【正文】 發(fā)展。比如 A/D、 PWM、 PCA（可編程計數(shù)器陣列）、 WDT（監(jiān)視定時器 看家狗）、高速 I/O 口及計數(shù)器的捕獲 /比較邏輯等。例如，有的芯片以 51 內(nèi)核為核心，集成了 USB 控制器、 SMART CARD 接口、 MP3 解碼器、 第 6 頁 共 26 頁 CAN 或者 I*I*C 總線控制器等， LED、 LCD 或 VFD 顯示驅(qū)動器也開始集成在 8 位單片機(jī)中。 由于 系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開始使用高級語言（如 C 語言）來開發(fā)單片機(jī)的程序。 低電壓和低功耗 單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十分重 要 。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長的時間。因為： STC89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS52 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的 AT89C52 提供了高性價比的解 決方案。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本 。 時鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時序，但 8052單片機(jī)需外置振蕩電容。 INTEL 的 MCS52 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： 第 8 頁 共 26 頁 單片機(jī)的引腳圖 當(dāng) 8051 電，時鐘電路開始工作，在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H地址開始執(zhí)行程序。 8051 的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，見下圖 4。 內(nèi)部和外部時鐘方式圖 當(dāng)訪問外部程序器時， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。更有一個特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。 序存儲器的內(nèi)外部選通線， 8051 和 8751 單片機(jī)，內(nèi)置有 4kB 的程序存儲器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 4kB 時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的 8031,EA 端必須接地。 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。 系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μ F。 3. 復(fù)位 RST 9 在振蕩器運(yùn)行時，有兩個機(jī)器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。片內(nèi)復(fù)位電路 第 11 頁 共 26 頁 是復(fù)位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期的 S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。當(dāng)時鐘頻率選用 6MHz 時， C取 22μ F， Rs約為 200Ω， Rk 約為 1K。 常用的復(fù)位電路如下圖所示： 常用復(fù)位電路圖 (1) P0 端口 [] P0 是一個 8位漏極開路型雙向 I/O端口，端口置 1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收指令字節(jié) 。 在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口是分時轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收低 8 位地址信息。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8位地址和控 制信息。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接控制信息。 P3 引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外 部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時器 0 輸入 (T0) 定時器 1 輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD P3端口引腳兼用功能表 LED 顯示電路 顯 示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管 LED 顯示器、液晶 LCD 顯示器、 CRT 顯示器等。 LED 顯示器的符號圖 發(fā)光二極管（ LED）由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式 LED 顯示器件（半導(dǎo)體顯示器）。外加正向電壓時二極管導(dǎo)通，發(fā)出清晰的 第 13 頁 共 26 頁 光。 LED 數(shù)碼管有共陽、共陰之分。 共陽式、共陰式 LED 數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖 顯示電路顯示模塊需要實時顯示當(dāng)前的時間 ,即時、分、秒， 因此需要 6 個數(shù)碼管，另需兩個數(shù)碼管來顯示橫。 LED 顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。 第 14 頁 共 26 頁 數(shù)碼管的硬件連接示意圖 鍵盤控制電路 該設(shè)計需要校對時 間，所以用三個按鍵來實現(xiàn)。下圖是按鍵硬件連接圖。這就是抖動。很容易想到，抖動問題不解決就會引起對閉合鍵的識別。 按鍵抖動信號波形 第四章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計 系統(tǒng)的軟件設(shè)計也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計。單片機(jī)的軟件設(shè)計通常要考慮以下幾個方面的鍵按下 前沿抖動 后沿抖動 閉合 穩(wěn)定 第 15 頁 共 26 頁 問題： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨(dú)立的部分，設(shè)計出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理； （ 2）培養(yǎng)良好的編程風(fēng)格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、實行模塊化、子程序化。 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖 第 16 頁 共 26 頁 主程序流程圖 這 次的數(shù)字電子鐘設(shè)計用到很多子程序，它們的流程圖如下所示： 按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加 1；如果沒有按下，就檢測分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加 1；如果沒有按下，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加 1；如果沒有按下，就把時間顯 示出來。 N Y N Y N Y 時加 1 顯示時間 結(jié)束 開始 秒按鍵按下？ 秒加 1 分按鍵按下？ 分加 1 時按鍵按下？ 第 17 頁 共 26 頁 定時器中斷流程圖 N 24 小時到？ 分單元清零，時單元加 1 N N N Y Y 時單元清零 時間顯示 中斷返回 開始 一秒時間到？ 60 秒時間到？ 60 分鐘到？ 秒單元加 1 秒單元清零，分單元加 1 Y Y 第 18 頁 共 26 頁 時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位顯示。 時十位計算顯示 結(jié)束 開始 秒個位計算顯示 秒十位計算顯示 分個位計算顯示 分十位計算顯示 時個位計算顯示 第 19 頁 共 26 頁 數(shù)字鐘的原理圖 工作原理 ： 數(shù)字電子鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時”，“分”，“秒”和單片機(jī)，還有校時電路組成。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動態(tài)顯示的工作原理工作，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒單元”，“秒單元”采用 60 進(jìn)制計數(shù)器，每累計 60 秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時鐘脈沖?！皶r單元”采用 24 進(jìn)制計時器，可實現(xiàn)對一天 24 小時的累計。校時電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整，按一下 ksec,秒單元就加 1 ，按一下 kmin,分就加 1，按一下 khour，時就加 1。 sbit kmin=P3^1。 第 20 頁 共 26 頁 unsigned char secshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0。 unsigned char code table[10]={0x3f,0xxx,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 void keyscan()。 main() {TMOD=0x01。 TL0=(6553650000)%256。ET0=1。 while(1) {display()。 } } void delay(unsigned int z) {unsigned int x,y。x0。y0。} 時鐘設(shè)置子程序 void time0() interrupt 1 {num++。 TL0=(6553650000)%256。 第 21 頁 共 26 頁 TH0=(6553650000)/256。 } LED顯示程序 void display() {if(num==20) {num=0。 if(sec==60) {sec=0。 if(min==60) {min=0。 if(hour==24) {hour=0。 sec=0。 secshi=sec/10。 minshi=min/10。 hourshi=hour/10。 P0=table[secge]。 P2=0xfd。 delay(5)。 P0=0x40。 P2=0xf7。 delay(5)。 P0=table[minshi]。 P2=0xdf。 delay(5)。 P0=table[hourge]。 P2=0x7f。 delay(5)。 if(ksec==0) {sec++。 } while(ksec==0) display()。 if(kmin==0) {min++。 } while(kmin==0) display()。 if(khour==0) {hour++。 } while(khour==0) display()。 第 24 頁 共 26 頁 數(shù)字鐘的仿真 結(jié)束語 我在這一次單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計過程中，很是受益匪淺。這 為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗 。培養(yǎng) 了我 運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力 。 這個實驗十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗 。 我們的 學(xué)習(xí)不但要 立足于 書本 ，以解決 理論和實際 教學(xué)中的實際問題為目的， 還要 以 實踐相結(jié)合 ， 理論 問題即 實踐 課題， 解決問題 即 課程研究 ， 學(xué)生自己就是一個 專家， 通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻 。這種做法既有助于完成 理論知識的鞏固 ，又有助于帶動實踐，解決實際問題 ，加強(qiáng)我們的動手能力和解決問題的能力。本文從選題到完成，從理論上的探討到實際問題的解決，無處不飽含著李老師的心血。 參考文獻(xiàn)、資料索引 李軍 著，《 51系列單片機(jī)高級實例開發(fā)指南 》， 北京航空航天大學(xué)出版社 ； 孫涵芳 著，《 MCS— 51/96 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