【文章內(nèi)容簡介】 XTAL1 1 X1 產(chǎn)生振蕩頻 率信號(hào) 22 開關(guān) AN SWPB 2 S1,S2 時(shí)間調(diào)整（ S1復(fù)位， S2 調(diào)時(shí)間） 23 底座 4 對元器件的支 撐 注意方向 24 印制電路板 數(shù)字鐘 1 電路板 25 排線 1 連接電源 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 3） 控制部分 AT89C52 單片機(jī) AT89C52 單片機(jī)概述： AT89C52 單片機(jī)是國 Atmel 公司生產(chǎn)的采用高性能的靜態(tài)89C2051 設(shè)計(jì)，是一個(gè)低電壓，高性能 CHMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4kbytes 的可反復(fù)擦寫的只讀 Flash 程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元。 AT89C52 是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，其中 P1 是一個(gè)完整的 8 位雙向 I/O 口，兩個(gè)外中斷口，兩個(gè) 16 位可編程 定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。 此外，由于器件采用了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，可提供很寬的操作頻率范圍 (頻率 0HZ12MHZ)。 在本設(shè)計(jì)中 AT89C52 的時(shí)鐘電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，此方式是在 XTAL1 和 XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器。在本設(shè)計(jì)中 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接 12MHz 晶體振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路。本設(shè)計(jì)采用按鍵手動(dòng)復(fù)位的按鍵電平復(fù)位 （見圖 圖 6） 。 圖 5 時(shí)鐘輸入 圖 6 復(fù)位電路 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)（論文） 14 AT89C52 在本設(shè)計(jì)中的 I/O 口應(yīng)用： AT89C52 的 控制 74LS244 實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管段選； AT89C52 的 控制 六個(gè)三極管 實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管位選。 （ 4） 數(shù)碼管顯示部分 本設(shè)計(jì)中所涉及數(shù)碼管分別 采用共陽 與共陰 數(shù)碼管，顯示電路為動(dòng)態(tài)掃描式顯示 。（如圖 圖 8所示） 圖 7 共陰極 數(shù)碼管及顯示電路選擇 圖 8 共陽極數(shù)碼管及顯示電路選擇 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)（論文） 15 數(shù)碼管顯示位選： AT89C52 的 輸出控制數(shù)碼管位選，在本次設(shè)計(jì)的電路中，因?yàn)槭鞘褂玫氖枪碴枖?shù)碼管，因此由 AT89C52 的 的輸出控制 六個(gè)三極管 ，使之輸出相應(yīng)的端口為低電平，控制數(shù)碼管點(diǎn)亮。 圖 9數(shù)碼管位選原理 數(shù)碼管段選 AT89C52 的 控制 74LS244 實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管段選，在本次設(shè)計(jì)的電路中，由于 數(shù)碼 管使用的是共陽數(shù)碼管，在輸出的是要低 電平。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，怕在芯片輸出的電流信號(hào)過大，因此在輸出的時(shí)候加了限流電阻，為保護(hù)數(shù)碼管，防止燒壞。 圖 10數(shù)碼管段選原理 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)（論文） 16 （ 5）原理圖 原理圖見圖 11 圖 11原理圖 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 6） PCB圖 圖 12 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)（論文） 18 （ 7）實(shí)物圖 以及調(diào)試 根據(jù)元器件和 PCB 板焊接實(shí)物 實(shí)物圖見圖 13 1． 實(shí)物圖 圖 13 實(shí)物圖 2． 調(diào)試 按 S1復(fù)位，數(shù)碼管上的數(shù)字為 12： 59： 50； 長按 S2，再松開。對時(shí)鐘部分進(jìn)行調(diào)整； 調(diào)整完時(shí)鐘之后，再長按 S2，對分鐘部分進(jìn)行調(diào)整； 調(diào)整完分鐘之后，再長按 S2，對秒鐘部分進(jìn)行調(diào)整。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 六 、 軟件設(shè)計(jì) （ 1） 總的設(shè)計(jì)思想 在本次主要是使用的是數(shù)字鬧鐘 ,因此主要部分是數(shù)字鐘的實(shí)現(xiàn) ,因此要實(shí)現(xiàn)這樣的功能必須要在硬件 的電路上實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的實(shí)現(xiàn) ,然后在此基礎(chǔ)上逐步實(shí)現(xiàn)其他的功能 , 數(shù)字電子鐘的程序大概可以分為三個(gè)部分：時(shí)鐘主程序、時(shí)鐘顯示程序、時(shí)鐘中斷程序。時(shí)鐘主程就是對時(shí)鐘的各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘顯示程序是將秒顯示用發(fā)光二極管顯示 ,每一秒點(diǎn)亮一次；將分個(gè)位、分十位、時(shí)個(gè)位、時(shí)十位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)通過設(shè)置段選和位選、由 74LS244N 段選譯碼，最后顯示在相應(yīng)的數(shù)碼管上。 ① 總體介紹： 此部分主要介紹定時(shí)模塊，和顯示模塊。定時(shí)部分采用經(jīng)典的定時(shí)器定時(shí)。它實(shí)現(xiàn)了數(shù)字鐘的主要部分，和秒表的主要部分，以及產(chǎn)生報(bào)時(shí)信號(hào)，定時(shí)設(shè)置。