【正文】 ....................................................................... 33 數(shù)字鐘元件清單 ................................................................................................. 33 軟件介 紹 ........................................................................................................... 33 軟件調(diào)試 .................................................................................................. 34 硬件調(diào)試 .................................................................................................. 34 第八章 總結(jié) ................................................................................................................ 35 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 36 致 謝 ............................................................................................................................ 37 附 錄 ............................................................................................................................ 38 附 錄一 系統(tǒng)程序源代碼 .......................................................................................... 38 附錄二 電路原理圖 ................................................................................................. 44 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 3 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 摘 要 在當(dāng)今社會(huì)， 隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此 它 特別適合于與 控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件 相 結(jié)合，以作完善。 單片機(jī)模塊中最常見的是數(shù)字時(shí)鐘， 數(shù)字 時(shí) 鐘是一種用 單片機(jī)原理 實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置 ，與機(jī)械式時(shí) 鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有 更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 單片機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是增強(qiáng) “控制 ”能力，滿足實(shí)時(shí)控制（就是快速反應(yīng)）方面的需要。 (8) 過對課題設(shè)計(jì)方案的分析 ,選擇 ,比較 ,熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開發(fā) ,研制的過程 ,軟硬件設(shè)計(jì)方法 ,內(nèi)容及步驟 . (9) 了解數(shù)字鐘的組成及工作原理 . 設(shè)計(jì)要求 基本要求 （ 1）用 51 單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 TMR0 產(chǎn)生一秒的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間； （ 2）當(dāng)一秒產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加 1； （ 3）開機(jī)時(shí)，顯示 ，并開始連續(xù)計(jì)時(shí)； （ 4）計(jì)時(shí)滿 時(shí)，返回 重新開始計(jì)時(shí)； 高級(jí)要求 （ 1）在以上設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，在單片機(jī)的 I/O 口上分別接入四個(gè)按鍵； （ 2） K3— 時(shí)間設(shè)置按鍵。 動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 13 第四章 系統(tǒng)電路的總體方案 數(shù)字鐘的工作原理 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)首先要保證其走時(shí)盡可能準(zhǔn)確，其次再根據(jù)人們?nèi)粘５氖褂昧?xí)慣來設(shè)定其附加功能。定時(shí) /計(jì)數(shù)器何時(shí)工作也是通過TCON 特殊功能寄存器來設(shè)置的。以上是本系統(tǒng)的原理圖和方框圖 。 全雙工串行口 89C52 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。 4 特殊功能寄存器 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 23 在 AT89C52 片內(nèi)存儲(chǔ)器中， 80HFFH 共 128 個(gè)單元為特殊功能寄存器（ SFR），其中包括 B 寄存器、累加器、程序狀態(tài)寄存器（ PSW）、定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制、中斷優(yōu)級(jí)控制寄存器（ IP）、 P3 口鎖存寄存器、中斷允許控制寄存器（ IE）、串行口控制寄存器等。任何單片機(jī)及其外圍電路的運(yùn)轉(zhuǎn)都是靠電能來維持的，并且對于電源的電壓，電流，穩(wěn)定度，雜波等參數(shù)具有一定的要求。 非編碼鍵盤有分為：獨(dú)立鍵盤和行列式（又稱為矩陣式）鍵盤 。 a bcdegGNDfdpGNDabcefgd 中斷技術(shù)在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機(jī) CPU的效率，也可以對突發(fā)事件處理。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 33 第七章 數(shù)字鐘元件清單 和軟件介紹 數(shù)字鐘元件清單 列元件清單的主要目的是為了更好地理論聯(lián)系實(shí)際， 為了硬件設(shè)計(jì)和仿真起到了不可磨滅的作用，做 到心中有數(shù) 。 因此，用戶只要通過這個(gè)軟件就可以把單片機(jī)學(xué)得比 較好，再加上多學(xué)習(xí)一點(diǎn)理論知識(shí)，為編程提供比較好的基礎(chǔ)，只要能想到的，就不怕做不到。單片機(jī)可通過這個(gè)軟件把程序下到單片機(jī)芯片內(nèi)。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。 中斷的概念 CPU 在處理某一事件 A 時(shí)，發(fā)生了另一事件 B 請求 CPU 迅速去處理（中斷發(fā)生）； CPU 暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件 B（中斷響應(yīng) 和中斷服務(wù)）；待開始 顯示初始化，設(shè)置定時(shí)器，定時(shí) 50 毫秒，開斷斷。 LED 數(shù)碼管顯示電路 單片機(jī)系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD 顯示器、CRT 顯示器等。鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專用的硬件編碼器實(shí)基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 25 現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編碼號(hào)或鍵值的稱為編碼鍵盤，如計(jì)算機(jī)鍵盤 .