【正文】 主程序清單見(jiàn)。參看LOP標(biāo)號(hào)地址到AA標(biāo)號(hào)地址之間的內(nèi)容。因此，在程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常要進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。參看MAIN標(biāo)號(hào)地址到LOP標(biāo)號(hào)地址之間的內(nèi)容。④ INT1中斷：采用外部中斷工作方式，完成鬧鐘時(shí)間輸入功能。② T1中斷：采用T1定時(shí)中斷方式，產(chǎn)生100ms（或50ms）的單位時(shí)間。MCS51系列單片機(jī)復(fù)位后，特殊功能寄存器IE、IP的內(nèi)容均為00H，所以應(yīng)對(duì)IE、IP進(jìn)行初始化編程。一般應(yīng)在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口處寫(xiě)一條跳轉(zhuǎn)指令，并以跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址作為中斷服務(wù)程序的起始地址進(jìn)行編程。所以，編程時(shí)應(yīng)在000H處寫(xiě)一條跳轉(zhuǎn)指令。地 址 分 配作 用60H～7FH 堆棧區(qū)40H～43H LED段碼顯示緩沖區(qū)，存儲(chǔ)顯示字符的BCD碼。根據(jù)模塊的劃分原則，我們將該程序劃分成七個(gè)模塊。控制參數(shù)是指模塊進(jìn)入和退出的條件及方式，數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間的信息交換（傳遞）方式、交換量的多少及交換的頻繁程度。劃分模塊時(shí)應(yīng)遵循下述原則：(1) 每個(gè)模塊應(yīng)具有獨(dú)立的功能，能產(chǎn)生一個(gè)明確的結(jié)果。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先要確定軟件設(shè)計(jì)方案，即確定該軟件應(yīng)該完成哪些功能；其次是規(guī)劃這些功能需要分成多少個(gè)功能模塊，以及每一個(gè)程序模塊的具體任務(wù)是什么。至此，我們已經(jīng)完成了電子時(shí)鐘的功能，還需要有相應(yīng)的軟件配合，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該電路的工作原理是：當(dāng)VT2的基極為低電平時(shí)，VT2導(dǎo)通，dp段被點(diǎn)亮，即“：”段與LED數(shù)碼管的第二位一起被點(diǎn)亮；當(dāng)VT2的基極為高點(diǎn)平時(shí)，VT2截止，dp段熄滅。dp(“：”冒號(hào))的驅(qū)動(dòng)電路由VTRR5和晶體管等器件組成，RR5分別為發(fā)射極、基極的限流電阻。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)過(guò)程，可設(shè)計(jì)出電子鐘的硬件電路原理圖如圖1所示。蜂鳴器有長(zhǎng)聲和短聲良種，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，本設(shè)計(jì)選擇短聲蜂鳴器。 蜂鳴器電路與單片機(jī)的接口：。壓電式蜂鳴器（H）作為三級(jí)管VT的集電級(jí)負(fù)載，當(dāng)VT導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲音；VT截止時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。這里采用軟件去抖的方法，程序見(jiàn)INTA或INTB中斷服務(wù)程序。設(shè)置當(dāng)前時(shí)間與鬧鐘時(shí)間的中斷服務(wù)程序，請(qǐng)參考軟件設(shè)計(jì)一節(jié)中的INTA、INTB子程序設(shè)計(jì)。，用與I/O接口方式時(shí)，在初始化程序中用指令“SETB ”對(duì)它進(jìn)行編程。，為了保證能正確輸入外部信息，在初始化程序中用指令“SEIB ”對(duì)它進(jìn)行編程。INT1的中斷服務(wù)程序的功能是輸入定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，程序的標(biāo)號(hào)地址為INTB。 獨(dú)立式鍵盤(pán)輸入接口(2) ALM鍵功能設(shè)置定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，即當(dāng)需要電子時(shí)鐘進(jìn)行定時(shí)（鬧鐘）服務(wù)時(shí)，可以通過(guò)該鍵的功能來(lái)輸入定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，使用ALM鍵與+1鍵、RET鍵配合來(lái)完成這一個(gè)功能。①當(dāng)SET鍵被按下時(shí)，在單片機(jī)的INT0管腳產(chǎn)生一個(gè)低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求是，就轉(zhuǎn)移到INT0中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行INT0的中斷服務(wù)程序。 鍵盤(pán)與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) ，將鍵盤(pán)直接與單片機(jī)的P3口連接，、ALM接入兩個(gè)外部中斷的請(qǐng)求信號(hào)INT0、INT1；、。