【正文】 on4 引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的 8位數(shù)碼管為共陰極數(shù)碼管，單片機(jī) 74LS138 的 I\O 口輸出是低電平，所以單片機(jī)和數(shù)碼管可以配合在一起使用，來完成數(shù)碼管的段選。若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)， 74LS138 還可作數(shù)據(jù)分配器。比如： A2A1A0=110 時(shí)，則 Y6輸出端輸出低電平信號(hào)。 通過單片機(jī) 74LS245 來擴(kuò)大電流輸出來給數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電路設(shè)計(jì)如圖 37： 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 38 74LS245 電路設(shè)計(jì) 譯碼器 74LS138 介紹和電路設(shè)計(jì) 74LS138為 3線到 8線譯碼器，共有 54LS138 和 74LS138兩種線路結(jié)構(gòu)模式。 P0 口與 74LS245輸入端相連 ,E 端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時(shí)， DIR=“0” ，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收） DIR=“1” ，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng) CE為高電平時(shí)， A、 B均為高阻態(tài)。 單 片機(jī) 74LS245 介紹和電路設(shè)計(jì) 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng) led 或者其他的設(shè)備，它是 8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù) ， 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但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，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接 口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字 ，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。電路設(shè)計(jì)如圖 35： 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 36 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 顯示模塊 LED 數(shù)碼管介紹 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本元件是發(fā)光二極管。兩個(gè)端口分別連在單片機(jī) XLAL XLAL2 引腳上實(shí)驗(yàn)圖 34： 圖 34 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘復(fù)位電路 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù) 位、按鍵電平復(fù)位和外部脈沖復(fù)位三種方式，本次實(shí)驗(yàn)用的是按鍵電平復(fù)位，利用電容的充放電公式來選擇所需的電容、電阻，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2個(gè)機(jī)器周期。其中機(jī)器周期共有 12個(gè)振蕩脈沖周期，因此，機(jī)器周期是時(shí)鐘周期的 12 倍。電路圖 33： 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 33 DS1302 電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路對(duì)單片機(jī)是不可缺的，單片機(jī)的每個(gè)功能都要以時(shí)鐘電路為基礎(chǔ)工作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次 數(shù)據(jù)傳送 ， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入 移位寄存器 ；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2給 DS1302 供電。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力 。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行 同步通信 ，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的 時(shí)鐘信號(hào) 或 RAM 數(shù)據(jù)。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端 。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN： 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令才能將 ALE 激活。對(duì)FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 端口引腳 第二功能： RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。對(duì) P3 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 引腳號(hào)第二功能： T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì) 數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 觸發(fā)輸入（ ）。對(duì) P1 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止 。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2種 軟件 可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。系統(tǒng)供電后，實(shí)現(xiàn)小時(shí)、分鐘、秒的顯示，通過按鍵校對(duì)時(shí)間、倒計(jì)時(shí)的設(shè)定和顯示，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到 的時(shí)候，單片機(jī)通過報(bào)警器實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。 （ 2）采用 AT89S52 單片機(jī)為核心，倒計(jì)時(shí)功能采用 C 語言編程利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)，通過時(shí)鐘芯片 DS1302 利用 LED 數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間，并通過鍵盤控制模式的轉(zhuǎn)換和時(shí)間的調(diào)整，鍵盤模塊 電源模塊 報(bào)警模塊 主控模塊 顯示模塊 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 當(dāng)時(shí)間到了經(jīng)行報(bào)警，這個(gè)設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)可編程，靈活性大大增加了，雖然多了個(gè)芯片但是加大了精度，因此選擇這個(gè)方案。 設(shè)計(jì)方案 （ 1）采用 AT89C51 單片機(jī)為核心，通過程序來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示，用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能的設(shè)定，通過 LED 數(shù)碼管顯示時(shí)間。 時(shí)序部件 由時(shí)鐘電路和脈沖分配器組成，用于產(chǎn)生微操作 控制部件所需的定時(shí)脈沖信號(hào) 。 指令后，將產(chǎn)生和的結(jié)果為 [1]0DH，而累加器 A只有 8位，只能存放低 8位，即 0DH，元法存放結(jié)果中的最高位 B8。 程序狀態(tài)字 PSW 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 用于記錄運(yùn)算過程中的狀態(tài)，如是否溢出、進(jìn)位等?？梢?，數(shù)據(jù)寄存器對(duì)輸出數(shù)據(jù)具有鎖存功能。從上圖中我們可以看到，地址寄存器 AR 通過地址總線 AB 與外部存儲(chǔ)器相連。當(dāng)指令送入譯碼器后，由譯碼器對(duì)該指令進(jìn)行譯碼，根據(jù)譯碼器輸出的信號(hào)， CPU 控制電路定時(shí)地產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需的各種控制信號(hào)，使單片機(jī)正確的執(zhí)行程序所需要的各種操作。關(guān)于指令在單片機(jī)內(nèi)部的執(zhí)行過程，我們?cè)诤竺鎸?huì)以另一節(jié)課來進(jìn)行詳細(xì)的講解。 指令寄存器 IR 指令寄存器的作用就是用來存放即將執(zhí)行的指令代碼。我們知道，用戶程序是存放在內(nèi)部的 ROM 中的，我們要執(zhí)行程序就要從 ROM 中一個(gè)個(gè)字節(jié)的讀出來，然后到 CPU 中去執(zhí)行，那么 ROM 具體執(zhí)行到哪一條呢？這就需要我們的程序計(jì)數(shù)器 PC來指示。 程序計(jì)數(shù)器 PC PC 的作用是用來存放將要執(zhí)行的指令地址，共 16 位，可對(duì) 64K ROM 直接尋址， PC 低 8 位經(jīng)P0 口輸出，高 8 位經(jīng) P2口輸出。累加器 A 也用于存放運(yùn)算結(jié)果。 D）位處理功能（即布爾處理器）。 B）加、減、乘、除、加 減 比較等算術(shù)運(yùn)算。他把計(jì)算機(jī)的基本部件都微型化集成到一塊芯片上了，通常片內(nèi)部都含有中央處理部件（ CPU），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），程序存儲(chǔ)器（ ROM， EPROM， Flsh ROM），定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和各種輸入 /輸出（ I/O）接口他們之間的相互連接結(jié)構(gòu) 51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè) 8 位的 CPU，同時(shí) CPU 內(nèi) 部包含了運(yùn)算器，控制器及若干寄存器。因?yàn)閱纹瑱C(jī)主要用于控制系統(tǒng)中， 所以又稱微控制器（ Microcontroller Unit， MCU）或嵌入式控制器（ Embedded Controller）。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支，它以其獨(dú)特的機(jī)構(gòu)和性能，越來越普遍的應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。 北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2章 倒計(jì)時(shí)定時(shí)器的結(jié)構(gòu)、原理及設(shè)計(jì)方案 單片機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘９ぷ骱蜕铑I(lǐng)域中去的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 課題來源及主要研究?jī)?nèi)容 本課題是通過老師挑選的幾個(gè)課題當(dāng)中自主選擇的，雖然倒計(jì)時(shí)定時(shí)器已經(jīng)很常見了，但是自己親自動(dòng)手制作，把所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用的實(shí)際操作中，通過這個(gè)過程一定會(huì)有很大的收獲，鞏固加深了單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高了自己的動(dòng)手能力和解決問題的能力。所以電子定時(shí)器的發(fā) 展必定大有前途。 傳統(tǒng)的定時(shí)器絕大多數(shù)都是發(fā)條驅(qū)動(dòng)式、電機(jī)傳動(dòng)式或電鐘式等機(jī)械定時(shí)器，部分電子器械中也有用時(shí)間繼電器的。定時(shí)器除了應(yīng)用于家用電器外，還廣泛地用于工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施等等。例如：空調(diào)中的定時(shí)器，在工作一段時(shí)間之后便能自動(dòng)切斷電源停止工作 。延時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)可用于：收音機(jī)、電視機(jī)、錄音機(jī)、催眠器、門燈、路燈、汽車頭燈、轉(zhuǎn)彎燈以及其他電器的延時(shí)斷電及延時(shí)自停電源等。因此，研究倒計(jì)時(shí)定時(shí)器有著非常重要的意義和實(shí)用價(jià)值。s daily life, study, work, entertainment convenience, electronic timer timer pared to ordinary t