【正文】 ，器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS 51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)。第三部分是軟件部分：先學(xué)習(xí)理解匯編語言的編程方法再根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件電路進(jìn)行分塊的編程調(diào)試，最終完成程序設(shè)計(jì)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 管腳說明 VCC：供電電壓。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。然而要注意 的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 /EA/VPP ：當(dāng) /EA 保 持低 電 平 時(shí)， 則 在此 期 間 外部 程 序存 儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存 儲(chǔ)器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。 Ⅲ ， M0、 M1—— 方式選擇功能 由于有 2 位，因此有 4 種工作方式 M1M0 工作方式 計(jì)數(shù)器模式 0 0 方式 0 13 位計(jì)數(shù)器 0 1 方式 1 16 位計(jì)數(shù)器 1 0 方式 2 自動(dòng)重裝 8 位 1 1 方式 3 T0 分為 2 個(gè) 8 位計(jì)數(shù)器， T1 為波特率發(fā)生器 TCON 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 在特殊功能寄存器中 ,字節(jié)地址為 88H,位地址 (由低位到高位 )為 88H8FH,由于有位地址 ,十分便于進(jìn)行位操作 。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的初始化 由于定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的功能是由軟件編程確定的 ,所以一般在使用定時(shí) /計(jì)數(shù)器前都要對(duì)其進(jìn)行初始化 ,使其按設(shè)定的功能工作 .初始 化 的步驟一般如下 : (1) 確 定工作方式（即對(duì) TMOD 賦值） ， 預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值 。陽極即為二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。 數(shù)碼管是一類 顯示屏 ， 通過對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。 圖 34 程序下載接口 顯示部分 圖 35 為位選電路，三極管的集電極接數(shù)碼管的公共端，當(dāng) P2 口對(duì)應(yīng)的引腳輸出高電平時(shí)三極管導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 段。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 表 31 MAX7219 內(nèi)部的相關(guān)寄存器 分別介紹如下： （ 1） 譯碼控制寄存器（ X9H） 如表 32 所示 ， MAX7219 有兩種譯碼方式： B 譯碼方式和不譯碼方式。 圖 310 74HC373 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 晶振電路 晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振。無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無源晶振為 crystal（晶體），而有源晶振則叫做 oscillator（振蕩器）。 MIN S()鍵 :對(duì)分單元的十位進(jìn)行加 1 運(yùn)算。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對(duì)齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。 SEC S()鍵 :對(duì)秒單元的十位進(jìn)行加 1 運(yùn)算。 諧振振蕩器包括石英（或其晶體材料）晶體諧振器，陶瓷諧振器， LC諧振器等。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。實(shí)際應(yīng)用中可以按位設(shè)置選擇 B 譯碼或是不譯碼方式。 該 芯片具有 10MHz 傳輸率的三線串行接口可與任何微處理器相連，只需一個(gè)外接電阻即可設(shè)置所有 LED 的段電流。如果在傳送過程中 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)。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。同樣，在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他個(gè)位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時(shí)刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位則是熄滅的。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏 。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共端會(huì)連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會(huì)連接在一起。 (3) 啟動(dòng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 TR0（ TR1） —— 定時(shí)器運(yùn)行控制位 當(dāng) TR0（ TR1）＝ 0 停止定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作 當(dāng) TR0（ TR1）＝ 1 啟動(dòng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作 IE0（ IE1） —— 外中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 當(dāng) CPU 采樣到 （ ）出現(xiàn)有效中斷請(qǐng)求時(shí)，此位由硬件置 1。 TMOD 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 TMOD 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器方式寄存器 定時(shí)器方式控制寄存器 TMOD 在特殊功能寄存器中 ,字節(jié)地址為 89H,無位地址 。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口 ， 如 表 21 所示 ： 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 表 21 P3 口的 一些特殊功能口 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 /WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 /RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 RST：復(fù)位輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。第五部分是軟件仿真部分：軟硬件設(shè)計(jì) 好后將軟件載入芯片中進(jìn)行仿真，仿真無法完成時(shí)檢查軟件程序和硬件電路并進(jìn)行修改直到仿真成功。 在程序方面，采用分塊設(shè)計(jì)的方法，這樣既減小了編程難度、使程序易于理解，又能便于添加各項(xiàng)功能。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位，對(duì)于顯示器的每一位來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。