本例只需要4個(gè)按鍵，因此選擇獨(dú)立式鍵盤(pán)。 在單片機(jī)組成的測(cè)控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得最多的是非編碼鍵盤(pán)。 按鍵電路設(shè)計(jì)與器件選擇電子時(shí)鐘應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)具備兩項(xiàng)基本功能，一是隨時(shí)輸入定時(shí)（鬧鐘）時(shí)間，二是隨時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。該電路的工作原理是：當(dāng)P1口的低四位輸出短碼信號(hào)的BCD碼后，通過(guò)74LS48芯片的鎖存、譯碼和驅(qū)動(dòng)作用，輸出具有一定驅(qū)動(dòng)能力的7段字形碼，由于4LED的段碼輸入管腳是并聯(lián)在一起的，所以每一位LED的段碼輸入管腳都能獲得這個(gè)段碼信號(hào)。硬件電路連接如圖1所示。ULN2003的作用是接受來(lái)自單片機(jī)的位碼輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)反相放大后輸出，送到LED顯示器的位碼管腳，完成對(duì)位碼信號(hào)的反相和驅(qū)動(dòng)的功能。輸出與9腳配合，可驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如打印頭等。2803芯片的電路原理和2003完全相同，只是在結(jié)構(gòu)上2803比2003多一路驅(qū)動(dòng)器。前者是具有7個(gè)達(dá)林頓電路的集成芯片，后者是具有8個(gè)達(dá)林頓電路的集成芯片。經(jīng)過(guò)鎖存、譯碼和放大后，輸出7段字形碼到LED顯示器，完成對(duì)BCD碼到7段字形碼的鎖存、譯碼和驅(qū)動(dòng)的功能。在使用是，將該芯片的輸入端管腳A、B、C、D與單片機(jī)的P1口或者P3口連接，該芯片輸出端的7個(gè)管腳與LED顯示器的7個(gè)段碼管腳相連接。管腳圖中大寫(xiě)字母A、B、C、D為BCD碼的輸入端，小寫(xiě)字母a、b、c、d、e、f、g為字型碼輸出端，LT為燈測(cè)試輸入端，RBI為消隱輸入，RBO為消隱輸出。即在輸入端輸入要顯示字形的BCD碼，在輸出端就可以得到具有一定驅(qū)動(dòng)能力的7段顯示字形碼。這類芯片的型號(hào)有74LS474LS474LS2474LS248等。4位一體的時(shí)鐘型LED顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由4個(gè)單獨(dú)的LED和一個(gè)“：”LED組成，每個(gè)LED的段輸出管腳在內(nèi)部并聯(lián)后引出到器件的外部。其中管腳a、b、c、d、e、f、g為4位LED各段的公共引出端；DDDD4分別是每一位的共陰極輸出端；dp是小數(shù)點(diǎn)引出端。用“：”前的2位顯示“小時(shí)”的十位和個(gè)位，用“：”后的2位顯示“分”的十位和個(gè)位。 動(dòng)態(tài)掃描顯示電路的原理框圖 LED顯示器的選擇 在應(yīng)用系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)要求不同，使用的LED顯示器的位數(shù)也不同，因此生產(chǎn)廠家就生產(chǎn)了多種位數(shù)、尺寸、型號(hào)不同的LED顯示器。如果驅(qū)動(dòng)電路能力差，即負(fù)載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)期在超負(fù)荷下運(yùn)行容易損壞。顯示電路由LED顯示器、段驅(qū)動(dòng)電路和位驅(qū)動(dòng)電路組成。顯示器、鍵盤(pán)電路就是用來(lái)完成人機(jī)對(duì)話活動(dòng)的人機(jī)通道。 LED顯示電路設(shè)計(jì)與器件選擇 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都需要進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。電阻電容器件的參考值為R1=200W，R2=1KW，C3=22mA。只要VCC上升時(shí)間不超過(guò)1ms，它們都能很好地工作。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為2個(gè)機(jī)器周期以上。石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以，起結(jié)果只是機(jī)器周期時(shí)間不同，影響計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè)管腳，接一個(gè)晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路。該單片機(jī)在以上報(bào)告中已重點(diǎn)說(shuō)明，在此就不做過(guò)多說(shuō)了。在該電路連接中，放大器輸出端直接反饋到Rfb，其產(chǎn)生的模擬輸出電壓是單極性的。主要用于穩(wěn)定積分、精密加法比較、閩值電壓檢測(cè)、微弱信號(hào)精確放大等場(chǎng)合。DAC0832工作于直通方式時(shí)一般將控制信號(hào)CS、XFER、WRWR2直接接地，ILE管腳接高電平，則兩個(gè)寄存器都處于常通狀態(tài)，寄存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸入數(shù)據(jù)的變化而變化，D/AZ轉(zhuǎn)換器的輸入也同時(shí)跟隨變化。