【正文】 9C51 單片機(jī)構(gòu)建七段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)時(shí)， 6 位數(shù)碼管均采用共陰極 LED， P0 接口作為段選碼輸出口， 8 路驅(qū)動(dòng)采用 74LS244總線驅(qū)動(dòng)器作為字形驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)過(guò) 8 路驅(qū)動(dòng)電路后接至數(shù)碼管的各畢業(yè)論文 [選取日期 ] 25 段，字形驅(qū)動(dòng)輸出 0 時(shí)發(fā)光。 通過(guò)靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式的比較，我們會(huì)選擇一種比較適用的顯示方式，所以根據(jù)我們的設(shè)計(jì)要求我 們需要顯示六位數(shù)碼管。但也不能太大，因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率，而且此時(shí)間越長(zhǎng)，占用 CPU 時(shí)間也越多。在段選碼和位選碼每送出一次后，應(yīng)保持1ms 左右，這個(gè)時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。利用人眼的“視覺(jué)暫留”效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短就可以給人以同時(shí)顯示的感覺(jué)。 （ 2） LED 動(dòng)態(tài)顯示就是利用單片機(jī)依次輸出每一位數(shù)碼管的段選碼和對(duì)應(yīng)于該位數(shù)碼管的位選控制信號(hào)，一位一位輪流點(diǎn)亮各七段數(shù)碼管。 (1)共陰極結(jié)構(gòu)：如果所有的發(fā)光二極管的陰極接在一起，稱為共陰極結(jié)構(gòu)，則數(shù)碼顯示段輸入高電平有效，當(dāng)某段輸入高電平該段便發(fā)光，如圖 56 所示。因此應(yīng)用比較廣泛。 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 22 顯示電路的工作原理 LED 顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的 AT89S51 單片機(jī)輸出設(shè)備。根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，所以設(shè)計(jì)中采用 4 個(gè)按鍵。當(dāng) I/O 接口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外電路可以不配置上拉電阻。 在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 線， I/O 接口線浪費(fèi)較大。這時(shí)，可將每個(gè)按鍵直接接在一根 I/O接口線上，這種連接方式的鍵盤(pán)稱為獨(dú)立式鍵盤(pán)。為了保證 CPU 對(duì)鍵的一次閉合僅在按鍵穩(wěn)定時(shí)作一次鍵輸入處理，必須消 除產(chǎn)生的前沿（后沿）抖動(dòng)影響。由于抖動(dòng)，會(huì)造成被查詢的開(kāi)關(guān)狀態(tài)無(wú)法準(zhǔn)確讀出。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用了 4 個(gè)按鍵接口，按鍵運(yùn)用時(shí)要注意它自身的抖動(dòng)情況，VCCRSTGNDS11KR1R210uFC1+5V 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 20 和 鍵盤(pán)的連接方法。復(fù)位電路一般有上電復(fù)位、手動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位電路 3 種，在本設(shè)計(jì)中用手動(dòng)復(fù)位方式，如圖 所示。 AT89S51 單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，信號(hào)由 RESET(RST)引腳畢業(yè)論文 [選取日期 ] 19 輸入，高電平有效，在振蕩器工作時(shí)，只要保持 RST 引腳高電平兩個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)即復(fù)位。 AT89S51 單片機(jī)復(fù)位方式 單片機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復(fù)位。 （ 3） PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通線。 控制線 AT89S51 單片機(jī) 的控制線有以下幾種： （ 1） RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。采用外部振蕩器時(shí)，該引腳懸空。采用內(nèi)部振蕩器時(shí)，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個(gè)引腳。 （ 2） GND：接地線。 AT89S51 的引腳介紹 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu) ,即數(shù)據(jù)總線和地址總線畢業(yè)論文 [選取日期 ] 17 是公用的 . AT89S51 有 40 條引腳 , 這 40 條引腳可分為 I/O 接口線、電源線、控制線、外接晶體線 4 部分。 