他的軟件 (如 keil 軟件等單片機(jī)軟件 )編譯獲得。經(jīng)過(guò)多次嘗試分析，終于搞清楚了緣由，從中也學(xué)到了不少東西。撰寫(xiě)論文的過(guò)程 也是專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程 ，它使我 運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)， 對(duì)其 進(jìn)行 設(shè)計(jì)、 分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或?qū)嶋H問(wèn)題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。 參考文獻(xiàn) [1] 譚丙煜 .51 單片機(jī)中文說(shuō)明書(shū) .ATMEL Corporation. 2020. 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