【正文】 有效。 復(fù)位后， PC 內(nèi)容初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 如圖 所示： F U Z Z E R5 VP 2 . 0P 2 . 11 K 圖 鬧鈴電路 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，以便使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。當(dāng)響鈴標(biāo)志位為“ 1”時(shí)， 送一定頻率脈沖，使蜂鳴器 U11 發(fā)出聲音。 鬧鈴的音樂不是本設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，故采用最簡(jiǎn)單的方法，占用單片機(jī)一根 I/O 口， 中間用 PNP 型三極管 S9012 連接 和蜂鳴器。 另外，也可以購(gòu)置一塊音樂集成電路，加置在單片機(jī)和蜂鳴器之間，當(dāng)單片機(jī)連接鬧鈴電路的管腳送出高電平時(shí)，音樂集成電路會(huì)給蜂鳴器特定脈沖，使蜂鳴 器發(fā)聲。采用錄放音電路，鈴聲可以是預(yù)先設(shè)定的一段自己喜歡的音樂，符合電器設(shè)備人性化的要求。不過該方法只能做一些簡(jiǎn)單音樂，并且音樂程序會(huì)占用很多單片機(jī)存儲(chǔ)資源。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。 K4 鍵：該鍵為 自動(dòng)復(fù)位鍵，在校對(duì)狀態(tài)下，按下該鍵，從校對(duì)狀態(tài)返回時(shí)間顯示狀態(tài) 。調(diào)分、秒與皆之相同，只是各位最高值不同。 K2 鍵：該鍵為自動(dòng)復(fù)位鍵，在校對(duì)狀態(tài)下，每次按動(dòng)該鍵，都會(huì)使相應(yīng)校對(duì)位進(jìn)行加 1 操作 。由于本設(shè)計(jì)的電子鐘最多需要 4 個(gè)按鍵，若采用矩陣式鍵盤時(shí)會(huì)有按鍵浪費(fèi)，故采用的是獨(dú)立式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 口，在按鍵數(shù)量較多時(shí)， I/O 口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 按照鍵盤與 CPU 的連接方式可分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。 74LS164 是 8 位移位寄存器，應(yīng)用該芯片驅(qū)動(dòng) LED 做顯示部分，其優(yōu)點(diǎn)在于連線簡(jiǎn)單，節(jié)省單片機(jī) I/O 口，軟件編程容易。為了在顯示部分節(jié)省單片機(jī) I/O 口，故采用靜態(tài)顯示方式。 靜態(tài)顯示，是由微型計(jì)算機(jī)一次輸出顯示模型后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次發(fā)送新的顯示模型為止。因此合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn)，又要保證圖像穩(wěn)定，無(wú)閃爍。 LED 顯示分動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示：動(dòng)態(tài)顯示方式的硬件電路簡(jiǎn)單。 LED 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，功耗低，響應(yīng)速度快，易于匹配，壽命長(zhǎng)，可靠性高，而且顯示亮度高，價(jià)格便宜，市場(chǎng)上也有專門的時(shí)鐘顯示組合 LED。對(duì)于一般的段式 LCD，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路，而且 LCD 顯示的可視性較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般采用并行接口，對(duì)微處理器的接口要求較高，占用資源多。由于此電子時(shí)鐘要求具有鬧鈴功能，所以設(shè)計(jì)有鬧鈴電路，進(jìn)行聲音響鈴。使用比較通用的 8 段共陰數(shù)碼管，做 7 位顯示 ，分別顯示分，秒。另外，本設(shè)計(jì)要求該電 子鐘能夠采集環(huán)境溫度，所以還需要溫度采集芯片 。復(fù)位一直持續(xù)到 Vcc 回到正常工作電平并且穩(wěn)定為止。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，在可選的超時(shí)時(shí)間 （ TimeOut Interval） 之后，器件將被激活 RESET 信號(hào)，用戶可以從三個(gè)預(yù)制的值中選擇一個(gè)超時(shí)時(shí)間，這個(gè)超時(shí)值一旦選定，就會(huì)保存起來(lái)，即使系統(tǒng)斷電，重啟電源也不會(huì)改變，除非再次對(duì)超時(shí)值進(jìn)行設(shè)定 或者取消看門狗復(fù)位電路超時(shí)值。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁(yè)，共 30 頁(yè) X25045 的工 作原理是：向器件加電時(shí)激活了上電復(fù)位電路，它 保持 RESET 有效一段時(shí)間，這樣 保證電源和振蕩器穩(wěn)定后，微處理器再執(zhí)行代碼。 在此設(shè)計(jì)中， 采用的是共陰極數(shù)碼管，因?yàn)?顯示 4 位位數(shù)， 為了在顯示部分節(jié)省單片機(jī) I/O 口，故采用靜態(tài)顯示方式。 從 LED 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)可以看出，點(diǎn)亮不同筆段就可以顯示出不同的字符，所以 09的筆段碼如圖所示： 字符 dp、 g、 f、 e、 d、 c、 b、 a 共陽(yáng)極筆段碼 共陰極筆段碼 0 0、 0、 0、 0、 0、 0 C0H 3FH 1 0、 0、 1 F9H 06H 2 0、 0、 0、 0、 0 A4H 5BH 3 0、 0、 0、 0、 0 B0H 4FH 4 0、 0、 0、 0、 1 99H 66H 5 0、 0、 0、 0、 0 92H 6DH 6 0、 0、 0、 0、 0、 0 82H 7DH 7 0、 0、 0 F8H 07H 8 0、 0、 0、 0、 0、 0、 0 80H 7FH 9 0、 0、 0、 0、 0、 0 90H 6FH 表 LED 筆段碼表 根據(jù)顯示驅(qū)動(dòng)方式的不同，可將 LED 數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)電路分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。 LED 數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g段用于顯示數(shù)字或字符的筆畫， dp 顯示小數(shù)點(diǎn)，筆段及其對(duì)應(yīng)引腳排列如圖所示，其中 8 做為公共端使用，接地或接電源。 引出端符號(hào) CLOCK 時(shí)鐘輸入端 CLEAR 同步清除輸入端（低電平有效） A、 B 串行數(shù)據(jù)輸入端 Q0Q7 輸出端 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁(yè)，共 30 頁(yè) 邏輯及封裝圖： 1 3 1 21 11 41 09 876543217 4 L S 1 6 4V C CQ 7 Q 6Q 5Q 4C L E A RC L O C KAB Q 0Q 1Q 2Q 3 G N D 圖 74LS164 邏輯引腳圖 顯示器件的選擇 LED 數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常用的顯示器件之一，它在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的地位類似于 CRT（陰極射線管）顯示器在臺(tái)式微機(jī)系 統(tǒng)中的地位。