【文章內(nèi)容簡介】 PU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器、實時時鐘等外圍設備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡、復雜的輸入系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 單片機的發(fā)展史單片機誕生于 20 世紀七十年代末，經(jīng)歷了 SCM、MCU、SOC 三大階段。起初模型 即單片機微型計算機階段（Single Chip Microputer），主要是尋求最佳的單片機形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了 SCM 與通用計算機完成不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，Intel 公司功不可沒。 即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展 MCU 的重任不可避免的落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度看，Intel 逐漸淡出 MCU 的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展 MCU 方面，最著名的廠家當屬 Philips 公司。Philips 公司以其在嵌入式應用方面的巨大優(yōu)勢，將 MCS51 從單片機微型計算機發(fā)展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記 Intel 和 Philips 的歷史功績。嵌入式系統(tǒng)單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了 SoC 化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC 設計、EDA 工具的發(fā)展，基于 SoC 的單片機應用系統(tǒng)設計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片機微型計算機、單片微控制器延伸到單片機應用系統(tǒng)。軟件實踐設計說明書4 電子時鐘基本特點現(xiàn)在高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走路精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機械式傳動，用液晶顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時、分、秒顯示時間的功能。 電子時鐘基本特點 一個基本的數(shù)字鐘電路系統(tǒng)主要有秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、電路組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現(xiàn)，在此我們用定時器。將定時器與電阻、電容按照定時器構(gòu)成多諧振蕩器圖接線，組成一個輸出 1 秒的標準脈沖，將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”。第三章 系統(tǒng)總體設計及硬件設計5第三章 系統(tǒng)總體設計及硬件設計 單片機芯片選擇方案方案一：AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位CPU 和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡版本。AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。方案二：AT89S52 是一個低消耗，高性能 CMOS8 為單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP 的可反復撰寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器。主要性能有：與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容、全靜態(tài)操作：0Hz~33Hz、三級加密程序存儲器、 32 個可編程 I/O 口線、三個 16 位定時器/計數(shù)器、八個中斷源、全雙工 UART 串行通道、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符、易編程。由于只需要實現(xiàn)顯示時間簡單的功能，兩個單片機就能很好的實現(xiàn)該功能。我們優(yōu)先考慮單片機的成本所以選擇方案一。 數(shù)碼管顯示選擇方案 數(shù)碼管顯示工作原理數(shù)碼管是一種把多個 LED 顯示段集成在一起的顯示設備。有兩種類型，一種是共 陽型，一種是共陰型。共陽型就是把多個 LED 顯示段的陽極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個 LED 顯示段的陰極接在一起，即為公共商。陽極即為二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負極，又稱為負極。通常的數(shù)碼管又分為 8 段，即 8 個LED 顯示段，這是為工程應用方便如設計的，分別為 A、 B、C、D、E、F、G、DP，其中 DP 是小數(shù)點位段。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共端會連接在一起，不同位的數(shù)碼軟件實踐設計說明書6管的相同端也會連接在一起。即，所有的 A 段都會連在一起，其它的段也是如此，這是實際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的 8 段輸入及其公共端電平一直有效。動態(tài)顯示的原理是，各個數(shù)碼管的相同段連接在一起，共同占用 8 位段引管線；每位數(shù)碼管的陽極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，當全段掃 描速度大于視覺暫留速度時，顯示就會清晰顯示出來。 數(shù)碼管方案及選擇方案一：靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示，即當顯示器顯示器顯示某一個字符時，相應的發(fā)光二極管恒定導通或截止。該方式每一位都需要一個 8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時較小電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但因當所需現(xiàn)實的位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所需的I/O 口數(shù)較大，造成資源的浪費。方案二：動態(tài)顯示。動態(tài)顯示，即各位數(shù)碼管輪流點亮，對于顯示器各位數(shù)碼管，每隔一段延時時間循環(huán)點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但須保證掃描速度足夠快，人的視覺暫留功能才可察覺不到字符閃爍。顯示器的亮度與導通電流、點亮時間及間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省