【正文】 2627參考文獻(xiàn)[1] 代啟化．基于 PROTEUS 的電路設(shè)計(jì)與方針[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，2022， 19：1921．[2] 夏繼強(qiáng)，沈德金．單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022：5174．[3] 曹巧媛．單片機(jī)原理與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2022：83107．[4] 集成電路原理及應(yīng)用[M].北京:光明日?qǐng)?bào)出版社，1987．184187 ．[5] 石文茂，宋若川， LM8376 用于定時(shí)記錄中的編碼方[J].1994．21(7)：1214 ．[6] 肖朝青．單片機(jī)原理及接口技術(shù)（修訂版）[M]．杭州：北京航空航天大學(xué)出版社，1998：171184．[7] 沈紅衛(wèi)．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022 年 1 月：94121．[8] 肖華等． MCS51 系列實(shí)用接口技術(shù)[M] ．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993：6487．[9] 曾繁泰，侯亞寧，[J].北京:清華大學(xué)出版社，2022: 1624[10] 黃秉英，肖明耀. 時(shí)間頻率的精確測(cè)量 [J] .，2022：89117。由于時(shí)間有限，準(zhǔn)備不夠充分，本課題的完成存在很多缺陷，如對(duì)單片機(jī)的了解不夠深入，未能夠選擇最佳的硬件型號(hào)及參數(shù)等。通過(guò) Keil 軟件對(duì)本文所設(shè)計(jì)的電子鬧鐘硬件及軟件進(jìn)行仿真操作，顯示該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是比較成功的。本課題以單片機(jī)最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)行電子鬧鐘的硬件電路設(shè)計(jì)，添加如溫度檢測(cè)設(shè)備等，并根據(jù)需要適當(dāng)改換部分元件的型號(hào)：AT89S51 工作于工作方式 1，時(shí)鐘芯片型號(hào)為 DS1302，數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片為 MAX7219，七段譯碼芯片型號(hào)為4511，晶振選擇 24M 晶振，以達(dá)到設(shè)計(jì)所需。25結(jié) 論本文首先介紹了課題的研究意義，并說(shuō)明本課題的主要工作。需要注意的是，當(dāng)把匯編語(yǔ)言源文件加入工程但還沒(méi)有關(guān)閉加入文件對(duì)話(huà)框時(shí)，有可能被誤認(rèn)為文件沒(méi)有成功地加入工程而再次進(jìn)行加入操作，系統(tǒng)將顯示所需的文件已經(jīng)加入的提示。如果不需要加入其他文件，單擊 Close 按鈕可以關(guān)閉加入文件對(duì)話(huà)框。雙擊要加入的文件名，或者選擇要加入的文件名再單擊 Add 按鈕即可完成把匯編語(yǔ)言源文件加入工程。在快捷菜單中選擇 Add File to Group “Source Group 1”，加入文件對(duì)話(huà)框被打開(kāi)。接著需要把匯編語(yǔ)言源文件加入工程之中。注意，匯編語(yǔ)言源文件的擴(kuò)展名應(yīng)該是 ASM，它應(yīng)該與工程文件存儲(chǔ)在同一文件夾內(nèi)。在圖 中已經(jīng)完成了匯編語(yǔ)言源文件的輸入，并且完成了源程序向當(dāng)前工程的添加。 源文件的輸入Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個(gè)文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在 “查找范圍”下拉列表框中選擇欲打開(kāi)的工程所在的文件夾，列表框中將出現(xiàn)該文件夾中的所有工程，選擇將要打開(kāi)的工程，單擊“ 打開(kāi)” 按鈕即可打開(kāi)一個(gè)工程。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中的菜單 Project 內(nèi)還包含 Open Project 和 Close Project 等選項(xiàng)。最后單擊“確定”按鈕即可完成芯片的選擇。在圖 所示的對(duì)話(huà)框中的 Data base 列表框中首先選擇生產(chǎn)芯片的公司名稱(chēng)Atmel，雙擊這個(gè)公司名稱(chēng)即可打開(kāi) Atmel 公司目前生產(chǎn)的所有芯片型號(hào)。圖 單片機(jī)芯片型號(hào)選擇對(duì)話(huà)框Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件支持許多公司生產(chǎn)的 MCS51 單片機(jī)兼容產(chǎn)品。單擊“保存”按鈕在完成一個(gè)工程創(chuàng)建的同時(shí)也打開(kāi)了單片機(jī)芯片型號(hào)選擇對(duì)話(huà)框。在如圖 所示的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的窗口中選擇 Project →New Project 命令將打開(kāi)建立新工程的對(duì)話(huà)框，如圖 所示。