【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 就可以用來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。比如為 2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)，可以知道周期為 400μs ，這樣只需要驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的 I/O 口每 200μs 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個(gè)頻率為 2500Hz，占空比為 1/2duty 的方波，再通過三極管放大就可以驅(qū)動(dòng)這個(gè)蜂鳴器了 。 更新顯示器 涉及到兩個(gè)操作：發(fā)數(shù)據(jù)和改片選信號(hào) 。 使用單片機(jī)的 p2口的 、 、 。 第四章 原理 系統(tǒng)總體方案選擇與說明 本系統(tǒng)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)等功能的數(shù)字時(shí)鐘，是以單片機(jī) AT89C51 為核心元件同時(shí)采用 LED 數(shù)碼管顯示器動(dòng)態(tài)顯示“時(shí)”，“分”，“秒”的現(xiàn)代計(jì)時(shí)裝置。另外具有校時(shí)功能，秒表功能，和定時(shí)器功能，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字時(shí)鐘具有編程靈活，便于功能的擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)。 本次設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路，使用了 AT89C51 單片機(jī)芯片控制電路，單片機(jī)控 制電路簡(jiǎn)單且省去了很多復(fù)雜的線路，使得電路簡(jiǎn)明易懂，使用鍵盤鍵上的按鍵來調(diào)整時(shí)鐘的時(shí)、分、秒， 四個(gè)按鍵的功能： A 鍵用于電子鐘啟動(dòng) /調(diào)整； B 鍵用于調(diào)時(shí) ,范圍 023,0 為 24 點(diǎn) ,每按一次時(shí)加 1； C 鍵用于調(diào)分 ,范圍 059， 0 為 60 分 ,每按一次分加 1； D 鍵用于調(diào)秒 , 范圍 059， 0 為60 秒 ,每按一次秒加 1，同時(shí)使用 C 語言程序來控制整個(gè)時(shí) 鐘顯示，使得編程變得更容易，這樣通過四個(gè)模塊：鍵盤、芯片、蜂鳴器 、 LED 顯示屏即可滿足設(shè)計(jì)要求。 總體方案設(shè)計(jì)細(xì)想 秒的設(shè)置利用單片機(jī)的 T0 定時(shí)器工作方式 1，定時(shí) 50 秒，并利用一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器 (R0到 R7 中的任意一個(gè) ),本程序中選用 R4 做計(jì)數(shù)器，并附初值為 20，作減法計(jì)數(shù)，每次 T0 溢出時(shí)，計(jì)數(shù)器減一，當(dāng)計(jì)數(shù)為零時(shí)，定時(shí)一秒完成 . 時(shí)鐘的時(shí)分秒秒的個(gè)位以一為進(jìn)制計(jì)數(shù)滿 10 后向秒的十位進(jìn)一，秒的十位計(jì)數(shù)滿 6后向分的個(gè)位進(jìn)一；分的個(gè)位滿 10 后向分的十位進(jìn)一，分的十位滿 6 后向小時(shí)的個(gè)位進(jìn)一；小時(shí)同前一步。 鬧鐘的設(shè)置取時(shí)分秒的存儲(chǔ)單元的數(shù)值與設(shè)定值相比較，當(dāng)數(shù)值相等時(shí)，鬧鐘輸出端口打開 顯示輸出顯示器即 LED 顯示的是十進(jìn)制的數(shù)，故需要數(shù)據(jù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換功能 DA。本程序中選用的是共陰 極七段六管 LED。用單片機(jī)芯片 AT89C51 的 P3；口輸出控制共陰極七段六管 LED 的位選信號(hào)；用 P1 口輸出共陰極七段六管 LED 的碼段信號(hào) 說明 系統(tǒng)由 AT89C5 LED 數(shù)碼管、按鍵、電容、電阻等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整、輸出、調(diào)時(shí)間時(shí)能閃爍等功能。系統(tǒng)中按鈕 S1 能對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整功能的按鈕，采用單鍵控制調(diào)時(shí)功能，運(yùn)用軟件去抖判斷按鍵的時(shí)間從而選擇完成相對(duì)應(yīng)的功能 時(shí)鐘顯示在此部分的設(shè)計(jì)中，設(shè)置專用顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 70h75h，與分，時(shí)及其他數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)別，在其中存放的是顯示段碼，而其他 緩沖區(qū)存放的是時(shí)間數(shù)據(jù)。