【正文】 ..... 20 復(fù)位 電路 ............................................................................................................ 23 電源電路 ............................................................................................................ 24 時鐘振蕩電路 ..................................................................................................... 24 鍵盤控制電路 ..................................................................................................... 24 LED 數(shù)碼管顯示電路 .......................................................................................... 26 第六章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ............................................................................................ 28 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖 .......................................................................................... 28 系統(tǒng)中斷流程圖 ................................................................................................ 29 子程序說明 ....................................................................................................... 31 按鍵掃描 ................................................................................................. 31 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計 2 數(shù)碼管 動態(tài)掃描 ....................................................................................... 32 第七章 數(shù)字鐘元件清單和軟件介紹 ........................................................................ 33 數(shù)字鐘元件清單 ................................................................................................. 33 軟件介 紹 ........................................................................................................... 33 軟件調(diào)試 .................................................................................................. 34 硬件調(diào)試 .................................................................................................. 34 第八章 總結(jié) ................................................................................................................ 35 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 36 致 謝 ............................................................................................................................ 37 附 錄 ............................................................................................................................ 38 附 錄一 系統(tǒng)程序源代碼 .......................................................................................... 38 附錄二 電路原理圖 ................................................................................................. 44 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計 3 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計 摘 要 在當(dāng)今社會， 隨著計算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此 它 特別適合于與 控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件 相 結(jié)合，以作完善。 單片機(jī)數(shù)字時鐘是以單片機(jī)為核心，在它的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的 數(shù)字 時 鐘 ， 在日常生活中最常見，應(yīng)用也最廣泛。文章的核心主要從硬件設(shè)計和軟件編程兩個大的方面。 因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。 時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時間。但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。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)計思想和設(shè)計方法。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展并日趨完善，而單片機(jī)的應(yīng)用則必將更加深入和廣泛。 鐘表 的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴(kuò)展了鐘表原先的報時功能。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 ，有著非常現(xiàn)實(shí)且重要的 意義。當(dāng)今的社 會已經(jīng)進(jìn)入信息化時代，基本所有的電子產(chǎn)品都向智能化，環(huán)?；l(fā)展。第一臺計算機(jī) ENIAC（ Electronic Numberical Integrator and Computer）誕生，到現(xiàn)在僅僅是幾十年時間，計算機(jī)的性能已經(jīng)大大提高，價格不斷下降，從而使之可以廣泛而迅速地應(yīng)用于人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)計算機(jī)在邏輯處理以及工業(yè)控制等方面也具有非凡的能力。