【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為定時(shí)器工作方式，每個(gè)機(jī)器周期給定時(shí) /計(jì)數(shù)器加 1，由于一個(gè)機(jī)器周期包含 12 個(gè)震蕩周期，故計(jì)數(shù)的速率是震蕩器的 1/12；作為計(jì)數(shù)器工作時(shí)，每當(dāng) T0 或 T1 的外部輸入信號(hào)引腳（即 腳或 腳）由 1 轉(zhuǎn) 0 時(shí)，計(jì)數(shù)器加 1。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 和 T1 除具有兩種工作方式外，還具 有 4 鐘工作模式。 模式 0: 13 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 模式 1: 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 模式 2: 8 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，可重裝初值。 模式 3: 定時(shí) /計(jì)數(shù) 器 0 分為兩個(gè) 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 在此方式無(wú)意義 。 與定時(shí) /計(jì)數(shù)器有關(guān)的特殊功能計(jì)數(shù)器 為 TMOD和 TCON,其相關(guān)格式如表 22 所示 。 表 22 TMOD 格式 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 12 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/ T M1 M0 GATE C/ T M1 M0 GATE=0，表示相應(yīng)的外部中斷不起作用； GATE=1，表示相應(yīng)的外部中斷起作用。 C/ T =0，表示定時(shí)器工作方式； C/ T =1，表示計(jì)數(shù)器工作方式。 M1M0 表示定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作模式的選擇。 M1M0=00，選擇工作模式 0； M1M0=01，選擇工作模式 1； M1M0=10，選擇工作模式 2； M1M0=11，選擇工作模式 3。 6. 中斷系統(tǒng) AT89C51 單片機(jī) 的中斷系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷源。 AT89C51 的 5 個(gè)中斷源中，兩個(gè)為外部中斷 INT0 ( 腳 )和 INT1 ( 腳 )輸入中斷請(qǐng)求；兩個(gè)為片內(nèi)定時(shí) /計(jì)數(shù) 器 T0、 T1 溢出中斷請(qǐng)求 TF0 和 TF1；一個(gè)為片內(nèi)串行口中斷請(qǐng)求 TI（發(fā)送中斷）和 RI（接受中斷）。這些溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志分別由特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 的相應(yīng)位鎖存。 7. 時(shí)鐘電路 AT89C51 芯片內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但晶體振蕩器和微調(diào)電容必須外接。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，振蕩器的頻率范圍為 ～ 12MHz，典型取值為 6MHz。 8. 總線 以上所有組成部分都是通過(guò)總線連接起來(lái)，從而構(gòu)成一個(gè)完整的 單片機(jī)。系統(tǒng)的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)都是通過(guò)總線傳送的，總線結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。 軟件的仿真技術(shù) keil 仿真 Keil 公司是一家業(yè)界領(lǐng)先的微控制器（ MCU）軟件開發(fā)工具的獨(dú)立供應(yīng)商。 Keil公司由兩家私人公司聯(lián)合運(yùn)營(yíng)，分別是德國(guó)慕尼黑的 Keil Elektronik GmbH 和美國(guó)德克薩斯的 Keil Software Inc。 Keil公司制造和銷售種類廣泛的開發(fā)工具，包括 ANSI C 編譯器、宏匯編程序、調(diào)試器、連接器、庫(kù)管理器、固件和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)核心（ realtime kernel）。有超過(guò) 10 萬(wàn)名微控制器開發(fā)人員在使用這種得到業(yè)界認(rèn)可的解決方案。其 Keil C51 編譯器自 1988 年引入市場(chǎng)以來(lái)成為事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并支持超過(guò) 500 種 8051 變種 protues 仿真 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)13 與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430 等， 20xx 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯器。 Proteus 仿真軟件包含兩個(gè)應(yīng)用程序， Proteus ISIS 和 Proteusares Proteus ISIS 是 Proteus 系統(tǒng)的核心，擁有超過(guò) 8000 元件的大型元件庫(kù)，包含幾千個(gè)模 擬和數(shù)字電路中常用的 Spice 模型及各種動(dòng)態(tài)元件，如三極管、 555 定時(shí)器等基本元件，完全適合于仿真模型。