【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)的基本方法 利用 MCS51 系列單片機(jī)的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)。 (1) 計(jì)數(shù)初值計(jì)算 : 把定時(shí)器設(shè)為工作方式 1，定時(shí)時(shí)間為 50ms，則計(jì)數(shù)溢出 20 次即得時(shí)鐘計(jì)時(shí)最小單位秒，而 100 次計(jì)數(shù)可用軟件方法實(shí)現(xiàn)。 假設(shè)使用 T/C0，方式 1， 50ms 定時(shí)， fosc=12MHz。 則初值 X 滿足（ 216X） 1/12MHz 12μ s =50000μ s X=15536→ 0011110010110000→ 3CB0H (2) 采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì) ,計(jì)滿 20 次為秒計(jì)時(shí)（ 1 秒）； (3) 從秒到分和從分到時(shí)的計(jì)時(shí)是通過(guò)累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)。 電子鐘的時(shí)間顯示 電子鐘的時(shí)鐘時(shí)間在六位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，因此，在內(nèi)部 RAM 中設(shè)置顯示緩沖區(qū)共 8 個(gè)單元。 LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H 時(shí)十位 時(shí)個(gè)位 分隔 分十位 分個(gè)位 分隔 秒十位 秒個(gè)位 電子鐘的時(shí)間調(diào)整 電子鐘設(shè)置 3 個(gè)按鍵通過(guò)程序控制來(lái)完成電子鐘的時(shí)間調(diào)整。 A 鍵調(diào)整時(shí)； B鍵調(diào)整分； C 鍵復(fù)位 3 總體方案介紹 計(jì)時(shí)方案 利用 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，且能使讀者在定時(shí) /計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面得到鍛煉與提高，對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)能 有更深入的了解，從而對(duì)學(xué)好單片機(jī)技術(shù)這門課程起到一定的作用。 控制方案 AT89S51 的 P0 口和 P2 口外接由八個(gè) LED 數(shù)碼管 (LED8～ LED1)構(gòu)成的顯示器，用 P0 口作 LED 的段碼輸出口， P2 口作八個(gè) LED 數(shù)碼管的位控輸出線，P1 口外接四個(gè)按鍵 A、 B、 C 構(gòu)成鍵盤電路。 AT89S51 是一種低功耗，高性能的 CMOS 8 位微型計(jì)算機(jī)。它帶有 8K Flash 可編程和擦除的只讀存儲(chǔ)器（ EPROM），該器件采用 ATMEL的高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的 80C51 和 80C52 的指令系統(tǒng)及 引腳兼容，片內(nèi) Flash 集成在一個(gè)芯片上，可用與解決復(fù)雜的問(wèn)題，且成本較低。簡(jiǎn)易電子鐘的功能不復(fù)雜，采用其現(xiàn)有的 I/O 便可完成，所以本設(shè)計(jì)中采用此的設(shè)計(jì)方案。 第三章 系統(tǒng) 硬件 電路 分析與 設(shè)計(jì) 根據(jù)以上的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)要求可以分為以下的幾個(gè)硬件電路模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊、數(shù)碼顯示模塊與按鍵模塊，模塊之間的關(guān)系圖如下面得方框電路圖 1 所示。 圖 1 硬件電路方框圖 4 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) 芯片分析 AT89C51 單片機(jī)引腳圖如下： 圖 2 AT89C51 引腳圖 MCS51 單片機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的 40 引腳雙列直插式集成電路芯片，其各引腳功能如下： VCC： +5V 電源。 VSS：接地。 RST：復(fù)位信號(hào)。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。 XTAL1 和 XTAL2：外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏極開路雙向 I/O 口，當(dāng)作輸出口使用時(shí)，必須接上拉電阻才能有高電平輸出；當(dāng)作輸入口使用時(shí)，必須先向電路中的鎖存器寫入“ 1” ，使 FET截止，以避免鎖存器為 “ 0” 狀態(tài)時(shí)對(duì)引腳讀入的干擾。 5 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，它不再需要多路轉(zhuǎn)接電路 MUX；因此它作為輸出口使用時(shí)，無(wú)需再外接上拉電阻，當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，同樣也需先向其鎖存器寫 “ 1” ，使輸出驅(qū)動(dòng)電路的 FET截止。 P2 口： P2 口電路比 P1 口電路多了一個(gè)多路轉(zhuǎn)接電路 MUX，這又正好與 P0口一樣。 P2 口可以作為通用的 I/O 口使用，這時(shí)多路轉(zhuǎn)接電路開關(guān)倒向鎖豐存器 Q 端。 P3 口： P3 口特點(diǎn)在于，為適應(yīng)引腳信號(hào)第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯。當(dāng)作為 I/O 口使用時(shí)，第二功能信號(hào)引線 應(yīng)保持高電平，與非門開通，以維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通。當(dāng)輸出第二功能信號(hào)時(shí)，該位應(yīng)應(yīng)置 “ 1” ，使與非門對(duì)第二功能信號(hào)的輸出是暢通的，從而實(shí)現(xiàn)第二功能信號(hào)的輸出，具體第二功能如表 1 所示。 晶振電路 右圖所示為時(shí)鐘電路原理圖，在 AT89S51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。而在芯片內(nèi)部， XTAL1和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí) 鐘脈沖信號(hào)。 圖 3 晶振電路 6 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使 RST/VPD 或 RST引（ 9）加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)振蕩周期）的高電平。例如，若時(shí)鐘頻率為 12 MHz，每機(jī)器周期為 1μ s，則只需 2μ s 以上時(shí)間的高電平，在 RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。單片機(jī)常見的復(fù)位如圖所示。電路為上電復(fù)位電路，它是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在接電瞬間， RESET端的電位與 VCC 相同，隨著充電電流的減少， RESET的電位逐漸下降。只要保證 RESET為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正 常復(fù)位。該電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只需按圖中的 RESET鍵，此時(shí)電源 VCC 經(jīng)電阻 R R2 分壓，在 RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。 圖 4 單片機(jī)復(fù)位電路 數(shù)碼顯示模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式，用 P0 口來(lái)控制 LED 數(shù)碼管的段控線，而用 P2 口來(lái)控制其位控線。動(dòng)態(tài)顯示通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即循環(huán)點(diǎn)亮每一個(gè)數(shù)碼管，這樣雖然在任何時(shí)刻都只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但由于人眼存在視覺(jué)殘留效應(yīng)，只要每位數(shù)碼管間隔時(shí)間足夠短，就可以給人以同時(shí)顯示的感覺(jué)。 7 圖 5 數(shù)碼顯示電路 按鍵模塊 下圖為按鍵模塊電路原理圖， A 為復(fù)位鍵， B為時(shí)鐘調(diào)控鍵， C 為分鐘調(diào)控鍵。 圖 6 按鍵模塊電路原理圖 8 第四章 系統(tǒng)軟件 電路分析與 設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)分析 在編程上