特別是智能儀表，智能傳感器，智能家電，智能辦公設(shè)備，汽車以及軍事電子設(shè)備等應(yīng)用系統(tǒng)要求將計算機(jī)嵌入這些設(shè)備中。目前，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為電子應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計最為常用的手段 。也就是把中央處理器 CPU、隨機(jī)存取存貯器 RAM、只讀存貯器 ROM、輸入 /輸出端口 I/O 等主要的計算機(jī)功能部件，都統(tǒng)統(tǒng)集成在了一塊集成電路芯片上，從而形成一部概念上完整的微型計算機(jī)。因此，它在硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、 I/O 端口、功率消耗及可靠性等方面均有其獨(dú)特之處，其最顯著的特長之一就是具有非常有效的控制功能。 “麻雀雖小，五臟俱全 ”。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計 7 課題 的 來源 時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的好朋友，但隨著時間的推移，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ,使得數(shù)字鐘的精度 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表 , 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便。 比如多功能數(shù)字鐘，除了傳統(tǒng)的顯示時間功能之外還可以測試溫度、電網(wǎng)頻率、電壓 、并提供了過壓報警、非接觸止鬧等功能。 課題的意義 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對 .時 ,分 ,秒 .數(shù)字顯示的計時裝置 ,廣泛用于個人家庭 ,車站 , 碼頭 ， 辦公室等公共場所 , 給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便， 成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?, 由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，使得數(shù)字鐘的精度 ,遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過老式鐘表 。 它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義 。 (7) 培養(yǎng)針對課題需要 ,選擇和查閱有關(guān)手冊 ,圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力 ,提高組成系統(tǒng) ,編程 ,調(diào)試的動手能力 。該鍵按下時，將當(dāng)前顯示的時間停止走動。 畫出電路圖和 PCB； （ 2）提供實(shí)際產(chǎn)品，全部匯編語言程序源代碼； 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計 10 第三章 系統(tǒng) 方案選擇與 論證 方案選擇 方案比較 方案一 ： 基本門電路搭建 用基本門電路來實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障 系數(shù)大，不易調(diào)試； 方案二 ： 單片機(jī)編程 用單片機(jī)設(shè)計電路，由于使用軟硬 件結(jié)合的方式，所以電路結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試也相對方便。我們選擇了第二種方案 ； 而第二種方案也需要進(jìn)行各種電路設(shè)計的優(yōu)化和比較。 方案二 :采用 AT89C52 芯片。它除了具備 AT89C51 的所有功能與部件外，其最大的優(yōu)勢就是 AT89C52 提供了8K 字節(jié)可擦寫 Flash 閃速存儲器空間、 6 個中斷源、及 256 字節(jié)內(nèi)部存儲器（ RAM），解決了我們對可反復(fù)擦寫的 Flash 閃速存儲器空間大小與中斷源的不夠問題的擔(dān)心。 基于匯編語言的 51 單片機(jī)可調(diào)數(shù)字鐘的設(shè)計 11 方案論證 顯示模塊 方案 選擇與論證 LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。動態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。 [4]但要注意所需的驅(qū)動電流比靜態(tài)驅(qū)動時要大，因此要增加驅(qū)動電路。 [2] 時鐘信號方案選擇與論證 方案一：直接采用單片機(jī)內(nèi)定時計數(shù)器提供的秒信號，使用程序可實(shí)現(xiàn)年、月、日、周、時、分、秒計數(shù)。 方案二：采用時鐘芯片實(shí)現(xiàn)時鐘，時鐘芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)?年進(jìn)行計數(shù)，而且精度非常高 ,且硬件電路連接較為簡單，程序設(shè)計容易實(shí)現(xiàn)。因此，本設(shè)計就采用單片機(jī)內(nèi)部的定時和計數(shù)器來提供時鐘信號 。 并由其 內(nèi)部的 定時計數(shù)器提供時鐘 信號 。利用匯編語言來編寫數(shù)字鐘程序 來實(shí)現(xiàn) 數(shù)字鐘 功能。 數(shù)字鐘的工作原理是 利用單片機(jī)定時計數(shù)器來完成走時并用兩組輸出口控制數(shù)碼管來顯示；通過編程向某一輸出口輸出方波實(shí)現(xiàn)報時；利用輸入端口外接各種開關(guān)來完成對走時及顯示的控制（如預(yù)置時間等）。以下 是 在學(xué)習(xí)單片機(jī)課程中總結(jié)的一些設(shè)計思想或方法 。在用單片機(jī)控制對多個數(shù)碼管的掃描顯示中，數(shù)碼管接收到的電壓可以看成是一串方波序列，占空比控制了數(shù)碼管的亮度。 [5]利用這個概念可 直觀地理解顯示延時的調(diào)節(jié)。 單片機(jī)位尋址區(qū)的使用 單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器由 20H 到 2FH 共有 16 個字節(jié)的位尋址區(qū)可以被作為程序執(zhí)行過程中的狀態(tài)參數(shù)，許多程序模塊至于兩個狀態(tài)（比如閃爍與正常顯示，報時與不報時等）用位尋址區(qū)中的某一位來記錄程序執(zhí)行狀態(tài)，在需要對狀態(tài)進(jìn)行判斷的時候十分方便并且節(jié)約空間，一個字節(jié)便可以判斷八個狀態(tài)，而非位尋址區(qū)的地址記錄程序狀態(tài)時可能需要先進(jìn)行變換，增加 了執(zhí)行成本且容易出錯。此外在有多個模塊時，要注意模塊間的數(shù)據(jù)傳遞，比如累加器 A 和進(jìn)位標(biāo)志 C,在使用時要注意不能讓前一個模塊的數(shù)據(jù)對下一個模塊產(chǎn)生不希望有的影響。 實(shí)現(xiàn)時鐘計時的基本方法 用 AT89C52 單片機(jī)的定時 /計數(shù)器 T0 產(chǎn)生一秒的定時時間，作為秒計數(shù)時間，當(dāng) 一秒產(chǎn)生時，秒計數(shù)加 1 開機(jī)時。只要通過設(shè)置特殊功能寄存器 TMOD，即可完成。 在此設(shè)計中，選擇 16 位定時工作方式。對于這 20 次計數(shù)，就可以采用軟件的方法來統(tǒng)計了。 下面我們要給 T0 定時 /計數(shù)器的 TH0， TL0 裝入預(yù)置初值