同時(shí) ISIS 也為用戶提供了非常友好的作圖界面，元件之間的連線方便、靈活、高效率，剪切、移動(dòng)等操作借助鼠標(biāo)可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)；另外， ISIS 還支持層次圖設(shè)計(jì)，支持 WMF、 BNP、 DXF 等多種圖形輸出格式。 14 3 電子時(shí)鐘的硬件 電路 設(shè)計(jì) 電路是由控制部分和顯示部分兩大部分組成。利用單片機(jī)程序進(jìn)行控制，并通過(guò)數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 系統(tǒng)控制電路 （單片機(jī)系統(tǒng)） 單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括： 電源 電路 、 晶振 電路、 復(fù)位 電路 和引腳 EA 的接入狀態(tài) ，如圖 31 所示 。 圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 電路 VCC 40 接入 電源端 ； GND 20 接地端 ； 工作電壓為 5V。 蕩電路 系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是 利用芯片內(nèi)部的振蕩電路 來(lái)完成的 。 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。 AT89C51 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。 15 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 RET 引腳 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)采用的是上電自動(dòng)復(fù)位電路。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部 RAM 有所影響 。 4. EA 接入狀態(tài) 引腳 EA接入高電平， 表示訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)程序計(jì)數(shù)器的值超過(guò) 0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。 秒信號(hào)產(chǎn)生電路 本次時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是利用芯片內(nèi)的震蕩電路，對(duì)定時(shí)器定時(shí) 50ms，然后通過(guò)定時(shí)中斷響應(yīng) 20 次來(lái)計(jì)時(shí) 1 秒鐘。 計(jì)時(shí)電路 計(jì)時(shí)電路是通過(guò)對(duì)秒信號(hào)的累計(jì)，秒信號(hào)達(dá)到 60，分加 1， 秒清零；分累計(jì)達(dá)到 60，小時(shí)加 1，分清零；小時(shí)達(dá)到 24，小時(shí)清零，如此循環(huán)計(jì)時(shí)。 校準(zhǔn)電路 在這次時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，是通過(guò) K、 kadd、 ksub 三個(gè)鍵 對(duì)時(shí)、分、秒來(lái)進(jìn)行 加、減 校對(duì)調(diào)整。 顯示電路 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。本次設(shè)計(jì)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。 16 本次設(shè)計(jì)是通過(guò) LED 采用動(dòng)態(tài)掃描的方式來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行顯示，其接口電路是把所有 LED 顯示器的 8 個(gè)筆劃段 a～ g、 dp 的同名端連在一起，由 P2 口控制公共的 COM 端來(lái)決定哪個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮（低 電平點(diǎn)亮）， P0 口輸入字形碼。通過(guò)輪流控制各個(gè)顯示器的 COM 端，使各個(gè)顯示器輪流點(diǎn)亮。由于每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的 ， 所以只要掃 描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感， 如圖 32（ a） 和圖 32（ b） 所示 。 圖 32（ a）數(shù)碼管連接電路 17 圖 32（ b）數(shù)碼管連接電路 功能選擇電路（鍵盤控制） 本次設(shè)計(jì)了 5 個(gè)鍵， kadd 和 ksub 用于 對(duì)時(shí)間進(jìn)行加減， K 用于 對(duì) 時(shí)，分，秒 進(jìn)行選擇 以及 判斷 時(shí)鐘 是否 從正常走時(shí)的狀態(tài)進(jìn)入到設(shè)定時(shí)間的狀態(tài)， K1 用于啟動(dòng) 時(shí)鐘 ，讓時(shí)鐘開始走時(shí) ， K2 用于對(duì)時(shí)鐘的鬧鈴時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。 按鍵 電路 的 連接 關(guān)系如圖 33所示 。 18 圖 33 按鍵控制電路的連接圖 定時(shí)鬧鈴電路 本 次 設(shè)計(jì) 的 電子時(shí)鐘有到時(shí)響鈴的功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)指定時(shí)間 時(shí) ，蜂鳴器就會(huì)啟動(dòng)，發(fā)出響聲 5 秒，其電路連接如 圖 34 所示 。 圖 34 蜂鳴器電路 連接圖 19 4 電子時(shí)鐘 的軟件 程序 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也是 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)。 主程序流程 主程序流程如圖 41 所示。 20 N Y