在顯示時(shí)，首先將時(shí)間十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示段碼，然后送往數(shù)碼管顯示。顯示段碼采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。在要求改變顯示數(shù)據(jù)的類別時(shí)，只須改變 @R0（指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針）指向的十進(jìn)制數(shù)據(jù)緩沖區(qū)即可。 數(shù)據(jù)調(diào)整數(shù)據(jù)調(diào)整有多種方式。一 、可以直接進(jìn)入相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行有關(guān)操作； 二 、 將調(diào)整分兩步，先進(jìn)入狀態(tài)，然后執(zhí)行操作，這兩步分別由兩個(gè)鍵控制。方式一，比較直接，設(shè)計(jì)思想也比較簡(jiǎn)單，但是，這種方式存在操作時(shí)間和控制鍵數(shù)目的矛盾。如果用比較少的鍵， 那么可能會(huì)在進(jìn)入狀態(tài)后處于數(shù)據(jù)調(diào)整等待狀態(tài)，這樣會(huì)影響到顯示的 掃描速度（顯示部分可以采用 8279 芯片來控制，可以解決此問題）。 當(dāng)然在這種方式下，還可以使用多個(gè)狀態(tài)鍵，每個(gè)狀態(tài)鍵，完成一個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的調(diào)整。如果采用二的方式，就不會(huì)出現(xiàn)這種情況。因?yàn)闋顟B(tài)的調(diào)整，與狀態(tài)的操作可以分別由兩個(gè)鍵控制，其狀態(tài)的調(diào)整數(shù)可以多達(dá) 256 個(gè)（理論上），操作的完成是這樣的，一鍵控制狀態(tài)的調(diào)整，一鍵控制數(shù)據(jù)的調(diào)整。以上兩種方式的實(shí)現(xiàn)都可以采用查詢和中斷的方式。兩種方式必須注意的問題是兩者進(jìn)行相關(guān)操作的過程不能太長(zhǎng)否則會(huì)影響顯示的掃描。利用查詢的方式，方法傳統(tǒng)，對(duì)此就不作過多的討論，以下是采用 中斷的方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘的一些討論和有關(guān)問題作的一些處理?；谝陨系挠懻摽梢栽O(shè)計(jì)如下將調(diào)整分為狀態(tài)調(diào)整和數(shù)據(jù)調(diào)整兩部分，每次進(jìn)入中斷只執(zhí)行一次操作，然后返回，這樣，就不必讓中斷處于調(diào)整等待狀態(tài)，這樣，可以使中斷的耗時(shí)很小。將定時(shí)器中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最高級(jí)，那么中斷的方式和查詢的方式一樣不會(huì)影響到時(shí)鐘的記數(shù)?；谝陨系挠懻?，數(shù)據(jù)修改的具體操作如下 ： 在狀態(tài)進(jìn)入后，調(diào)整指針的指向 中 @R1 表示指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，它主要是為數(shù)據(jù)的調(diào)整而設(shè)立的，在圖中 MBF ， HOUR，分別表示時(shí)鐘的分，時(shí)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。狀態(tài) 3 是秒表進(jìn)入狀態(tài)，狀態(tài) 4 是時(shí)鐘正常顯示狀態(tài)。 在程序中 @R0 為專用指針，它的值只在狀態(tài)調(diào)整時(shí)改變，每次運(yùn)行圖示模塊，只改變一次狀態(tài)，就跳出程序。調(diào)整數(shù)據(jù)只須改變 @R0中的數(shù)據(jù)即可。 圖 41 狀態(tài)圖 工作原理 電子鐘的工作原理： 簡(jiǎn)易電子鐘的設(shè)計(jì)有很多種方法，本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)技術(shù)。簡(jiǎn)易電子鐘設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是如何產(chǎn)生秒的時(shí)間基準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)，通過軟件計(jì)數(shù)的方法，獲得秒的時(shí)間基準(zhǔn)。具體方法如下單片機(jī)晶振頻率 fosc=6MHZ,設(shè)定定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0、 T1的工作方式為工作方式 1，軟件控制定制器 /計(jì)數(shù)器 T0、 T1的運(yùn)行、停止，定時(shí)間為 50ms，則定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0、 T1溢出中斷 20次即可得到 1 秒的時(shí)間基準(zhǔn)，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0、 T1計(jì)數(shù)初值 X應(yīng)滿足 （ 216 － X） 2=50000us, X=40536(十進(jìn)制 )， 3CB0H（十六進(jìn)制）。