【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在本設(shè)計(jì)中選擇采用了LED數(shù)碼管作為顯示。 (3)時(shí)鐘電路的選擇方案和論證 方案一：采用DS12887時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS12887芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，雖然精度高，但是成本相對(duì)高，本設(shè)計(jì)不需要如此顯示精度及詳細(xì)度。 方案二：采用外部晶振提供時(shí)鐘頻率，直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)星期、時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)。采用此種方案可以減少芯片的使用，節(jié)約成本，適用更多的用戶需求。 在本設(shè)計(jì)中直接采用方案二的時(shí)鐘電路為電路提供時(shí)鐘控制模塊。 (4)鍵盤模塊的選擇方案和論證 方案一：采用獨(dú)立式的非編碼鍵盤模式，在此種連接方式中，每個(gè)按鍵都是相互獨(dú)立的，均需占用CPU的一條I/O輸入數(shù)據(jù)線。 方案二：采用行列式的非編碼鍵盤，它是一種把所有按鍵排列成行列矩陣的鍵盤，所以，一個(gè)MN的行列式的非編碼鍵盤只需M條行線以及N條列線，共要占用M+N條單片機(jī)的端口線，本設(shè)計(jì)中按鍵只有五個(gè)，因此不采用此方案。 在本設(shè)計(jì)中采用方案一的鍵盤來對(duì)現(xiàn)實(shí)電路，和澆水設(shè)置進(jìn)行設(shè)定。 最終方案決定及電路設(shè)計(jì) 綜上各方案所述，對(duì)此次設(shè)計(jì)的方案選定：采用AT89C51作為主控制系統(tǒng)；LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描作為顯示系統(tǒng)；采用單片機(jī)自身的定時(shí)計(jì)數(shù)器作為時(shí)鐘電路；系統(tǒng)電路圖見附錄。 第四章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 硬件電路是系統(tǒng)的重要部分，在本次設(shè)計(jì)中主要是以AT89C51為核心控制器。外加一些控制電路來實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的基本功能。下面分別介紹各個(gè)控制電路的功能及工作原理。 AT89C51的介紹 89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的CMOS8位微處理器，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。它低電壓、高性能。該器件采用ATMEL高密度肥肉非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)來加工的，并且可以與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。因?yàn)閷⒍喙δ?位CPU和閃爍存儲(chǔ)器結(jié)合在一個(gè)芯片中，使得ATMEL的89C51成為一種高效的微控制器 89C單片機(jī)，為許多嵌入式的控制系統(tǒng)完美的提供了一種不僅靈活性高而且價(jià)廉的方案。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖41所示 圖41 89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 89C51單片機(jī)基本組成包括有： 178。 一個(gè)8位的微處理器 178。 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM有128B 178。 21個(gè)特殊功能寄存器SFR 178。 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器Flash ROM 有4KB 178。 可尋址片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB的ROM 178。 可尋址片外64KB的RAM 178。 4個(gè)8位并行I/O接口(P0—P3) 178。 一個(gè)全雙工通用異步串行接口UART 178。 兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 178。 五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng) 178。 具有位操作功能的布爾處理機(jī)及位尋址功能 178。 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路 AT89C51主要部件也可以劃分為CPU、存儲(chǔ)器、I/O端口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和終端系統(tǒng)等五部分。CPU包括運(yùn)算器、控制器；存儲(chǔ)器包括程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 引腳說明 AT89C51共含有40個(gè)引腳，分為端口線、電源線、控制線三類。如圖42所示： 圖42 AT89C51封裝和引腳分配1. 電源引腳(2條) ① Vcc (40腳)：電源端，接+5V電源。 ② GND(20腳)：接地端，接地端。 2. 控制引腳(6條) ① XTAL1和XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入線。 XTAL1(19腳)：片內(nèi)振蕩電路反相放大器輸入。 XTAL2(18腳)：片內(nèi)振蕩電路反相放大器輸出。 當(dāng)采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí),片外連接石英晶體和微調(diào)電容，產(chǎn)生原始的振蕩脈沖信號(hào)。采用外部時(shí)鐘時(shí)，XTAL1輸入外部時(shí)鐘脈沖信號(hào), XTAL2懸空。相應(yīng)電路如圖43所示。 圖43 89C51的晶振連接圖 ②RST (9腳) : 復(fù)位信號(hào)輸入端。 高電平有效，保持兩個(gè)機(jī)器周期高電平時(shí),完成復(fù)位操作。 ③ALE/ (30腳) :地址鎖存允許輸出端/編程脈沖輸入端 。 正常時(shí),連續(xù)輸出振蕩器頻率的1/6正脈沖信號(hào)。訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)：作為鎖存P0口低8位地址的控制信號(hào)。對(duì)89C51片內(nèi) ROM編程寫入時(shí)：作為編程脈沖輸入端。