數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--基于at89c2051多功能六位數(shù)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-09 13:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8 位雙向 I/O 口。口引腳 ~ 提供內(nèi)部上拉電阻， 和 要求外部上拉電阻。 和 還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入 (ANI0)和反相輸入 (AIN1)。 P1 口輸出緩沖器可吸收20mA 電流并能直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示。 4． P3 口： P3 口的 ~、 是帶有內(nèi)部上拉電阻 的七個(gè)雙向I/O口引腳。 I/O引腳而不可訪問(wèn)。 P3 品緩沖器可吸收 20mA 電流。 5． RST：復(fù)位輸入 。 RST 一旦變成高電平所有的 I/O 引腳就復(fù)位到“ 1”。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)給出 RST 引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個(gè)機(jī)器周期需 12 個(gè)振蕩器或時(shí)鐘周期。 4 6． XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 7． XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 3 電路的硬件設(shè)計(jì) 復(fù)位電路 AT89C2051 集成芯片的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。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，才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。 R S T1 0 μ F5R 11 0 KG N D 圖 31 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘是集成芯片的心臟，集成芯片各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響集成芯片的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響集成芯片系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。 圖 32 時(shí)鐘電路 5 AT89C2051 集成芯片內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 按鍵電路 按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過(guò)程在相應(yīng)的 I/O 端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過(guò)程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng) 。抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間的常長(zhǎng)短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在 510ms 之間。為了避免 CPU 多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。本文采用的是獨(dú)立式按鍵，直接用 I/O 口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生互相影響。 按鍵 S1～ S3 采用復(fù)用的方式與顯示部分的 、 、 口復(fù)用。 圖 33 按鍵電路 迅響電路及輸入、輸出電路 迅響電路由有源蜂鳴器和 PNP 型三極管組成。其工作是當(dāng) PNP 型三極管導(dǎo)通后有源蜂鳴器立即發(fā)出定頻聲響。驅(qū)動(dòng)方式為獨(dú)立端口驅(qū)動(dòng)，占用 端口。 輸出電路是與迅響電路復(fù)合作用的，其電路結(jié)構(gòu)為有源蜂鳴器， 定值 6 電阻 R6，排針 J3 并聯(lián)。當(dāng)有源蜂鳴器無(wú)迅響時(shí) J3 輸出低電平，當(dāng)有源蜂鳴器發(fā)出聲響時(shí) J3 輸出高電平， J3 可接入數(shù)字電路等各種需要。驅(qū)動(dòng)方式為迅響復(fù)合輸出，不占端口。 輸入電路是與迅響電路復(fù)合作用的，其電路結(jié)構(gòu)是在迅響電路的 PNP 型三極管的基極電路中接入排針 J2。引腳排針可改變集成芯片 I/O 口的電平狀態(tài)，從而達(dá)到輸入的目的。驅(qū)動(dòng)方式為復(fù)合端口驅(qū)動(dòng)，占用 端口。 O U T+ 5 V1 2J 1 1 NR 1 1 K2 15 . 1 KG N DJ 3 圖 34 迅響電路及輸入、輸出電路 數(shù)碼管顯示電路 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及工作原理 LED 數(shù)碼管 （ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只 需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示 DP 是小數(shù)點(diǎn)。下圖為常用 LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖。 圖 351 LED 數(shù)碼管正面?zhèn)€字段引腳 7 共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖： 圖 352 共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 . 2 顯示原理 顯示部分主要器件為 3 只兩位一體共陽(yáng)極數(shù)碼管， 驅(qū)動(dòng)采用 PNP 型三極管驅(qū)動(dòng)，各端口配有限流電阻，驅(qū)動(dòng)方式為動(dòng)態(tài)掃描，占用 ～ 端口，段碼 由 ～
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