【正文】 過數(shù)據(jù)線輸入到單片機，輸出指令運行。而且可以在只變代碼的情況下擴展數(shù)字鐘功能，如特定時間響鳴，如顯示星期，功能多變實用，軟件代碼編寫測試檢驗相對簡單。功能比較有限，如果需要附加功能，可能需要改變硬件線路，這比軟件編寫較困難。 單片機有多種選擇，數(shù)字鐘設計用 51單片機較好， 51單片機是單片機中的一種，單片（ singlechip microputer）是一塊集成芯片，但不是一塊實現(xiàn)某一個邏輯作用的芯片，而是在這塊 芯片當中，集成了一個計算機系統(tǒng)。中央處理器是單片機的核心單元，他由運算器和控制器組成，他的主要作用是實現(xiàn)算術運算、邏輯運算、和控制。與其它MCS51系列單片機相比，其突出特點 是： 內(nèi)部嵌入 SuperFlash 存儲器：提高器件抗干擾性能， SST 的 MCU 在 51系列中是抗干擾性能最好的 ； 可編程計數(shù)器陣列（產(chǎn)生PWM 輸出 ）；有 依次點亮八段碼，設置較快的掃描頻率，在段式液晶上面形成穩(wěn)定的輸出。二 極管的陰極連接在一起，通常此為公共陰極接地，而加電壓則暗。一位顯示器由 8 個發(fā)光二極管組成，其中 7個發(fā)光二極管構成字型“ 8”的各個筆劃（段） a～g，另一個小數(shù)點為 dp 發(fā)光二極管。本實驗利用利用人眼的視覺殘留現(xiàn)象，依次點亮每個八段碼單元，只要掃描速度超過人眼可以識別的頻率，就可以看到穩(wěn)定的信息輸出。 圖 高電平驅(qū)動 圖 低電平驅(qū)動 本設計中，應用單片機平臺上的 LED 顯像管比較合適和方便。作為嵌入式系統(tǒng)控制核心的單片機具有其體積小、功能全、性價比高等諸多優(yōu)點。在今后很長一段時間內(nèi) 51 系列單片機仍將占據(jù)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的中低端市場。匯編語言保持了機器語言的優(yōu)點，具有直接和簡捷的特點，其代碼具有效率高實時性強等優(yōu)點。匯編語言可以與高級語言配合使用，應用十分廣泛。已經(jīng)編程的器件也可以用 ISP方式擦除或再編程。 單片機型號 SST89E516RD 是 SST 公司出產(chǎn)的一款基于 8051 內(nèi)核的 8 位單片機， SST89E516RD最大的特點是具有在線調(diào)試和在線下載功能，為工程開發(fā)中的調(diào)試提供了最大的方便。其程序存儲器達到了 51 內(nèi)核結構單片機尋址的最大范圍，能夠滿足大容量程序存儲的要求。 SST的 MCU 除了具備和一般單片機一樣，可以通過專用編程器將程序代碼燒寫到片內(nèi) ROM 中，然后裝入系統(tǒng)運行程序以外，還具備另外兩種特殊的下載和仿真功能。程序下載后，直接復位或者重新上電單片機就可以工作。 電子綜合設計論文 6 圖 SST89E156RD 芯片圖 硬件電路平臺 ： “ MCS51 單片機系統(tǒng)學習板 ”是武漢大學電子創(chuàng)新平臺中的單片機學習和開發(fā)平臺。系統(tǒng)采用基于總線結構的設計，板上既具有普通的 IO 實驗，更多的采用總線方式擴展板上資源。內(nèi)部時鐘的產(chǎn)生方式是利用單片機內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳 X1（ 18 腳）和 X2（ 19 腳）兩端接晶振，就構成了穩(wěn) 定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路，外接晶振時，晶振兩端的電容一般選擇為 30PF左右；這兩個電容對頻率有微調(diào)的作用，晶振的頻率范圍可 之間選擇。 復位電路 MCS51 單片機的復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。 復位方式有上電復位和按鍵手動復位兩種方式。上電復位是指在給系統(tǒng)上電時，復位電路通過電容加到 RST 復位引腳一個短暫的高電平信號，這個復位信號隨著 VCC 對電容的充電過程而回落，所以 RST 引腳復位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。下圖為復位電 路 RC。 復位電路雖簡單，但很重要。初步檢查可用示波器探頭監(jiān)視 RST 引腳，按下復位鍵，觀察是否有足夠幅度的波形輸出（瞬時的），還可以通過改變復位電路阻容值進行實驗。并采用 獨立式按鍵。每按一次鍵，對應的顯示值便加 1。 再調(diào)校時均不向上一單位進位（例如分加到 59 后變?yōu)?00；但小時不發(fā)生改變） 。