而靠軟件編程來識(shí)別的稱為非編碼鍵盤； 在單片機(jī)組成的各種系統(tǒng)中，用的最多的是非編碼鍵盤。本次設(shè)計(jì)采用人工復(fù)位方式進(jìn)行復(fù)位。 XTAL1(18)：振蕩器反相放大器的輸出端。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。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM) 89C52 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 狀態(tài) 4： KEY0=k3，設(shè)置按鍵，按一次時(shí)間為停止?fàn)顟B(tài)，時(shí)間設(shè)好后再按一次時(shí)間即按設(shè)好的時(shí)間開始 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 16 LED 動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊 單 片 機(jī) AT89C52 主控制器 開關(guān)調(diào)節(jié)模塊 晶振電路 模塊 復(fù)位電路 電源電路 總體設(shè)計(jì) 圖 421 電路設(shè)計(jì)框圖 圖 422 數(shù)字鐘系統(tǒng)原理 圖 （數(shù)字鐘整機(jī)電路圖） 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案是以單片機(jī) AT89C52 為核心，軟硬件相結(jié)合，主要配備 LED 顯示模塊、時(shí)鐘電路、復(fù)位、電源等功能模塊。顯示 000000 的時(shí)間，開始計(jì)時(shí)；計(jì)時(shí)滿 235959 時(shí)，返回 000000 重新計(jì)時(shí) AT89C52 單片機(jī)的內(nèi)部 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器是一個(gè)可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，它既可以工作在 13 位定時(shí)方式，也可以工作在 16 位定時(shí)方式和 8 位定時(shí)方式。 LED數(shù)碼管作為顯示電路 ,采用 74LS245 來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的段選碼，用程序來控制數(shù)碼管的位 選碼。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測和控制。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 8 第二章 設(shè)計(jì)目的及 要求 設(shè)計(jì)目的 （ 1）掌握 51 系列內(nèi)部定時(shí) /計(jì)數(shù)器的原理和基本應(yīng)用； （ 2）掌握使用單片機(jī)處理復(fù)雜邏輯的方法； （ 3）掌握多位 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的方法； （ 4）掌握獨(dú)立式（和矩陣）鍵盤的編程方法； （ 5）掌握利用匯編語言編寫單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件的方法； （ 6) 鞏固 ,加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)面 ,提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力 。 “單片機(jī) （ Single Chip Microputer） ”亦稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)，國際上統(tǒng)稱為 “微控制器 （ Microcontroller， MCU，μ C） ”，是一類內(nèi)部集 成了計(jì)算機(jī)核心技術(shù)的智能芯片。 [1]微控制技術(shù)標(biāo)志著一種全新概念的出現(xiàn)。 單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘是以單片機(jī)為核心，在它的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的 數(shù)字 時(shí) 鐘 ， 在日常生活中最常見，應(yīng)用也最廣泛。 鐘表 的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。因此，它在硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、 I/O 端口、功率消耗及可靠性等方面均有其獨(dú)特之處，其最顯著的特長之一就是具有非常有效的控制功能。該鍵按下時(shí)，將當(dāng)前顯示的時(shí)間停止走動(dòng)。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。 數(shù)字鐘的工作原理是 利用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器來完成走時(shí)并用兩組輸出口控制數(shù)碼管來顯示；通過編程向某一輸出口輸出方波實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)；利用輸入端口外接各種開關(guān)來完成對走時(shí)及顯示的控制（如預(yù)置時(shí)間等）。 在此設(shè)計(jì)中，選擇 16 位定時(shí)工作方式。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 17 第五章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 是由單片機(jī)， 振蕩電路，復(fù)位電路，電源電路 等 4 部分組成 。 中斷系統(tǒng) 89C52 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 P3 口 (1017)： P3 是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路，對端口 P3 寫“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻 拉高并可作為輸入端口，此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。它們可運(yùn)用來設(shè)置片內(nèi)電路的運(yùn)行方式，記錄電路的運(yùn)行狀態(tài)， MCS51 單片機(jī)對特殊 功能寄存器采取與片內(nèi) RAM 統(tǒng)一編址的方法，可按字節(jié)地址直接尋址。因此，關(guān)于電源的索取途徑，電源電路的方案和規(guī)劃設(shè)計(jì)，是每一位單片機(jī)應(yīng)用者都要面對和考慮的問題。 下圖 56 是非編碼鍵盤式控 制電路。dpabcdefgdpdpgfedcba＋ 5V（a ） （b ）基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 27 使用 LED 顯示器時(shí)，要注意區(qū)分這兩種不同的 接法。所謂中斷就是當(dāng) CPU 正在執(zhí)行程序 A 時(shí)，發(fā)生了另一個(gè)急需處理的事件 B，這是 CPU 暫停當(dāng)前執(zhí)行的程序 A，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理事件 B 的程序，處理完事件 B 后，再返回到程序 A 繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)過程被叫做中斷。 以下是數(shù)字鐘的元件清單 表 71 電子鐘元器件清單 元件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量（個(gè)） 單片機(jī) AT89C52 1 電阻 RES/10K,RES/220 5,8 晶振 1 電容 30pF/220uf 2,1 按鍵 BUTTON 4 排阻 RESPACK8/10K 1 鎖存器 74LS245 1 液晶顯示 7SEGMPX6CC 1 二極管 1N4148 4 軟 件介紹 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。想設(shè)計(jì)什么東西，稍加思索，通過軟件匯編和電路仿真就