在開(kāi)始編寫(xiě)程序之前首先應(yīng)該建立一個(gè)工程。圖 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 工程的建立Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件對(duì) MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程采用工程（Project）管理。20圖 時(shí)間設(shè)置程序框圖21Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件安裝完成以后，計(jì)算機(jī)桌面上將產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)注有“Keil μVision2”的圖標(biāo)，雙擊這個(gè)圖標(biāo)就可以進(jìn)入 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。下載獲得的 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件是一個(gè)壓縮包，解壓后執(zhí)行其中的 程序就可以安裝這個(gè)軟件。19圖 中斷程序框圖 Keil 單片機(jī)模擬仿真調(diào)試軟件的安裝和啟動(dòng)Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件是目前獲得廣泛應(yīng)用的一種開(kāi)發(fā) MCS51 系列兼容單片機(jī)的軟件。本節(jié)介紹一種單片機(jī)模擬調(diào)試軟件的使用。(4) 時(shí)間設(shè)置程序系統(tǒng)通過(guò)按鍵檢測(cè)，更改顯示數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前時(shí)間修改的功能 程序設(shè)計(jì)子程序設(shè)計(jì)框圖 所示，具體程序見(jiàn)附錄 118圖 比較程序框圖 調(diào)試軟件及其環(huán)境單片機(jī)本身不具備自主開(kāi)發(fā)能力，即使在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成以后用戶(hù)也不能直接對(duì)程序進(jìn)行修改。 子程序及其功能簡(jiǎn)介(1) 比較程序每當(dāng)秒存儲(chǔ)單元的內(nèi)容為 0 時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用比較子程序可判斷當(dāng)前時(shí)間是否符合鬧鈴條件，若符合，則調(diào)用發(fā)音子程序使蜂鳴器發(fā)出鬧鈴聲音。在正常時(shí)鐘顯示方式下按下K2鍵時(shí)，轉(zhuǎn)為年、月、日顯示．按下 K3鍵，可進(jìn)入秒表狀態(tài)，按下K4鍵可顯示鬧鐘定時(shí)時(shí)間。利用K1～K4按鍵可對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)時(shí)當(dāng)首次按下K1按鍵時(shí)，顯示數(shù)碼管第一位閃爍，繼續(xù)按鍵時(shí)，下一位閃爍。定時(shí)器T0產(chǎn)生10 ms的中斷信號(hào)，每經(jīng)過(guò)1t30次中斷，時(shí)鐘秒位加一，秒位經(jīng)60次加一后向時(shí)位進(jìn)位，當(dāng)時(shí)問(wèn)為23時(shí)59分59秒時(shí)，秒位再加一后變?yōu)?0時(shí)00分00秒．當(dāng)按鍵切換為電子秒表功能時(shí)，T0 每產(chǎn)生一次中斷，十毫秒單元加一，十毫秒單元經(jīng)過(guò)l0次加一后，百毫秒單元加一。共陰極數(shù)碼管 8 個(gè)，4511 七段譯碼芯片 1 片， 24M 晶振 1 個(gè)。 硬件選擇單片機(jī)選用 AT89S51 型，它是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀儲(chǔ)存的低電壓、高性能 CMOS8 位微處理器，該器件采用 ATMEL 高密度非易失性存儲(chǔ)器制造技術(shù)與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT8951 是一種高效微控制器，為很多嵌入控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。在這里，我們?cè)诰w某一方向加一電場(chǎng)，從而在與此垂直的方向產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，有了機(jī)械振動(dòng)，就會(huì)在相應(yīng)的垂直面上產(chǎn)生電場(chǎng)，從而使機(jī)械振動(dòng)和電場(chǎng)互為因果，這種循環(huán)過(guò)程一直持續(xù)到晶體的機(jī)械強(qiáng)度限制時(shí)，才達(dá)到最后穩(wěn)定，這種壓電諧振的頻率即為晶體振蕩器的固有頻率。它被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類(lèi)振蕩電路中。14AT89S51 單片機(jī)內(nèi)有 2 個(gè)可編程的 16 位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，并工作在方式 l 下，晶振頻率為 12MHz。所以，程序和其數(shù)據(jù)組合起來(lái)的大小，限制在DS 所指的64K 內(nèi)，這就是COM文件不得大于64K的原因。