并行輸入輸出 (I/O)口： AT89S51 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 程序存儲(chǔ)器 (ROM) 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 16 AT89S51 共有 4KB 掩膜 ROM，最大可擴(kuò)展 64K 字節(jié)，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定 時(shí) 器 / 計(jì) 數(shù) 器 中 斷 系 統(tǒng)C P U并行I/O接口并行I/O接口存 儲(chǔ) 器 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 15 圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 現(xiàn)分別加以說(shuō)明： 中央處理器 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。單片機(jī)應(yīng)用系 統(tǒng)在實(shí)際工件中，可能會(huì)受到各種外部和內(nèi)部的干擾，使系統(tǒng)工作產(chǎn)生錯(cuò)誤或故障，為了降低錯(cuò)誤和故障的產(chǎn)生機(jī)率，常采用以下可提高可靠性的措施： 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 14 (1)提高元件的可靠性； (2)提高印刷電路板和組裝的質(zhì)量，設(shè)計(jì)電路板時(shí)布線及接地方法要符合要求； (3)對(duì)供電電源采用擴(kuò)干擾措施； (4)輸入輸出通道擴(kuò)干擾措施。規(guī)定的時(shí)間一般指平均故障時(shí)間，平均無(wú)故障時(shí)間、連續(xù)正常運(yùn)行時(shí)間等。 可靠性是指在規(guī)定的條件規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。例如，鍵盤(pán)、顯示器、開(kāi)關(guān)、輸入輸出設(shè)備、采樣、放大、應(yīng)用系統(tǒng)各部分的驅(qū)動(dòng)能力等外圍電路，要進(jìn)行全盤(pán)合理的設(shè)計(jì)。 3. 其它電路的設(shè)計(jì)：由于單片機(jī)具有很多的特點(diǎn)，它被大量地畢業(yè)論文 [選取日期 ] 13 應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，而在這些系統(tǒng)中，經(jīng)常要對(duì)一些現(xiàn)場(chǎng)物理量進(jìn)行測(cè)量或者將其采集下來(lái)進(jìn)行信號(hào)處理之后，再反過(guò)來(lái)去控制被測(cè)對(duì)象或相 關(guān)設(shè)備。若所擴(kuò)展的電路負(fù)載超過(guò)總線負(fù)載能力時(shí)，系統(tǒng)便不能可靠地工作。為了簡(jiǎn)化硬件線路，同時(shí)還要使用到的存儲(chǔ)器空間地址連續(xù)，通常采用譯碼器、線選法相結(jié)合的辦法。除此之外，還應(yīng)考慮和系統(tǒng)中的傳感器、放大器相匹配問(wèn)題。 系統(tǒng)框圖 圖 41 電 源 部 分直 流 電 源 4 . 5 V復(fù) 位 電 路按 鍵 S 1 、 S 2 、S 3控 制 部 分單 片 機(jī) （ A T 8 9 S 5 1 )顯 示 部 分六 個(gè) 七 段 共 陰 極 數(shù) 碼 管顯 示 秒 、 分 鐘 和 小 時(shí) 位 畢業(yè)論文 [選取日期 ] 12 第五章 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，以及在所選的機(jī)型上的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)擴(kuò)展所用到的外圍電路等，然后設(shè)計(jì)出系統(tǒng)電路原理圖。按鍵 每按一次按鍵值減一。 3 個(gè)按鍵接口 通過(guò) 3 個(gè)按鍵進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍：時(shí)、分。設(shè)計(jì)中有 4 位 LED 顯示，畢業(yè)論文 [選取日期 ] 11 顯示時(shí)、分 。 本設(shè)計(jì)采用三個(gè)按鍵，所以這里選用獨(dú)立式鍵盤(pán)，即方案一。 方案一：獨(dú)立式鍵盤(pán)接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 接口線， I/O 接口線浪費(fèi)較大，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有時(shí)只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息，可將按鍵直接在一根 I/O 接口線上，故只在按鍵數(shù)量不多時(shí)采用。 LED 動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式需占用 CPU 較多的時(shí)間，在該系統(tǒng)中由于單片機(jī)除了掃描AT89C51 芯片外沒(méi)有太多的實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)，故選用動(dòng)態(tài)掃描方式在 6個(gè)數(shù)碼管上顯示當(dāng)前時(shí)間 。靜態(tài)顯示由于占用較多的接口，在單片機(jī)設(shè)計(jì)中常采用串行擴(kuò)展來(lái)完成。 根據(jù)本題目的設(shè)計(jì)需求，選擇方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示的功能。液晶顯示功耗低，輕便防震。