按鍵閉合過程在相應的 I/O 端口形成一個負脈沖。抖動持續(xù)時間的常長短與開關的機械特性有關，一般在 510ms 之間。本文采用的是獨立式按鍵，電子綜合設計論文 9 直接用 I/O 口線構成單個按鍵電路，每個按鍵占用一條 I/O 口線，每個按鍵的工作狀態(tài)不會產(chǎn)生互相影響。 電子綜合設計論文 10 圖 74HC138 芯片圖 圖 或非門電路 圖 74HC573芯片圖 電子綜合設計論文 11 5 軟件設計 圖 主程序定時器的程序流圖 電子綜合設計論文 12 圖 中斷服務以及顯示 電子綜合設計論文 13 6 系統(tǒng)測試 硬件： MCS51 單片 機系統(tǒng) 一片一片，計算機一臺，通訊電纜一根，數(shù)據(jù)線一根。 硬件測試 先檢測單片機與計算機的連接問題，將單片機設置為可控制狀態(tài)；由于我們拿到的是現(xiàn)成的 51單片機，首先編先一段程序檢測 LED 數(shù)碼管是否完好 ，同時利用這個小程序可以檢測數(shù)碼管是共陰極還是共陽極類型，查看晶體振蕩器的振蕩頻率，復位是否有效，電源是否接通好等硬件設施。 SoftICE 監(jiān)控程序占用 89E516RD 的 MCU 的 5Kbyte 程序空間為： BLOCK1 的 4Kbyte 從 0000h 到 0FFFh BLOCK0 的 1Kbyte 從 FC00h 到 FFFFh 由于 SST 的 MCU 在出廠時已經(jīng)將 BOOT LOADER 的下載監(jiān)控程序?qū)懭氲叫酒?，因此無需編程器就可通過 SST BOOTSTRAP LOADER 軟件工具將用戶程序下載到 SST 的 MCU中，電子綜合設計論文 14 從而運行用戶程序。 執(zhí)行 軟件運行 SST BootStrap Loader，在內(nèi)部模式下檢測到對應器件的型號后， SoftICE 固件通過按 SoftICE 菜單下“ Download SoftICE”選項下載，便將 SoftICE 固件下載到 MCU， 在 BLOCK1 的 SST BootStrap Loader 會被 SoftICE固件代替，詳細操作步驟如下： 選擇連接的串口，選擇 Detect Target MCU for and RS232 Config： 選擇芯片型號和內(nèi)部存儲器模式，選擇 SST89E/V516RD2 和 Inter Memory： 選擇串口波特率 MCU的晶振頻率，串口號為 COM1，晶振頻率為 ： 按確定后再重新復位 MCU： 如果通訊成功在窗口的右上角可以顯示出芯片的型號及 BOOT LOADER 的版本信息： 點擊 DOWNLOAD SOFTICE 的按鈕即可將 MCU 內(nèi)部的 BOOT LOADER 的監(jiān)控程序更換為 SOFTICE 的監(jiān)控程序： 點擊確定 按鈕確認轉(zhuǎn)換為 SOFT ICE 的監(jiān)控程序： 這是轉(zhuǎn)換后的提示信息，說明轉(zhuǎn)換 SOFTICE 監(jiān)控程序成功： 此時這片 SST89E516RD 芯片便具備了 SOFTICE 的在線仿真的功能。 實施過程 ：點亮最右邊的數(shù)碼管，顯示設定的數(shù)字 ORG 0000H JMP MAIN 。主程序 MAIN: MOV A,0FEH 。通過 SEL 選擇數(shù)碼管地址端 MOVX DPTR,A 。設置顯示數(shù)字， 0 MOV DPTR,8200H 。將要顯示的數(shù)據(jù)的地址傳給低 8 位 p0 口，顯示 LJMP MAIN 。用地址 7EH 做十進制數(shù)據(jù) 3 的緩沖區(qū) MOV R0， 7EH 。將 DPTR 指針指向字表 MOV A,R0 。從字表中取出從 0 開始的編號為 3 的數(shù)存在 A MOV DPTR,8200H 。選擇最右邊的數(shù)碼管 MOV DPTR,8300H MOVX DPTR,A TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END ：用定時器 T0 在秒位（最右邊的數(shù)碼管）上實現(xiàn) 1S 加 1 顯示 初始值的計算： 模式 0 最長定時約 16ms, 模式 1 最長可定時約 130ms, 模式 2 最長可定時約 510us 要實現(xiàn) 1s 定時，可選擇模式 1，每個 50ms 中斷一次，中斷 20 次為 1s。T0 中斷入口 AIMP SERVE 。中斷次數(shù) 20 MOV TMOD,01H 。設定初始值 MOV TH0， 3CH SETB TR0 。允許 T0 中斷 SETB EA 。等待中斷 SERVER: MOV TL0