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 T0、 T1 采用中斷控制方式，溢出次數(shù)在定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的中斷服務(wù)程序中，通過軟件計(jì)數(shù)累加器計(jì)數(shù)，累計(jì)次數(shù)滿 8次，則表明產(chǎn)生了 1秒的時(shí)間基準(zhǔn)。 @R0—MIN @R0—HOU 正常計(jì)數(shù) 狀態(tài) 1 狀態(tài) 2 狀態(tài) 3 狀態(tài) 4 簡(jiǎn)易電子鐘的顯示器采用 LED數(shù)碼管顯示器 ，由 6個(gè) LED數(shù)碼管組成，從左到右依次顯示位時(shí)（十位、個(gè)位）、分（十位、個(gè)位）、秒（十位、個(gè)位）。 電子鐘鍵盤應(yīng)由四個(gè)鍵構(gòu)成，一個(gè)鍵用控制電子鐘的運(yùn)行、停止，另外按鈕用于調(diào)整電子鐘的時(shí)分秒值。本設(shè)計(jì)中采用一個(gè)按鈕，用于控制時(shí)鐘的運(yùn)行、停止，調(diào)整時(shí)分值 。 總體方案及硬件設(shè)計(jì) ： 電子鐘硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是鍵盤、顯示器接口電路的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51的并行 I/O口構(gòu)成電子鐘的鍵盤、顯示接口電路，其硬件系統(tǒng)原理框圖如下圖所示，主要包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路。復(fù)位電路及顯示接口 電路。 圖 42 單片機(jī)設(shè)計(jì) 需要用的硬件芯片 AT89C51,七段六管 LED供陰極顯示器，按鈕，電容，晶振管。采用晶振電路產(chǎn)生秒脈沖，采用 AT89C51芯片的 P1 口輸出對(duì)七段 LED顯示器的碼段進(jìn)行控制。運(yùn)用 LED顯示器的位選控制。運(yùn)用 功能輸入 軟件設(shè)計(jì)功能部分包括一秒計(jì)時(shí)程序 INTT0，加一程序 ADD1，顯示程序 DISPLAY，延時(shí)程序，中斷，調(diào)時(shí)程序 SETMM， 閃爍程序 INTT1，清零程序 CLR0，等。 其中一秒計(jì)時(shí)程序、加一程序、中斷程序、清零程序及顯示程序是是時(shí)鐘的核心程序，完成時(shí)鐘的正常走時(shí)功能，也是時(shí)鐘的基本功能。 延時(shí)程序在本系統(tǒng)中主要起兩個(gè)主用，第一就是顯示的短暫延時(shí)，使顯示更加完善，作用二就是在按按鈕時(shí)根據(jù)時(shí)間來選擇相應(yīng)的功能以及起軟件消斗功能。 閃爍程序能使顯示功能更加人性化，以及同步顯示正在執(zhí)行的功能 。 調(diào)時(shí)程序主要完成設(shè)置時(shí)間的功能 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 單片機(jī) AT89C51 驅(qū)動(dòng)電路 鍵 盤 顯示器 從單片機(jī)開始清零 開始清零 70H 到 7AH 單元 ，在 清零 20H0A 放入 7A 單元 ，定 T0、T1 為工總方式 1 T0T1 定 時(shí)器賦初值 3CB0， EA、 ET0、 TR0置位，開中斷開啟 T0定時(shí)器 ，顯示程序 ，如果正確繼續(xù)顯示，如何錯(cuò)誤可以重新調(diào)時(shí)。 本課程設(shè)計(jì)調(diào)試是采用經(jīng)典畫圖及仿真工具 PROTEUS軟件完成 首次調(diào)試出現(xiàn)顯示不正常，顯示位不對(duì)，理論上應(yīng)為，七段六管 LED從左到右顯示位秒的個(gè)位，秒的十位，分的個(gè)位，分的十位，小時(shí)的個(gè)位，小時(shí)的十位，對(duì)應(yīng)的端口應(yīng)為 P3口的 ，但秒的個(gè)位向后推移了一位，且有應(yīng)為秒的顯示位反而不顯示。剛剛開始就排除了軟件問題，以為是用錯(cuò)了顯示器，結(jié) 果換來換去沒有用錯(cuò)。采用一位一位測(cè)試法進(jìn)行排除，發(fā)現(xiàn) ，無論怎么改都是顯示‘ 0’和‘ 8’兩個(gè)數(shù)。后來問老師，并找到了出錯(cuò)的原因，程序中顯示器的號(hào)碼段有錯(cuò)誤，應(yīng)選用共陰極的碼段。程序中七段六段 LED顯示的位的初值為 0FEH，及‘ 11111110B’，為共陰極初值。而代碼用的是共陽極的代碼段，故顯示不正常。把號(hào)碼段改為共陰極代碼后，顯示正常。