數(shù)碼管亮度高、體積小、重量輕，但其顯示信息簡(jiǎn)單、有限。 顯示模塊選擇方案 顯示模塊是電子時(shí)鐘的不可 或缺的一部分，如下兩種方案可供我們選擇。而且，由于軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，時(shí)鐘將不工作。此系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)潔，將復(fù)雜的硬件功能用軟件實(shí)現(xiàn)，因此系統(tǒng)控制靈活，能很好地滿足本題的基本要求和擴(kuò)展要求簡(jiǎn)潔、靈活、可擴(kuò)展性好，能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具備畢業(yè)論文 [選取日期 ] 8 完善的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單，為保證電網(wǎng)電壓不足或突然掉電 等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部含鋰電池，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。 第三章 設(shè)計(jì)方案論證 總體方案論證 數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)中的最主要的部分，根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。若為了提高工作速度、精度、減少軟件的工作量、提高可靠性，也可以采用硬件來(lái)完成。 軟、硬件功能的劃分 系統(tǒng)的軟件與硬件的設(shè)計(jì)是緊密聯(lián)系在一起的，在某場(chǎng)合硬件和軟件具有一定的互換性。 另一方面為提高經(jīng)濟(jì)效率，縮短研制周期，最好選用最熟悉的機(jī)畢業(yè)論文 [選取日期 ] 7 種和器件。 機(jī)型選擇 機(jī)型選擇的出發(fā)點(diǎn)及依據(jù)，可根據(jù)市場(chǎng)情況，選擇成熟、穩(wěn)定、貨源充足的機(jī)型產(chǎn)品。 第二章 總體方案依據(jù) 確定技術(shù)指標(biāo) 在開(kāi)始設(shè)計(jì)前，必需明確應(yīng)用系統(tǒng)的功能和技術(shù)要求，綜合考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性、可維護(hù)性 、成本及經(jīng)濟(jì)效益等。時(shí)鐘電路在計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文 [選取日期 ] 6 系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。時(shí)鐘走時(shí)是利用定時(shí)器計(jì)數(shù)進(jìn)行的，顯示由鍵盤(pán)顯示接口電路與四個(gè)數(shù)碼 LED 顯示組成，利用可實(shí)現(xiàn)對(duì) 鍵盤(pán)、顯示器的自動(dòng)掃描并且可以減輕對(duì)ＣＰＵ的負(fù)擔(dān)，具有顯示穩(wěn)定、程序簡(jiǎn)單、不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作的特點(diǎn)。本論文主要介紹一下電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)過(guò)程與方法，以及在單片機(jī)系統(tǒng)上的調(diào)試方法。如車(chē)站的日期時(shí)間顯示，儀器儀表，家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。不同的是單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域比電腦芯片的應(yīng)用領(lǐng)域大的多，單片機(jī)在我們生活中無(wú)處不在，常見(jiàn)的如手機(jī)、 PSP、數(shù)字電視、空畢業(yè)論文 [選取日期 ] 5 調(diào)、各種智能玩具、汽車(chē)上 的廣告機(jī)等等 ， 而單片機(jī)系統(tǒng)就是構(gòu)成這些產(chǎn)品功能核心的部分。你知道電腦的核心芯片 CPU 吧，比如英特爾公司生產(chǎn)的什么 “ 奔騰 ”“ 酷睿 ”“ 酷睿雙核 ” 等等。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以 AT89S51 單片機(jī)為核心，輔以必要的電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的電子時(shí)鐘，它由 的直流電源供電，通過(guò)數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確的 顯示時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，從而到達(dá)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)軟、硬件的能力。正是由于具有以上優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)及生活的各個(gè)領(lǐng)域，更成為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的有力工具。畢業(yè)論文 [選取日期 ] 1 摘要 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái) ,以其極高的性能價(jià)格比、受到人們的重視和關(guān)注、應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開(kāi)