而且，由于是軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，時(shí)鐘將不工作。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。 石英晶體振蕩器與石英 晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件。無源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無法振蕩起來，所以 “無源晶振 ”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確；有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40 根 I/O 端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜 性。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 對(duì)于軟件的分步調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行debug 菜 單 下 的 start/restart debugging 菜 單 項(xiàng) 命 令 ， 此 時(shí) 可 以 選 擇stepover 、 step into 和 step out 命令執(zhí) 行程序 (可以用快捷鍵 F F11 和ctrl+F11)，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在 Proteus 軟件包中，不存在同洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 類儀表使用數(shù)量的問題 ， Proteus 軟件所提供的 元件資源 Proteus 軟件所提供了 30 多個(gè)元件庫，數(shù)千種元件。微控制器系統(tǒng)相關(guān)的仿真需建立編譯和調(diào)試環(huán)境，可選擇 Keil C51uVision2 軟件。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，以及移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，單片機(jī)從 4 位、 8 位、 16 位到 32 位，其發(fā)展歷程一直受到廣大電子愛好者的極大關(guān)注。通過軟硬件結(jié)合達(dá)到最終目的。軟件部分用匯編實(shí)現(xiàn)，分為顯示、延時(shí)、調(diào)時(shí)等部分。與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，具有時(shí)鐘精確、顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 緒論 Proteus 軟件簡(jiǎn)介 PROTEUS 軟件由 Labcenter 公司開發(fā)，是目前世界上最先進(jìn)、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與 外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和 PCB設(shè)計(jì)等功能，是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真、調(diào)試與測(cè)試的EDA 工具。 Proteus 軟件所提供的儀表資源 對(duì)于一個(gè)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)室，測(cè)試的儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，是衡量實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行 。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè) 單片機(jī) 的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 晶振介紹 晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振。無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無源晶振為 crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。 其特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度很高。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單。但由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。 方案二：動(dòng)態(tài)顯示。這樣，既能做到經(jīng)濟(jì)合理又能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。第四部分是軟件畫圖部分：設(shè)計(jì)好電路后進(jìn)行畫圖，包括電路圖和仿真圖的繪制。 GND：接地 。 P2 口 ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。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。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬 無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 TF0(TF1)—— 計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)，該位置 1。 (2) 根據(jù)需要開放定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的中斷（直接對(duì) IE 位賦值） 。通常的數(shù)碼管又分為 8 段，即 8 個(gè) LED 顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP，其中 DP 是小數(shù)點(diǎn)位段。由于它的價(jià)格便宜 使用簡(jiǎn)單 在 電器 特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。這樣，在同一時(shí)刻， 6 位 LED 中只有選通的那 1 位顯示出字符，而其他 5 位則是熄滅的。 引腳功能及結(jié)構(gòu) 如 圖 36 所示，表 出 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。 MAX7219 工作原理簡(jiǎn)介 MAX7219 是 MAXIM 公司 生產(chǎn)的串行輸入 /輸出共陰極 數(shù)碼管顯示 驅(qū)動(dòng)芯片， 一片 MAX7219 可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) 7 段（包括小數(shù)點(diǎn)共 8 段）數(shù)字 LED、 LED條線圖形顯示器 、 或 64 個(gè)分立的 LED 發(fā)光二級(jí)管 。當(dāng)選擇不譯碼時(shí)， 8 個(gè)數(shù)據(jù)為分別一一對(duì)應(yīng) 7 個(gè)段和小數(shù)點(diǎn)位； B 譯碼方式是 BCD 譯碼，直接送數(shù)據(jù)就可以顯示。在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。無源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)， 自身無法振蕩起來，所以 “無源晶振 ”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確；有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。 MIN G()鍵 :對(duì)分單元的個(gè)位進(jìn)行加 1 運(yùn)算。通過工具欄中的 p(從庫中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單的