【文章內(nèi)容簡介】 89S51 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序、原始數(shù)據(jù)或表格。 2. 定時(shí) /計(jì)數(shù)器（ ROM）： 89S51 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)、計(jì)算器，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。 3. 并行輸入輸出（ I/O）口： 89S51 時(shí)鐘 程 序 存 儲(chǔ)器 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ)器 定時(shí)計(jì)數(shù)器 并行 I/O 口 串 行 通 信口 中斷系統(tǒng) 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 4 89S51 共有 8 位 I/O 口（ p0、 p p p3），用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 4. 全雙工串行口： 89S51 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。 5. 中斷系統(tǒng)： 8051 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)器和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 個(gè)級(jí)的優(yōu)先級(jí)別的選擇。 6. 時(shí)鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHZ 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8951 單片機(jī)需外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈弗（ Harvard）結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓（ Princeton）結(jié)構(gòu)。 INTEL 的 AT89S51 系列單片機(jī)采用的是哈弗結(jié)構(gòu)的形式，而后 續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 89S51 的引腳說明： AT89S51 系列單片機(jī)中的 8951 采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)， 下 圖是他們的引腳配置， 40 個(gè)引腳，正電源個(gè)地線兩根，外置適應(yīng)振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4組 8 位 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 p3 口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明： 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 5 圖二 . Pin9： RESET/Vpd 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳： 當(dāng) 8951 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)小 時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H， p0p3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入 0BH，其它專用寄存器被清零。 RESET 由高電平下降為底電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。然而，初復(fù)位步改變 RAM(包括工作寄存器 R0R7)的狀態(tài)， 8951 的初始態(tài)。 8951 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，此外 RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電期間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)步丟失。 . Pin30： ALE/PROG 引腳： 當(dāng)訪問外部程序時(shí) ， ALE（地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低字節(jié)位。而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端將由一個(gè) 1/6 的時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)脈沖信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更由一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過也個(gè)脈沖。如果單片機(jī)時(shí) EPROM，在編程期間， PROG 將用于輸入編程脈沖。 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 6 . Pin31： EA/Vpp 引腳： 程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線， 8051 和 8751 單片機(jī)，內(nèi)置由 4kB 時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如 EA 為低電平，則部管地址大小，一律 讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器的 8031，EA 端必須接地。在編程時(shí)， EA/Vpp 腳還需加上 21V 的編程電壓。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上。而 51 單片機(jī)時(shí)個(gè)單片機(jī)中最為典型和最由代表的一種。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟硬的能力。 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 7 2 驅(qū)動(dòng)器 74LS245 簡介： 1. 74LS245 是我我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng) LED 或者其它的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 2. 當(dāng) AT89S51 單片 機(jī)的 P0 口總線負(fù)載達(dá)到或超過 P0 最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245 等總線驅(qū)動(dòng)器。 3. 當(dāng)片選端低電平有效時(shí)， DIR=0，信號(hào)由 B 向 A 傳輸：（接收） .DIR=1,信號(hào)由向 B 傳輸：（發(fā)送）當(dāng)片為高電平時(shí)， A、 B 均為高阻態(tài)。 4. 由于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口時(shí) 74LS245 的三態(tài)控制端 /1G 和 /2G 接地，P2 口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。 P0 口與 74LS245 輸入端相連 /E 端接地，保證數(shù)據(jù)暢通。 89S51 的 RD 和 PSEN 相與后接 DIR，使得 RD 或 PSEN 有效時(shí)， 74LS245輸入 DI 到 ，其它時(shí)間處于輸出 到 DI。 圖三 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 8 3 LED 數(shù)碼管簡介 LED 數(shù)碼管顯示器結(jié)構(gòu)與原理 單片機(jī)中通常用七段 LED 構(gòu)成字型 “8”，另外，還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)發(fā)光二極管以顯示小數(shù)位！這種顯示器有共陰和共陽兩種！發(fā)光二極管的陽極連在一起的（公共端）稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。 一位顯示器由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成，其中， 7 個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型 “8”的各個(gè)筆劃（段） a g,另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp 發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆畫即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段 LED 不被損壞，需外 加限流電阻。 共陰極 7 段 LED 顯示數(shù)字 0 ~ F、文字、符號(hào)及小數(shù)點(diǎn)的編碼（ a 段為最地位，dp 點(diǎn)為最高位） 共陰極 7 段 LED 顯示字型編碼表 顯示字符 共陰極段選碼 顯示字符 共陰極段選碼 0 3FH 5 6DH 1 06H 6 7DH 2 5BH 7 07H 3 4FH 8 7FH 4 66H 9 6FH 滅 00H 表一 LED 顯示器接口及顯示方式 LED 顯示器有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。靜態(tài)顯 示就是當(dāng)顯示器顯示某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的段恒定的導(dǎo)通或截止，直到顯示另一個(gè)字符為止。 LED 顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極接地；若為共陽極則接 +5V 電源。每位的段選線分別與一個(gè) 8 位鎖存器的輸出口相連，顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存的輸出將維持不變。正因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 9 示器的亮度較高。這種顯示方式編程容易，管理也較簡單，但占用 I/O 口線資源較多。因此，在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動(dòng)態(tài)顯示方式。 由于所有 8 位段皆由一個(gè) I/O 口控制，因此，在每一瞬間， 8 位 LED 會(huì)顯示相 同的 字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法流點(diǎn)亮各位 LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制 I/O 口輸出相應(yīng)字符段選碼（字型碼），而位選則控制 I/O 口在該顯示位送入選通電平（因?yàn)?LED 為共陰，故應(yīng)送低電平），以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示字符。在多位 LED 顯示時(shí)，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制。而共陰（共陽）極公共端分別由相應(yīng)的 I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。段選碼，位選碼每送入一次后延時(shí) 1MS，因人的視覺暫 留時(shí)間為 （ 100MS），所以每位顯示的時(shí)間不能超過 20MS，并保持延時(shí)一段時(shí)間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個(gè)數(shù)碼管總在亮。這種方式稱為軟件掃描方式。 圖四 上面這個(gè)只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。 . 數(shù)碼管使用條件： 1. 段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 2. 使用電壓：段：根據(jù)發(fā) 光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定 電 子 時(shí) 鐘 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 10 3. 使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA。 . 數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)： 1. 數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角 2. 焊接溫度： 260 度；焊接時(shí)間： 5S 3. 表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來。