【正文】 腳功能如表 所示。字符型液晶顯示模塊 LCD1602是單片 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。字符型液晶顯示模塊是一類(lèi)專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字 、符號(hào)等點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。掃描時(shí)，先置 口為高電平，向 P1 口送 0EFH（ MOV P1， 0EFH），再置 口為低電平，讀 P1 口（ MOV A， P1），最后判斷 P1 口低 4位哪位是低電平，若某位為低電平，則相應(yīng)按鍵被按下，如 為低電平（ =0），則 K1 鍵被按下。 SN74F244 有一片選信號(hào)線 G ，當(dāng)此口線為低電平時(shí)， A1～ A4 與 Y1～ Y4 接通，反之， A1～ A4與 Y1～ Y4斷開(kāi)。該復(fù)位電路能實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位，也能手動(dòng)復(fù)位，一般復(fù)位時(shí) RESET 應(yīng)保持 20毫秒以上高電平，此 復(fù)位時(shí) 間由接地電容控制。 圖 時(shí)鐘電路 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 復(fù)位電路 如圖 所示為實(shí)驗(yàn)板的復(fù)位電路，當(dāng) RESET 信號(hào)為低電平時(shí)，實(shí)驗(yàn)板為工作狀態(tài)，當(dāng) RESET 信號(hào)為高電平時(shí)，實(shí)驗(yàn)板為復(fù)位或下載程序狀態(tài)。其中 JT 為 的晶振，改變兩電容 CB 的值即可對(duì)此晶振頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它 需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng) VCC 超過(guò) 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為 5V177。再?gòu)?fù)雜點(diǎn)就有三極管等等配合程序來(lái)進(jìn)行了。一是在給電路通電時(shí)馬上進(jìn)行復(fù)位操作；二是在必要時(shí)可以由手動(dòng)操作；三是根據(jù)程序或者電路運(yùn)行的需要自動(dòng)地進(jìn)行。以便回到原始狀態(tài)，重新進(jìn)行計(jì)算。 復(fù)位電路，就是 利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。主板不開(kāi)機(jī)， RESET 不正常，先查總頻。系統(tǒng)時(shí)鐘的波形幅度一定要大于 ，這兩腳的阻值在 450700 歐之間，由南橋提供?？傤l一定正常，可以說(shuō)明晶體和分頻器基本上正常，主要是晶體的振蕩電路已經(jīng)完全正常，反之就不正常。 沒(méi)有總頻，南、北橋、 CPU、 CACHE、 I/O、內(nèi)存上就沒(méi)有頻率?？傤l線的對(duì)地阻值在 450700 歐之間，總頻時(shí)鐘波形幅度一定要大于2V電平。也有的還送到南橋，目的是使南橋的頻率更加穩(wěn)定。 總頻（ OSC）在分頻器出來(lái)后送到 PCI 槽的 B16 腳和 ISA 的 B30 腳。在它的兩腳各有 1V 左右的電壓，由分頻器提供。 時(shí)鐘 電路工作原理： 電源經(jīng)過(guò)二極管和電感進(jìn)入分頻器后，分頻器開(kāi)始工作，和晶體一起產(chǎn)生振蕩，在晶體的兩腳均可以看到波形。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類(lèi)似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤(pán)作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢(qián)也是低的，一般不超過(guò) 10元即可 ......用它來(lái)做一些控制電器一類(lèi)不是很復(fù)雜的工作足矣了。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作?，F(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。單片機(jī)比專(zhuān)用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而傳統(tǒng)的 8 位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍。90 年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。 INTEL 的 Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì) 出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專(zhuān)用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的 大部分部件： CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。整個(gè)片內(nèi) RAM 區(qū)分布如圖 所示。按使用情況不同可分成低 128 字節(jié)（ 00H～ 7FH）和高 128字節(jié)（ 80H～ FFH）。 其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）用于存放各種運(yùn)算的中間結(jié)果，作緩存和數(shù)據(jù)暫存，以及設(shè)置特征標(biāo)志等。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、高效的解決方案。 6 基于單片機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 芯片的選擇 本設(shè)計(jì)選用 AT89S52 芯片，它是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K（ 0000H～ 1FFFH）在線系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。通過(guò)按鍵設(shè)置年月日和星期，還具有秒表的功能。最后將各個(gè)功能 的電路程序組合起來(lái)，然后再進(jìn)行總體調(diào)試直到成功。 圖 功能整體流程框圖 設(shè)計(jì)流程和預(yù)期成果 該設(shè)計(jì)的主要流程如下：首先閱讀大量參考文獻(xiàn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，然后在 Protel 99SE 上進(jìn)行原理圖的繪制和修改，在電氣檢查無(wú)誤的情況下，購(gòu)買(mǎi)所需要的元器件 (元器件應(yīng)考慮裕量 )。 系統(tǒng)硬件描述 基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子時(shí)鐘基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 ： 圖 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖 該系統(tǒng)所需要的器件包括單片機(jī) STC89C52 芯片一塊，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12887一塊，液晶顯示屏 LCD1602 一塊， 12mHZ 的晶振一個(gè)，排針排線若干組，電容電阻若干，導(dǎo)線若干，發(fā)光二級(jí)管一個(gè)，三極管一個(gè)，按鈕 4個(gè)。 硬件電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、 DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片電路模塊、 LCD1602液晶顯示模塊、按鍵模塊；軟件部分主要通過(guò) c 程序的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行時(shí) 間數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)，然后通過(guò)液晶顯示程序?qū)r(shí)間顯示出來(lái)，通過(guò)按鍵操作實(shí)現(xiàn)功能的轉(zhuǎn)換和屏幕的切換。 