【文章內(nèi)容簡介】 定的段導通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻。 圖 （ a）數(shù)碼管引腳圖 （ b）共陽極內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （ c）共陰極內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 本設計采用共陰極數(shù)碼顯示管做顯示電路，由于采用的是共陰的數(shù)碼顯示管，所以只要數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h 引腳為高電平，那么其對應的二極管就會發(fā)光，使數(shù)碼顯示管顯示 0～ 9 的編碼見表 。 表 共陰極數(shù)碼顯示管字型代碼 字型 共陰極代碼 字型 共陰極代碼 0 3FH 5 6DH 1 06H 6 7DH 2 5BH 7 07H 單片機課程設計 11 3 4FH 8 7FH 4 66H 9 6FH 復位電路的選擇與設計 關(guān)于單片機的置位和復位，都是為了把電路初始化到一個確定的狀態(tài)，一般來說，單片機復位電路作用是把一個例如狀態(tài)機初始化到空狀態(tài)，而在單片機內(nèi)部，復位的時候單片機是把一些寄存器以及存儲設備裝入廠商預設的一個值 ， 復位是一個很重要的操作方式。但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部電路才能實現(xiàn)。 當 80c51 單片機的復位引腳 RST（全稱 RESET）出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就完成了復 位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。因此要求單片機復位后能脫離復位狀態(tài)。而本系統(tǒng)選用的是 12MHz 的晶振，因此一個機器周期為 1μs，那么復位脈沖寬度最小應為 2μs。 在實際應用系統(tǒng)中，考慮到電源的穩(wěn)定時間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時間以及復位的可靠性等因素，必須有足夠的余量 。 根據(jù)應用的要求，復位操作通常有兩種基本形式：上電復位、手動復位。 上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。 80C51 單片機的上電復位 POR（ Power On Reset）實質(zhì)上就是上電延時復位，也就是在 上電延時期間把單片機鎖定在復位狀態(tài)上。在單片機每次初始加電時，首先投入工作的功能部件是復位電路。復位電路把單片機鎖定在復位狀態(tài)上并且維持一個延時（記作 TRST），以便給予電源電壓從上升到穩(wěn)定的一個等待時間；在電源電壓穩(wěn)定之后，再插入一個延時，給予時鐘振蕩器從起振到穩(wěn)定的一個等待時間；在單片機開始進入運行狀態(tài)之前，還要至少推遲 2 個機器周期的延時 。 上述一系列的延時，都是利用在單片機 RST 引腳上外接一個 RC 支路的充電時間而形成的。典型復位電路如圖 （ a）所示，其中的阻容值是原始手冊中提供的。在經(jīng)歷了一系列延 時之后，單片機才開始按照時鐘源的工作頻率，進入到正常的程序運行狀態(tài)。在電源電壓以及振蕩器輸出信號穩(wěn)定之后，又等待了一段較長的延時才釋放 RST 信號，使得 CPU 脫離復位鎖定狀態(tài)；而 RST 信號一旦被釋放，立刻在 ALE 引腳上就可檢測到持續(xù)的脈沖信號 [8]。 單片機課程設計 12 圖 上電復位延時電路 由于標準 80C51 的復位邏輯相對簡單，復位源只有 RST 一個（相對新型單片機來說，復位源比較單一），因此各種原因所導致的復位活動以及復位狀態(tài)的進入，都要依靠在外接引腳 RST 上施加一定時間寬度的高電平信號來實現(xiàn)。 標準 80C51 不僅復位源比較單一，而且還沒有設計內(nèi)部上電復位的延時功能，因此必須借助于外接阻容支路來增加延時環(huán)節(jié)，如圖 (a)所示。其實，外接電阻 R 還是可以省略的，理由是一些 CMOS 單片機芯片內(nèi)部存在一個現(xiàn)成的下拉電阻 Rrst。因此，在圖 (a)基礎(chǔ)上，上電復位延時電路還可以精簡為圖 (b)所示的簡化電路（其中電容 C 的容量也相應減小了）。 在每次單片機斷電之后，須使延時電容 C 上的電荷立刻放掉，以便為隨后可能在很短的時間內(nèi)再次加電作好準備。