【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 源工作正常。此時(shí)一個(gè)穩(wěn)定輸出 5V的電源已經(jīng)設(shè)計(jì)好，對(duì)于本設(shè)計(jì)它完全能夠滿足單片機(jī)及集成塊所需電源的要求。 晶振電路 圖 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 如圖 所示， XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取30PF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 AT89 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μ F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 復(fù)位 電路 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM的 00H處開(kāi)始運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕 復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是按鈕復(fù)位電路。 引腳 EA 設(shè)置 EA是外部寄存器選擇位，低電平有效， EA=1，程序從內(nèi)部 ROM啟動(dòng)， EA=0，程序則從外掛的 ROM芯片啟動(dòng)。 LED 顯示電路 設(shè)計(jì) 顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 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 所示。 圖 LED 顯示器的符號(hào)圖 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式 LED 顯示器件（半導(dǎo)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(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)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(hào)。 LED 數(shù)碼管有共陽(yáng)、共陰之分。圖 是共陽(yáng)式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和符號(hào) 。 圖 共陽(yáng)式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號(hào)圖 顯示電路顯示模塊需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間 ,即時(shí)、分、 秒，因此需要 6 個(gè)數(shù)碼管，另需兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示橫。 LED 顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。對(duì)于多位 LED 顯示器，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示。本方案 采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。 數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說(shuō)明： （ 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(lái)。 同時(shí)采用 74LS245 鎖存器芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管， 74LS245 鎖存器芯片有放大電流的作用，為數(shù)碼管提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流。 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 外圍 控制電路 設(shè)計(jì) 外圍控制電路包括校時(shí)，鬧鐘，秒表電路， 如圖 所示， 下面分別說(shuō)明下。 圖 按鍵電路 按鍵電路需要消抖，原理如下：當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，如圖 所示，往往按鍵在閉合位置和斷開(kāi)位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也回會(huì)出現(xiàn)類似的情況。這就是抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間隨鍵盤 材料和操作員而異，不過(guò)通常總是不大于 10ms。很容易想到，抖動(dòng)問(wèn)題不解決就會(huì)引起對(duì)閉合鍵的識(shí)別。用軟件方法可以很容易地解決抖動(dòng)問(wèn)題，這就是通過(guò)延遲 10ms來(lái)等待抖動(dòng)消失，這之后，再讀入鍵盤碼。 圖 按鍵抖動(dòng)信號(hào)波形 其次，按鍵電路的三個(gè)按鍵分別鏈接到 P1 的 3 個(gè)端口上， 本方案采 用查詢的方法檢測(cè)是否有按鍵按下。 鍵按下 前沿抖動(dòng) 后沿抖動(dòng) 閉合 穩(wěn)定 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 校對(duì)時(shí)間用三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。按調(diào)時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)小時(shí)的時(shí)間，按調(diào)分來(lái)調(diào)節(jié)分針的時(shí)間，按清零來(lái)復(fù)位時(shí)鐘。 鬧鐘電路 鬧鐘電路采用外部中斷 1 的觸發(fā)方式，一端接 ,另一端接地。同時(shí) 喇叭需要接到 P1 端口的某一位（本方案采用 端口） 。當(dāng)接到中斷響應(yīng)時(shí)， 執(zhí)行中斷服務(wù)函數(shù)， 端口輸出高電壓，觸發(fā) 鬧鐘。 秒表電路 同鬧鐘電路原理， 一端接到 端口 ， 另一端接地 ，采用外部中斷 0 觸發(fā)方式。 當(dāng)接到中斷響應(yīng)時(shí)，執(zhí)行中斷服務(wù)函數(shù)，秒表開(kāi)始工作。 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 4 數(shù)字 時(shí)鐘 的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實(shí)質(zhì)性功能）的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟 件的設(shè)計(jì)。單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)通常要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，設(shè)計(jì)出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開(kāi)發(fā)清晰、簡(jiǎn)潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、實(shí)行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改； （ 3）建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)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(shí)施軟件工程； （ 7）注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。 數(shù) 字鐘的原理圖 用 PROTUES 軟件，根據(jù)要求畫(huà)出數(shù)字電子鐘的原理圖如 圖 所示。 圖 數(shù)字鐘的原理圖 數(shù)字電子鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”，“分”，“秒”顯示于人的視覺(jué)器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為24 小時(shí)，顯示滿刻度為 23 時(shí) 59 分 59秒，另外還有校時(shí)功能。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 由顯示器“時(shí)”，“分”，“秒”和單片機(jī)，還有校時(shí)電路組成。 8 個(gè)數(shù)碼管的段選接到單片機(jī)的 P0 口，位選接到單片機(jī)的 P2 口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的工作原理工作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“ 秒單元”，“秒單元”采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分單元”的時(shí)鐘脈沖?！胺謫卧币膊捎?60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60 分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)單元”?！皶r(shí)單元”采用 24 進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天 24 小時(shí)的累計(jì)。顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”通過(guò)七段顯示器顯示出來(lái)。校時(shí)電路 用三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。按調(diào)時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)小時(shí)的時(shí)間，按調(diào)分來(lái)調(diào)節(jié)分針的時(shí)間，按清零來(lái)復(fù)位時(shí)鐘。 鬧鐘采用一個(gè)按鍵，中斷 1 中設(shè)立 s 狀態(tài)標(biāo)志變量，未按下時(shí) s=0，鬧鐘取消。第一次按下觸發(fā)中斷 1使 s=1，進(jìn)入設(shè)定鬧鐘狀態(tài)，第二次按下觸發(fā)中斷1 使 s=2，鬧鐘工作，時(shí)間與設(shè)定時(shí)刻一致時(shí)，鬧鐘響 (一分鐘后自動(dòng)關(guān)閉，可手動(dòng)關(guān)閉 )。 s 狀態(tài)切換（ 0》 1》 2》 0）通過(guò)外部中斷 1 實(shí)現(xiàn)。同理秒表也采用按鍵加外部中斷 0 的方式，設(shè)立 秒表 狀態(tài) 標(biāo)志變量 k,（ 0》 1》 2》 0）通過(guò)外部中斷 0 實(shí)現(xiàn)。 0 秒表關(guān)； 1 秒表從零計(jì)時(shí)； 2 秒表停，顯示計(jì)時(shí)時(shí)間 。