并不需要同時(shí)輸出，因此采用單緩沖方式接口。若上述條件有一個(gè)不滿足，則鎖存數(shù)據(jù)。WR1和WR2:寫(xiě)命令輸入線，WRI用于控制數(shù)字量到輸入寄存器，若WR2為`139。ILE : 允許數(shù)字輸入線，當(dāng)ILE為高電平時(shí)，允許數(shù)字量輸入。E)為電流輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時(shí)，需外加轉(zhuǎn)換電路；F)有5根控制線。C)低功耗，200mW。 芯片的選擇(1) D/A轉(zhuǎn)換器選用DAC0832該芯片是8位分辨率的D/A集成芯片，與微處理機(jī)完全兼容，具有價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，主要有如下特點(diǎn)A)可單緩沖或雙緩沖數(shù)字輸入。這一功能由一片DAC0832來(lái)完成，由于DAC0832是一種電流輸出型D/A芯片，因此其后端接一片運(yùn)算放大器構(gòu)成反相輸出電路以實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)輸出，然后再接入1片多路模擬開(kāi)關(guān)CD4051，將輸出擴(kuò)展為8路。 使用8255作LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示的接口電路 模擬信號(hào)輸出部分設(shè)計(jì) 信號(hào)輸出部分總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理之后，獲得被測(cè)對(duì)象的溫度值，但在有些時(shí)候需要控制被控對(duì)象的溫度，因此，要由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)控制。除了要給顯示器提供段（字形代碼）的輸入之外，還有對(duì)顯示器選擇位的控制，這就是通常所說(shuō)的段控和位控。這樣雖然在任何一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有視覺(jué)殘留效應(yīng)，看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮效果完全一樣。在此儀器的設(shè)計(jì)中，LED顯示器的顯示方式采用的是動(dòng)態(tài)顯示方式。如此輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位LED，記載每一瞬間只使某一位顯示字符。在此電路中為8279擴(kuò)展I/0控制的8位共陰極LED動(dòng)態(tài)顯示接口電路。動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件電路（如I/O口、驅(qū)動(dòng)器等）；缺點(diǎn)是采用軟件掃描時(shí)占用CPU時(shí)間多，如采用硬件掃描時(shí)將增加硬件成本。顯示器顯示接口按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示的掃描可由單片機(jī)軟件或?qū)ｉT(mén)的硬件完成；按CPU向顯示器接口傳送數(shù)據(jù)的方式則可分成并行傳送和串行傳送兩中顯示數(shù)據(jù)傳送方式；按顯示器接口是否帶譯碼器可分成譯碼和非譯碼兩種顯示數(shù)據(jù)方式。LCD和CRT顯示器可進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)，但接口比較復(fù)雜，成本也較高。液晶顯示器LCD (Liquid Crystal Display)。由于本設(shè)計(jì)中鍵的數(shù)量不是很多，所以在此我們選用獨(dú)立式鍵盤(pán)控制。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間地址同外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器一樣，由P2口提供高8位地址，PO口為分時(shí)提供低8位地址和8為雙向數(shù)據(jù)總線。 連接，當(dāng)8031發(fā)出巧位地址信息時(shí)，可分別選中27256片內(nèi)32K字節(jié)存儲(chǔ)器中任一單元。在本次設(shè)計(jì)中用到的是27256芯片。常用的EPROM芯片有2762712272527512等芯片。EPROM是一種用紫外線光照擦除的只讀存儲(chǔ)器，通過(guò)專用編程器將程序固化在芯片中，可反復(fù)多次擦除及編程。此時(shí)設(shè)計(jì)的外部程序存儲(chǔ)器必須從0000H地址開(kāi)始。對(duì)于單片機(jī)片內(nèi)有程序存儲(chǔ)器時(shí)，硬件設(shè)計(jì)時(shí)管腳EA接+5V，CPU在取指令時(shí)，PC值小于片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的容量時(shí)讀取片內(nèi)的程序指令，而當(dāng)PC值大于片內(nèi)存儲(chǔ)器容量時(shí)讀取片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，此時(shí)PSEN作為片內(nèi)存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。MCS51系列單片機(jī)程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)展64KB。