顯示模塊是實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的又一重要部分，其模塊的獨(dú)立程度直接影響到數(shù)字鐘的可視化程度。在此部分的設(shè)計(jì)中，設(shè)置專用顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 40h45h，與分，時(shí)及其他數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)別，在其中存放的是顯示段碼，而其他緩沖區(qū)存放的是時(shí)間數(shù)據(jù)。在顯示時(shí)，首先將時(shí)間十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示段碼，然后送往數(shù)碼管顯示。顯示段碼采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。在要求改變顯示數(shù)據(jù)的類別時(shí)，只須改變 @R0（指向數(shù)據(jù) 緩沖區(qū)的指針）指向的十進(jìn)制數(shù)據(jù)緩沖區(qū)即可。 ② 數(shù)據(jù)調(diào)整： 數(shù)據(jù)調(diào)整有多種方式。一、可以直接進(jìn)入相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行有關(guān)操作，二、將調(diào)整分兩步，先進(jìn)入狀態(tài)，然后執(zhí)行操作，這兩步分別由兩個(gè)鍵控制。方式一、比較直接，設(shè)計(jì)思想也比較簡單，但是，這種方式存在操作時(shí)間和控制鍵數(shù)目的矛盾。如果用比較少的鍵，那么可能會(huì)在進(jìn)入狀態(tài)后處于數(shù)據(jù)調(diào)整等待狀態(tài)，這樣會(huì)影響到顯示的掃描速度（顯示部分可以采用 8279 芯片來控制，可以解決此問題）。 當(dāng)然在這種方式下，還可以使用多個(gè)狀態(tài)鍵，每個(gè)狀態(tài)鍵，完成一個(gè)對應(yīng)數(shù)據(jù)的調(diào)整。如果采用二的方式， 就不會(huì)出現(xiàn)這種情況。因?yàn)闋顟B(tài)的調(diào)整，與狀態(tài)的操作可以分別由兩個(gè)鍵控制，其狀態(tài)的調(diào)整數(shù)可以多達(dá) 256 個(gè)（理論上），操作的完成是這樣的，一鍵控制狀態(tài)的調(diào)整，一鍵控制數(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 據(jù)的調(diào)整（具體操作如圖 2）。以上兩種方式的實(shí)現(xiàn)都可以采用查詢和中斷的方式。兩種方式必須注意的問題是兩者進(jìn)行相關(guān)操作的過程不能太長否則會(huì)影響顯示的掃描。利用查詢的方式，方法傳統(tǒng)，對此就不作過多的討論，以下是采用中斷的方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字鐘的一些討論和有關(guān)問題作的一些處理?；谝陨系挠懻摽梢栽O(shè)計(jì)如下：將調(diào)整分為狀態(tài)調(diào)整和數(shù)據(jù)調(diào)整兩部分，每次進(jìn)入中斷只執(zhí)行一次 操作，然后返回，這樣，就不必讓中斷處于調(diào)整等待狀態(tài)，這樣，可以使中斷的耗時(shí)很小。將定時(shí)器中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為最高級(jí)，那么中斷的方式和查詢的方式一樣不會(huì)影響到時(shí)鐘的記數(shù)?；谝陨系挠懻摚瑪?shù)據(jù)修改的具體操作如下。 在狀態(tài)進(jìn)入后，調(diào)整指針的指向如右圖所示：在右圖中 @R1表示指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，狀態(tài) 2 狀態(tài) 3 狀態(tài) 4 狀態(tài) 5 狀態(tài) 6 @R1HOUR @R1FS @R1SS @R1NULL 狀態(tài) 1 @R1MBF 圖 14 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 它主要是為數(shù)據(jù)的調(diào)整而設(shè)立的，在圖中： MBF 、 HOUR、 FS、 SS，分別表示時(shí)鐘的分、時(shí)，定時(shí)設(shè)置分、時(shí)，的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。狀態(tài) 5 是秒表進(jìn)入狀態(tài)，狀態(tài) 6是時(shí)鐘正鐘顯示狀態(tài)。 在程 序中 @R1為專用指針，它的值只在狀態(tài)調(diào)整時(shí)改變，每次運(yùn)行圖示模塊，只改變一次狀態(tài)，就跳出程序。調(diào)整數(shù)據(jù)只須改變 @R1 中的數(shù)據(jù)即可。 注： 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序和定時(shí)器中斷程序兩大模塊。 （ 2） 中斷程序設(shè)計(jì) 概述 中斷程序完成時(shí)間計(jì)數(shù)，時(shí)間調(diào)整，誤差消除等功能。中斷采用 AT89C52 內(nèi)部 T0中斷實(shí)現(xiàn)，定時(shí)時(shí)間為 125ms，當(dāng)時(shí)間到達(dá) 125ms 8,即 1 分鐘時(shí)，分計(jì)數(shù)緩沖器MINBUFFER 增加 1，到達(dá) 1 小時(shí)，則時(shí)計(jì)數(shù)緩沖器 HOURBUFFER 增加 1，并將分、時(shí)的個(gè)位、十位放入顯示緩沖器。當(dāng)分計(jì) 數(shù)緩沖器和時(shí)計(jì)數(shù)緩沖器分別到達(dá) 60min、 24h 時(shí)，則對它們清零，以便從新計(jì)數(shù)。在中斷設(shè)計(jì)中，還通過軟件實(shí)現(xiàn)了累計(jì)誤差消除功能，使整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間的精確度得到保證。 （ 3） 設(shè)計(jì)程序的流程圖 在以下流程圖中只描述了基本的功能，如給顯示位加點(diǎn)，中斷程序狀態(tài)調(diào)整，加一操作，顯示狀態(tài)的切換，在流程圖中都沒有描述。但其設(shè)計(jì)就是基于以上介紹的顯示指針，和狀態(tài)指針的思想。在程序中用 @R0,@R1 充當(dāng)此指針。 程序設(shè)計(jì)的基本流程圖如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 開始 各緩沖區(qū)初始化 對定時(shí)器，中斷設(shè)置 開始計(jì)數(shù) 顯示緩沖單元首址送 R0， 掃描初值送