當(dāng) A、 B 任意一個(gè)為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時(shí)鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0 為低電平。 當(dāng)清除端（ CLEAR）為低電平時(shí)，輸出端（ Q0Q7）均為低電平。 也可采用外部時(shí)鐘，這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。 外接石英晶體〔或陶瓷諧振器 )及電容 C1， C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 時(shí)鐘振蕩器： AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。需要注意的是：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)。 EA/VPP：外部訪問允許。 RST：復(fù)位輸入。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 l6 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P1口： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)〔吸收或輸出電流〕 4 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM） 和 128bytes 的隨機(jī)存儲(chǔ)器（ RAM） ,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可提供高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 主要 IC 芯片選擇 微處理器選擇 目前在單片機(jī)系統(tǒng)中，應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機(jī)。另外很多功能不同的單片機(jī)是兼容的，這就更便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能性。單片機(jī)均具有時(shí)鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時(shí)鐘借助微處理器的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)電子鐘功能。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)，是對(duì)生產(chǎn)控制技術(shù)的一次革命。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。 單片機(jī)具有如下特點(diǎn)： 有優(yōu)異的性能價(jià)格比； 1 集成度高、體積小、有很高的可靠性； 2 控制功能強(qiáng)； 3 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品； 4 外部總線增加了 I2C、 SPI等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)； 5 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案： 單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè) 主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)使把 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入 /輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。 本設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘主要功能為： 1. 具有時(shí)間顯示 ， 24 小時(shí)制； 2. 具有鬧鈴功能； 3. 具有跑秒 功能； 4. 具有手動(dòng)校對(duì)功能 ； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁(yè)，共 30 頁(yè) 第二章 電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案分析 電子鬧鐘既可以通過純硬件實(shí)現(xiàn)， 也可以通過軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)。也有體型較大的，諸如公 共場(chǎng)所的大型電子報(bào)時(shí)器等。 電子時(shí)鐘的功能 電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)間精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。諸如 ：跑秒顯示、 定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、 0 按時(shí)自動(dòng)打鈴、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。 多功能電子時(shí)鐘研究的 意義 電子鐘是采用電子電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒進(jìn)行數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛應(yīng)用于個(gè)人家庭，車站， 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵贰墓糯乃?、十二天干地支，到后?lái)的機(jī)械鐘表以及當(dāng)今的石英鐘，都充分顯現(xiàn)出了時(shí)間的重要，同時(shí)也代表著科技的進(jìn)步。 LED。 AT89C51。 該電子時(shí)鐘可以應(yīng)用于一般的生活和工作中，也可通過改裝，提高性能，增加新功能，從而給人們的生活和工作帶來(lái)更多的方便。本設(shè)計(jì)應(yīng)用 AT89C51 芯片作為核心， 利用 74LS164 作為串入并出的寄存器， 7 位 LED 數(shù)碼管顯示 ，并且設(shè)置按鍵 來(lái)對(duì)分秒小時(shí)鬧鈴等進(jìn)行校對(duì) 。 本設(shè)計(jì)主要為實(shí)現(xiàn)一款可正常顯示時(shí)鐘 ， 帶有定時(shí)鬧鈴 ，跑秒 的多功能電子時(shí)鐘。內(nèi)蒙古科技大學(xué)微機(jī)化儀表課程設(shè)計(jì)說明書 第 I 頁(yè)，共 30 頁(yè) 多功能電子鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 電子時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化、數(shù)字化，擁有時(shí)鐘精確、體積小、界面友好、可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛 應(yīng)用于生活和工作當(dāng)中。另外，在生活和體育賽場(chǎng)中，也常常需要跑秒 ，這就