由8031單片機(jī)時(shí)序分析可知，有效地址信號(hào)是在ALE(地址鎖存允許)信號(hào)變高的同時(shí)出現(xiàn)的，并在ALE由高變低時(shí)，將出現(xiàn)在PO口的地址信號(hào)鎖存到外部地址鎖存器中，直到下一次ALE變高時(shí)，地址才發(fā)生變化。 單片機(jī)與I/O接口原理圖 地址鎖存器由于8051單片機(jī)的PO口是分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線，因此在進(jìn)行程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，必須用地址鎖存器將地址信號(hào)從地址/數(shù)據(jù)總線中分離開(kāi)來(lái)。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。(4) 接地模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很?chē)?yán)重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3) 參考電壓的調(diào)節(jié)在使用A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。滿刻度調(diào)整時(shí)，先給輸入端加入電壓 ，使?jié)M刻度所對(duì)應(yīng)的電壓值是 ，其中是輸入電壓的最大值， 是輸入電壓的最小值。(2) 零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1) 轉(zhuǎn)換時(shí)序當(dāng)CS與WR同時(shí)為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)切在WR上升沿后100 模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時(shí)，INTR自動(dòng)變?yōu)榈碗娖剑硎颈敬无D(zhuǎn)換已結(jié)束。DB0～DB7：8位數(shù)字輸出。AGND DGND：模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)的接地。/INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出，低電平動(dòng)作。相當(dāng)于ADC的轉(zhuǎn)換開(kāi)始（/CS=0），當(dāng)/WR由HI變?yōu)镠O時(shí)，轉(zhuǎn)換器被清除：當(dāng)/WR回到HI時(shí)轉(zhuǎn)換正式開(kāi)始。/RD為HI時(shí)，DB0DB7處理高阻抗 ，/RD為HO時(shí)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才會(huì)輸出。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線上，無(wú)須附加邏輯接口電路。 ADC0804所謂的ADC0804就是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，信號(hào)輸入端可以是傳感器或轉(zhuǎn)換器的輸出，而ADC的數(shù)字信號(hào)提供給微處理器，因而的到廣泛的應(yīng)用。由上（）、（）、（）式可以得到 （） ()由以上分析可得到，芯片總工作電流為 或 ()式中， 上式表明：總電流I0與絕對(duì)溫度成正比。因的發(fā)射區(qū)面積為管的一半，則流過(guò)的集電極電流（VT6管電流）為I/2，顯然流過(guò)管的集電極電流亦為I/2。與的幾何尺寸相同，VT11的集電極電流數(shù)值上等于的集電極電流。、的工作電流來(lái)自二極管接法的晶體管。，圖中晶體管、是最關(guān)鍵的元件，管子旁邊標(biāo)注的數(shù)字是發(fā)射區(qū)的等效個(gè)數(shù)，如PNP管和的發(fā)射區(qū)面積是管發(fā)射區(qū)的2倍。其工作原理如下：AD590屬于電流型集成溫度傳感器，電流型集成溫度傳感器是一個(gè)輸出電流與溫度成比例的電流源，由于電流很容易變成電壓，因此這種傳感器應(yīng)用十分方便。集成溫度傳感器是利用晶體管PN結(jié)的電流和電壓特性與溫度的關(guān)系，把敏感元件、放大電路和補(bǔ)償電路等部分集化，并把它們裝封在同一殼體里的一種一體化溫度檢測(cè)元件。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為177。d、輸出電阻為710MW。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。b、AD590的測(cè)溫范圍為55℃～+150℃。AD590是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。電壓型集成溫度傳感器一般是三線制，其溫度系數(shù)約為10mV/℃，電流 型集成溫度傳感器一般為兩線制， mV/K，常用的有LM134/23TMP1AK590、AD592等，電流型傳感器信號(hào)適合于遠(yuǎn)距離傳輸而無(wú)衰變。集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的be結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過(guò)發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)：