顯示正常后，長(zhǎng)按鍵 SB0釋放后進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，在每快速按鍵后分顯示位加一，能調(diào)到 59 后再次按鍵自動(dòng)清零，說明能準(zhǔn)確完成分的 60計(jì)時(shí)；再次長(zhǎng)按 SB0釋放后，進(jìn)入 調(diào)時(shí)狀態(tài)，每短按一次 SB0后時(shí)顯示位加一，能調(diào)到 23后再次按鍵自動(dòng)清理，說明能準(zhǔn)確完成小時(shí) 24小時(shí)計(jì)時(shí)；第三次長(zhǎng)按鍵后，退出調(diào)時(shí)，進(jìn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)，說明能準(zhǔn)確完成狀態(tài)循環(huán)。 系統(tǒng)的時(shí)間調(diào)整功能采用單鍵控制，其操作為 —— 長(zhǎng)按 S1一次松開后，退出時(shí)鐘正常走秒，并進(jìn)入對(duì)時(shí)鐘的分鐘未進(jìn)行調(diào)整，每短按 SB0按鈕一次，時(shí)鐘分鐘顯示數(shù)值加一，滿六十后制動(dòng)歸零；再次長(zhǎng)按 S1按鈕松開后，退出分鐘調(diào)整，進(jìn)入時(shí)鐘小時(shí)調(diào)整，每短按 SB0一次，時(shí)鐘小時(shí)位加一，滿二十四后制動(dòng)歸零；再次長(zhǎng)按 SB0，退出小時(shí)調(diào)整，并進(jìn)入 正常走時(shí)功能。 第五章 軟件設(shè)計(jì) 圖 51主程序 圖 52鬧鈴程序 圖 53中斷程序 第 六 章 調(diào)試 過程 元件 與元件 特性 圖 61 DP51DPROC 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱 表 61 AT89S51 功能特性： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 4k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） ISP Flash ROM 32 個(gè) 可編程 I/O 口 工作電壓 范圍 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 全靜態(tài)工作模式： 時(shí)鐘頻率 033MHz 全雙工 UART 串行中斷口線 128x8bit 內(nèi)部 RAM 6 個(gè)中斷源 低功耗空閑和 掉 電模式 實(shí)驗(yàn)儀模塊分布圖 DP51PRO 單片機(jī)綜合仿真實(shí)驗(yàn)儀由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊組成，每個(gè)功能模塊都有一個(gè)編號(hào)，如 C3， D8。以下是各模塊位置分布圖。 圖 62 單片機(jī)綜合仿真實(shí)驗(yàn)儀 使用到的 功能模 塊簡(jiǎn)介 DP51PRO 單片機(jī)綜合仿真實(shí)驗(yàn)儀上每個(gè)功能模塊的主要功能如下表所示 表 62 編號(hào) 功能塊名稱 功能說明 A1 MON51 仿真調(diào)試運(yùn)行模塊 內(nèi)帶 MON51 監(jiān)控程序，支持與 KEIL C51 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試，支持單步、斷點(diǎn)、跟蹤、運(yùn)行等方式。調(diào)試完成可以直接運(yùn)行，無需仿真器和編程器。實(shí)現(xiàn) PHILIPS 單片機(jī)的 64Kflash 的 ISP下載編程功能。另外， RS232 串口通訊實(shí)驗(yàn)也用這個(gè)功能塊來進(jìn)行。 中斷喚醒省電模式 3 級(jí) 程序 加密 鎖 看門狗（ WDT）電路 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 A1區(qū) MON51仿真模塊 該區(qū)除了下載仿真功能外，還包含了 RS232 實(shí)驗(yàn)的功能。電路結(jié) 構(gòu)如下圖所示。 短接 A1 區(qū)的 JP15 跳線組的 1和 2， 3和 4（出廠默認(rèn)設(shè)置），就把單片機(jī)鎖緊座的 Rxd 和 Txd 腳與 RS232 電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 連接起來了。如果用戶想外接 RS232 接口，可以把短路器去掉，這時(shí) JP15 的 3那邊是連接到 MAX232 芯片的， 4那邊是連接到單片機(jī)鎖緊座的。 A1 區(qū)的 J76 可以通過 40針排線與 A2區(qū)的 J79 相連，把單片機(jī)的功能管腳外引出去。 圖 63 D7 I2C 實(shí)驗(yàn)區(qū) 該區(qū)包含一片 24WC02 256 字節(jié)的 EEPROM，一片 PCF8563 實(shí)時(shí) 時(shí)鐘芯片及外圍電路，一片ZLG7290 鍵盤 LED 驅(qū)動(dòng)芯片及 8 段 8 位數(shù)碼管和 16 個(gè)按鍵。 D4 蜂鳴器區(qū) 該區(qū)包含一個(gè)交流蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路 表 63 D4 蜂鳴器區(qū) 該區(qū)包含一個(gè)交流蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路 D8 接觸式 IC 卡實(shí)驗(yàn)區(qū) 該區(qū)包含一個(gè)可連接 SLE4442 卡的讀卡頭。 D4 區(qū)為蜂鳴