【正文】 15 附錄 2： C 語(yǔ)言源程序 ............................................................................................................................... 16四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 20 世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。 時(shí)間對(duì)人們來(lái)說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。 單片機(jī)模塊中最常見的是 數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序 自動(dòng)控制、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。 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵罚瑥V泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來(lái)極大的方便。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2 多功能電子時(shí)鐘的功能的電路具有實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)、分、秒，以（ 24 小時(shí)）計(jì)時(shí)方式的功能；具有快速校準(zhǔn)時(shí)、分、秒的其本功能；秒表 /時(shí)鐘功能的轉(zhuǎn)換；具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能；還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。 圖 1 時(shí)鐘電路框圖 復(fù)位 電路 單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng) 復(fù)位。本課程設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位。一般采用的辦法是在 RST 端和正電源 Vcc 之間接一個(gè)按鈕。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如 圖 所示。 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 電源電路 AT89C51 LED 數(shù)碼管顯示電路 按鍵輸入電路 蜂鳴器電路 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 3 圖 2 復(fù)位電路 晶振電路 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振 Y1 也可以采用 6MHz 或者 ，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振， 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。 單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用 發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。 一個(gè)八段數(shù)碼管 稱為一位，多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線 連在一起，而各自的公共端稱為位選線。 圖 4 LED顯示電路 按鍵輸入電路 獨(dú)立式按鍵采用每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一個(gè) I/O口的結(jié)構(gòu)，這是最簡(jiǎn)單的鍵盤輸入設(shè)計(jì)。獨(dú)立式鍵盤的原理簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵的電路是獨(dú)立的，占用一條數(shù)據(jù)線。 圖 5 獨(dú)立按鍵 蜂鳴器電路 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電 蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。振動(dòng)膜片在電磁線 圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改； ? 建立正確的數(shù)學(xué)模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)； ? 繪制程序流程圖； ? 合理分配系統(tǒng)資源； ? 為程序加入注釋，提高可讀性，實(shí)施軟件工程； ? 注意軟件的抗干擾設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性。許多子函數(shù)都可以直接移植過去。 系統(tǒng)主程序 在主控程序循環(huán)中主要工作為掃描是否有按鍵，若有按健則做相應(yīng)的功能處理，同時(shí)也掃描顯示器顯示時(shí)間數(shù)據(jù)，并檢查所設(shè)置的時(shí)間是否到了 。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 7 圖 7 系統(tǒng)主程序流程圖 中斷子程序 中斷子程序的主要功能：提供時(shí)間基準(zhǔn)和快速按鍵調(diào)時(shí)功能。當(dāng) T0 連續(xù)中斷 4000 次時(shí)，即為一秒，此時(shí)秒加一；當(dāng)秒值為 60 時(shí)，分鐘加一，同時(shí)秒清零 。 開始 蜂鳴器初始化 數(shù)碼管顯示初始化 按鍵輸入初始化 定時(shí)器 T0、 T1 初始化 開中斷開關(guān)，允許T0、 T1 中斷 調(diào)用時(shí)鐘顯示程序 調(diào)用按鍵掃描程序 等待中斷 啟動(dòng) T0、 T1 定義計(jì)數(shù)變量和狀態(tài)變量 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 8 圖 8 T0中斷程序流程圖 定時(shí)器 T1 的中斷程序設(shè)計(jì) 當(dāng) T1 中斷 500 次時(shí)，檢測(cè)一次選擇按鍵 S3，如果按鍵按下，檢測(cè)時(shí)間加減按鍵，對(duì)應(yīng)按鍵按下則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作，選擇按鍵可選擇調(diào)時(shí)、調(diào)分、調(diào)秒以及讓時(shí)間加減按鍵失效這四種功能，這樣可以達(dá)到迅速校準(zhǔn)時(shí)間的作用。按鍵掃描子程序的功能是：掃描計(jì)數(shù)變量 1 加 1 延時(shí)去抖動(dòng) 狀態(tài)變量 m 加 1 m=1 m=2 m=3 m=4 調(diào)秒程序 調(diào)分程序 調(diào)時(shí)程序 變量清零 計(jì)數(shù)變量 1 清零 按鍵 S3 按下否 ? 按鍵 S3 按下否 ? 計(jì)數(shù)到 500 否 ? N N N Y Y Y 計(jì)數(shù)變量 2 加 1 秒表低位加 1，計(jì)數(shù)變量 2 清零 秒表高位 加 1 低位清零 秒表高位清零 計(jì)數(shù)到 400 否 ? 低位 =9999 否 ? 高 位 =9999 否 ? N N N Y Y Y 開始 Y flag = 1 否 ? 中斷返回 N 四川師范大學(xué)成都學(xué)院 電子工程 學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 10 S4 鍵 是否按下， 若 S4 鍵按下，則執(zhí)行相應(yīng)功能。具體切換任務(wù)： flag 值為 1時(shí) 可以顯示時(shí)鐘并對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng) flag 值為 2 時(shí)，切換至秒表功能；當(dāng) flag 值為 3時(shí)，切換至鬧鐘設(shè)置功能；當(dāng) flag 值為 4 時(shí)， flag 值返回 1， 回到時(shí)鐘