第二章 總體方案 3 第二章 總體方案 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 本次設(shè)計(jì)完成電子時(shí)鐘年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示功能。 根據(jù)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)多功能時(shí)鐘系統(tǒng)，它有基本的時(shí)間功能，還有定時(shí)功能，既可作為鬧鈴，也可擴(kuò)展為定時(shí)對(duì)家電等電氣產(chǎn)品的自動(dòng)控制，可以避免多種控制器的混淆，利用一個(gè)控制器對(duì)多路電器進(jìn)行控制；可增加溫度傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度顯示，進(jìn)一步擴(kuò)展為利用不同的溫度某些電氣產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)控制；也可增加濕度傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)濕度顯示，以便對(duì)濕度進(jìn)行控制 ，方便人們的生活。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器 和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備2 基于單片機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì) 都有自己的控制器，使用起來(lái)很不方便。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)，完成復(fù)雜的控制功能；小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。 課題意義 在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程中的曝光定時(shí)等。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供擴(kuò)展，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為“哈佛”（ Harvard）結(jié)構(gòu)，目前的單片機(jī)采用此種結(jié)構(gòu)為多。 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)：一種是在 通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱為“馮 to join the lunar calendar display. Keywords: microcontroller, electronic clock 目 錄 i 目 錄 第一章 緒論 ..................................................................................................................... 1 課題背景 ............................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)任務(wù) ............................................................................................................. 1 課題意義 ............................................................................................................. 1 本章小節(jié) ............................................................................................................. 2 第二章 總體方案 ............................................................................................................. 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 ................................................................................................. 3 系統(tǒng)硬件描述 ..................................................................................................... 3 系統(tǒng)軟件描述 ..................................................................................................... 4 設(shè)計(jì)流程和預(yù)期成果 ......................................................................................... 4 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................... 7 芯片的選擇 ......................................................................................................... 7 實(shí)驗(yàn)板電路原理圖 ........................................................................................... 10 功能電路分析 ................................................................................................... 10 時(shí)鐘電路 ................................................................................................. 10 復(fù)位電路 ................................................................................................. 11 鍵盤(pán)電路 ................................................................................................. 12 液晶顯示屏 LCD1602 ............................................................................ 12 本章小節(jié) ........................................................................................................... 15 第四章 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 17 軟件設(shè)計(jì)總體說(shuō)明 ........................................................................................... 17 主程序軟件實(shí)現(xiàn) ...................................