【文章內容簡介】 。 P2 端口 [－ ]： P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅動 4 個 TTL。端口置 1 時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8 位地址和控制信息。在訪問外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高 8 位地址。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內容在此期間不會改變。 P3 端口 [－ ]： P3 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅動 4 個 TTL。端口置 1 時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內部 Flash 程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外 P3 端口還用于一些專門功能，具體如表 1 所示 (7)。 表 1 P3 端口引腳兼用功能表 LED 顯示電路 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有：發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶P3引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ /INT0） 外部中斷 1（ /INT1） 定時器 0 輸入（ T0） 定時器 1 輸入（ T1） 外部 數(shù)據(jù)存儲器寫選通（ /WR） 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通（ /RD） 烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 10 LCD 顯示器、 CRT 顯示器等。 LED 顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如圖 6所示 (8)。 圖 6 LED 示器的符號圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式 LED 顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（ LED 數(shù)碼管）由 7 條線段圍成 8 字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。 LED 數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖 7 是共陽式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和符號。 圖 7 共陽式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖 數(shù)字鐘的原理圖 數(shù)字電子鐘的原理圖如圖 8 所示 (9)。 烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 11 圖 8 數(shù)字鐘的原理圖 數(shù)字電子鐘是一個將“時”、“分”、“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期 為 24 小時，顯示滿刻度為 23 時 59 分 59 秒，另外還有校時功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時”、“分”、“秒”和單片機，還有校時電路組成。 8 個數(shù)碼管的段選接到單片機的 P0 口，位選接到單片機的 P2 口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動態(tài)顯示的工作原理工作，將標準秒信號送入“秒單元”，“秒單元”采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時鐘脈沖。“分單元”也采用 60 進制計數(shù)器，每累計 60 分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時單元”?！皶r單元”采用 24 進制計時器，可實現(xiàn) 對一天 24 小時的累計。顯示電路將“時”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來。校時電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進行校對調整，按一下 ksec,秒單元就加 1 ，按一下 kmin,分就加 1，按一下 khour，時就加1。 4 數(shù)字鐘的軟件設計 系統(tǒng)的軟件設計也是工具系統(tǒng)功能的設計。單片機軟件的設計主要包括執(zhí)行烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 12 軟件（完成各種實質性功能）的設計和監(jiān)控軟件的設計。單片機的軟件設計通常要考慮以下幾個方面的問題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設計出合理的總體結構，使軟件開發(fā)清晰、 簡潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風格，如考慮結構化程序設計、實行模塊化、子程序化。既便于調試、鏈接，又便于移植和修改； （ 3）建立正確的數(shù)學模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)； （ 4）繪制程序流程圖； （ 5）合理分配系統(tǒng)資源； （ 6）為程序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程； （ 7）注意軟件的抗干擾設計，提高系統(tǒng)的可靠性 [9]。 系統(tǒng)軟件設計流程圖 （ 1）主程序 主程序流程圖如圖 9，是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后再進行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間。主程序用 C 語言 編寫，如附錄所示。 圖 9 主程序流程圖 （ 2）按鍵處理子程序 按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加 1；如果沒有按下，就檢測分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加 1；如果沒有按下，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加 1；如果沒有按下，就把時間顯示出來 (10)。 開始 啟 動定時器 按鍵檢測 時間顯示 烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 13 圖 10 按鍵處理流程圖 （ 3） 中斷處理子程序 Y Y Y 時加 1 顯示時間 結束 開始 秒按鍵按下？ 秒加 1 分按鍵按下？ 分加 1 時按鍵按下？ N N N 烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 14 圖 11 中斷流程圖 （ 4） 時間顯示子程序 時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位顯示。 N 24 小時到？ 分單元清零，時單元加 1 N N N Y Y 時單元清零 時間顯示 中斷返回 開始 一秒時間到？ 60 秒時間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y 烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 15 圖 12 時間顯示流程圖 5 單模塊流程設計及程序設計 在完成了系統(tǒng)總流程設計后，便進入到了系統(tǒng)設計中工作量最大的模塊流程設計。由于系統(tǒng)模塊劃 分雖然是系統(tǒng)設計的基礎，但比較簡單而且模塊劃分有多種方法，因此單模塊的設計可以認為是本程序中最關鍵的部分。單模塊設計的好壞與否決定了系統(tǒng)功能能否被穩(wěn)定地實現(xiàn)以及下一階段調試程序的難度。鑒于單模塊設計的重要性，我在設計中并不急于對模塊進行編碼，而是反復論證模塊的可行性和流程圖，為下一階段的工作做好準備，同時也能夠盡早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)模塊劃分的錯誤，加以解決 。 初始化模塊 時十位計算顯示 結束 開始 秒個位計 顯示 秒十位計算顯示 分個位計 算顯示 分十位計算顯示 時個位計算顯示 烏魯木齊職業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 16 初始化模塊包含了各中斷的跳轉語句、存儲資源的分配、各存儲器和寄存器的賦值以及中斷及計時器的狀態(tài)設置。源程序中共使用了 17 字節(jié)的內部數(shù)據(jù)存儲地址 ，其中包含 3 字節(jié)位尋址地址以便于進行位判斷。 三字節(jié)的位尋址地址分配如下： 22H— 秒的存儲地址，方便對整點報時條件進行判斷 23H— 月的存儲地址，方便對大小月平閏年進行判斷 另外一個位尋址字節(jié) 00H 地址拆開用做程序狀態(tài)標志位 00H(bit， BS)— 生日標志位，到生日那天為 1 使程序轉入生日顯示段 01H(bit， SS)— 預置標志，以 INT0 控制其值，控制預置閃爍的實現(xiàn) 02H(bit， GS)— 閃爍標志，在預置標志有效時控制閃爍項目的亮和滅兩狀態(tài) 03H(bit， FC)— 頻率控制，在整點報時時控制產(chǎn)生低 音還是高音 04H(bit， NB)— 忽略生日標志，控制預置及報時的優(yōu)先級高于生日顯示 05H(bit)— 控制生日信號的有效與否，其使用目的參見調試過程 源程序中使用了兩個寄存器 R R0,R1 用于控制閃爍的間隔時間， R0 用于顯示延時。在初始化模塊中設定了中斷的優(yōu)先級、定時計數(shù)器的工作模式、并打開了定時計數(shù)器 TO 開始計時其他資源分配項目參見源程序集合及注釋。初始化模塊指令很大一部分都是偽指令，方便了后面程序的編寫。