通常是將DS固定，而根據(jù)需要修改CS。為了運(yùn)用所有的內(nèi)存空間，8086設(shè)定了四個(gè)段寄存器，專(zhuān)門(mén)用來(lái)保存段地址：CS（ CODE SEGMENT）：代碼段寄存器；DS（DATA SEGMENT）：數(shù)據(jù)段寄存器；SS（STACK SEGMENT ）：堆棧段寄存器；ES（EXTRA SEGMENT）：附加段寄存器。CL＝ CX：計(jì)數(shù)寄存器，常用于計(jì)數(shù)； DHamp。AL＝ AX：累加寄存器，常用于運(yùn)算； BHamp。(3)可以用來(lái)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)到電腦的周邊設(shè)備。寄存器的用途：(1)可將寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)及邏輯運(yùn)算。在多路數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路選出來(lái)的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器，也稱(chēng)多路選擇器或多路開(kāi)關(guān)。13 顯示電路顯示器 DRIVER 根據(jù)需要顯示當(dāng)前時(shí)間、用戶(hù)設(shè)置的鬧鐘時(shí)間或用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入的新時(shí)間，同時(shí)判斷當(dāng)前時(shí)間是否已到了鬧鐘時(shí)間，實(shí)際上是一個(gè)多路選擇比較器。由于石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率很高，要得到秒脈沖，需要用分頻電路。在中央處理器的算術(shù)及邏輯部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。寄存器是中央處理器內(nèi)的組成部份，是有限存貯容量的高速存貯部件，它們可用來(lái)暫存指令、數(shù)據(jù)和位址。計(jì)數(shù)器的作用是：通常情況下進(jìn)行時(shí)鐘累加計(jì)數(shù)，必要時(shí)可以置入新的時(shí)鐘值，然后從該值開(kāi)始新的計(jì)數(shù)。沒(méi)有像累加器這樣的暫存器，那么在每次計(jì)算 (加法，乘法，移位等等) 后就必須要把結(jié)果寫(xiě)回到內(nèi)存，也許然后再讀回來(lái)。 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 ALARMCOUNTER 實(shí)際上是一個(gè)異步復(fù)位、異步置位的累加器。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)” ，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。 系統(tǒng)組成該數(shù)字鬧鐘包括以下幾個(gè)組成部分：(1) 顯 示 屏 ： 由 6 個(gè) 七 段數(shù)碼管組成，用于顯示當(dāng)前時(shí)間(時(shí) 分 秒) 或設(shè)置的鬧鐘時(shí)間；(2) KEY 鍵：用于輸入新的時(shí)間或新的鬧鐘時(shí)間時(shí)，對(duì)每位輸入數(shù)字的確認(rèn)；(3) TIME(時(shí)間)鍵：用于確定新的時(shí)間設(shè)置； (4)鬧鐘鍵：用于確定新的鬧鐘時(shí)間設(shè)置，或顯示已設(shè)置的鬧鐘時(shí)間；(5) 揚(yáng)聲器：在當(dāng)前時(shí)鐘時(shí)間與鬧鐘時(shí)間相同時(shí)，發(fā)出蜂鳴聲。表 特殊功能存儲(chǔ)器的復(fù)位值特殊功能寄存器 復(fù) 位 值 特殊功能寄存器 復(fù) 位 值PC 0000H TMOD 00HACC 00H TCON 00HB 00H TH0 00HPSW 00H TL0 00HSP 07H TH1 00HDPTR 0000H TL1 00HP0～P3 FFH SCON 00HIP XXX0 0000B SBUF XXXX XXXXBIE 0XX0 0000B PCON 0XXX 0000B注：PC 稱(chēng)為程序指針，它被用來(lái)存儲(chǔ)下一條要執(zhí)行的指令地址，PC 的位置并不在特殊功能存儲(chǔ)器區(qū)域。相應(yīng)的特殊功能存儲(chǔ)器的復(fù)位值如表 所示。C1 的推薦值是 10μF，R1 的推薦值是 10kΩ。隨著 C1 充電，它兩端的電壓上升，使得引腳 RST 上電壓下降，最終使單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)。圖 所示復(fù)位電路由 C1 和 R1 組成。只要引腳 RST 保持高電平，單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位。 復(fù)位電路對(duì)于 AT89S51 芯片，如果引腳 RST（引腳 9）保持 24 個(gè)時(shí)鐘周期的高電平，單片機(jī)就可以完成復(fù)位。單片機(jī)的時(shí)鐘頻率取決于晶體 CRY 的頻率，如果采用面包板來(lái)組裝單片機(jī)應(yīng)用電路，晶體 CRY 的推薦值為 12MHz 以下，電容 C2 與 C3的取值范圍為 30pF～50pF。在這個(gè)放大電路的對(duì)外引腳 XTAL2（引腳 18）和 XTAL1（引腳19）接上晶體和電容就