否則，在斷電后 C 還沒有充分放電的情況下，如果很快又加電，那么 RC 支路就失去了它應有的延遲功能。因此，在圖 (a)的基礎(chǔ)上添加一個放電二極管 D，上電復位延時電路就變成了如圖 (c)所示的改進電路。也就是說，只有 RC 支路的充電過程對電路是有用的，放電過程不僅無用，而且會帶來潛在的危害。于是附加一個放電二極管 D 來大力縮短放電持續(xù)時間，以便消除隱患。二極管 D 只有在單片機斷電的瞬間（即 VCC 趨近于 0 V，可以看作 VCC 對地短路）正向?qū)?，平時一直處于反偏截止狀態(tài)。 手動復位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，如果發(fā)生死機，用按鈕開關(guān)操作使單片機復位。 單片機要完成復位， 必須向復位端輸出并持續(xù)兩個機器周期以上的高電平，從而實現(xiàn)復位操作。 本設計采用上電且開關(guān)復位電路，如圖 所示上電后， 由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復位鍵也能使 RST 持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復位的操作。 單片機課程設計 13 圖 單片機復位電路 總體功能介紹及電路原理圖。 在本設計中，首先打開電源開關(guān)后顯示 2020061912000000，按開始鍵時鐘開始計時，實時顯示時間，按調(diào)時鍵調(diào)時，精確到 秒，量程為一萬年。 系統(tǒng)總電路由以上設計的顯示電路，時鐘電路，按鍵電路和復位電路組成，只要將單片機與以上各部分電路合理的連接就組成了系統(tǒng)總電路。系統(tǒng)總電路圖如 上圖所示。 80c51 單片機為主電路的核心部分，各個電路均和單片機相連接，由單片機統(tǒng)籌和單片機課程設計 14 協(xié)調(diào)各個電路的運行工作。 80c51 單片機提供了 XTAL1 和 XTAL2 兩個專用引腳接晶振電路，因此只要將晶振電路接到兩個專用引腳即可為單片機提供時鐘脈沖，但在焊接晶振電路時要盡量使晶振電路靠近單片機，這樣可以為單片機提供穩(wěn)定的始終脈沖。 復位電路同晶振電路，單片機設有一個專用的硬件復位接口，并設置為高電平有效。 按鍵電路與單片機的端口連接可以由用戶自己設定，本設計中軟件復位鍵設為低電平有效。而另外的開始鍵和暫停鍵 兩鍵使用了外部中斷，所以需要連接到單片機的特殊接口 和 ，這兩個 I/O 口的第二功能分別為單片機的外部中斷 1 端口和外部中斷 0 端口。同樣設置為位低電平有效。 顯示電路由 16 個數(shù)碼管組成，采用動態(tài)顯示方式，八位段控制接 P0 口， ~分別控制數(shù)碼顯示管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 顯示， 80c51 的 P0 口沒有集成上拉電阻，高電平的驅(qū)動能力很弱，所以需要接上拉電阻來提高 P0 的高電平驅(qū)動能力。八位位控制則由低位到高位分別接到 ~ 口， NPN 三極管 2N1711 做為位控制端的開關(guān)，當 ~ 端口任意一個端口為高電平時，與其相對應的三極管就導通，對應的數(shù)碼管導通顯示。 通過以上設計已經(jīng)將各部分電路與單片機有機的結(jié)合到一起，硬件部分的設計以大功告成，剩下的部分就是對單片機的編程，使單片機按程序運行，實現(xiàn)數(shù)字電子時鐘的全部功能。 第四章 軟件編程設計 本設計采用了匯編語言編寫，匯編語言由于采用了助記符號來編寫程序，比用機器語言的二進制代碼編程要方便些，在一定程度上簡化了編程過程。匯編語言的特點是用符號代替了機器指令代碼，而且助記符與指令代碼一一對應，基本保留了機器語言的靈活 性。使用匯編語言能面向機器并較好地發(fā)揮機器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。 本系統(tǒng)程序主要模塊由主程序、定時中斷服務程序、外部中斷 0 服務程序和外部中斷 1 服務程序組成。其中主程序是整個程序的主體。可以對各個中斷程序進行調(diào)用。協(xié)調(diào)各個子程序之間的聯(lián)系。 單片機課程設計 15 設計程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP KAISHI ORG 000BH LJMP UPDATE ORG 0013H LJMP TIAOSHI1 ORG 001BH LJMP TIAOSHI2 MAIN: MOV SP,30H ；初始化設置一固定指針 MOV DPTR,TAB ；表格首地址送給