【正文】 。P0口輸出段碼數(shù)據(jù)，、分別實(shí)現(xiàn)開(kāi)始、暫停、清零功能。AT89C52單片機(jī)控制器復(fù)位電路開(kāi)關(guān)電路LED顯示 數(shù)字秒表硬件電路基本原理圖根據(jù)要求知道秒表設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能是計(jì)時(shí)和顯示。利用這三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)秒表的全部功能，而兩位數(shù)碼管則能顯示最多99秒的計(jì)時(shí)。 再看按鍵的處理。復(fù)位鍵主要功能在于數(shù)值復(fù)位，對(duì)于時(shí)間的要求不是很?chē)?yán)格。因此可以對(duì)復(fù)位按鍵采取掃描的方式。設(shè)計(jì)中包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。主控制器采用單片機(jī)AT89C52，顯示電路采用共陰極LED數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)時(shí)間，三個(gè)按鍵均采用觸點(diǎn)式按鍵。AT89C52P為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu)AT89S52單片機(jī)采用40引腳的雙列直插封裝方式。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。是外接晶體的另一端。 單片機(jī)引腳圖控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD，ALE/，和/Vpp① RST/VPD 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機(jī)復(fù)位在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，由VPD向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能）③ 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在從外部程序存儲(chǔ)取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。④ /Vpp、/Vpp為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器選擇端。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳上加21伏EPROM編程電源（Vpp）。① P0口（ ）是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線，P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL負(fù)載。能驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載。P2口可以驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載。能驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載。另外，AT89C52可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。它由運(yùn)算器和控制器等部件組成?？梢詫?duì)半字節(jié)（4位）、單字節(jié)等數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。89C52運(yùn)算器還包含有一個(gè)布爾處理器，用來(lái)處理位操作。（2） 程序計(jì)數(shù)器PC程序計(jì)數(shù)器PC用來(lái)存放即將要執(zhí)行的指令地址，共16位，可對(duì)64K程序存儲(chǔ)器直接尋址。（3） 令寄存器指令寄存器中存放指令代碼。本設(shè)計(jì)采用ATMEL的AT89C52微處理器，主要基于以下幾個(gè)因素：① AT89C52為51內(nèi)核，仿真調(diào)試的軟硬件資源豐富。③ 功耗低，功能強(qiáng)，靈活性高。⑤ 為EEPROM程序存儲(chǔ)介質(zhì)，1000次以上擦寫(xiě)周期，便于編程調(diào)試。 顯示電路的選擇與設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。而數(shù)碼管作為一種主動(dòng)顯示器件，具有亮度高、響應(yīng)速度快、防潮防濕性能好、溫度特性極性、價(jià)格便宜、易于購(gòu)買(mǎi)等優(yōu)點(diǎn)，而且有遠(yuǎn)距離視覺(jué)效果，很適合夜間或是遠(yuǎn)距離操作。數(shù)碼管顯示可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。所以采用動(dòng)態(tài)顯示。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位的I/O口控制；各位的公共陰極位選線由另外的I/O口線控制。數(shù)碼顯示管分為共陽(yáng)數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種，共陽(yáng)極數(shù)碼管的8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，（b），通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)的限流電阻。動(dòng)態(tài)顯示電路由顯示塊、字形碼驅(qū)動(dòng)模塊、字位驅(qū)動(dòng)模塊三部分組成。~，~，做三極管導(dǎo)通的控制端，而NPN型三極管選用9013型三極管。另外數(shù)碼管顯示是采用動(dòng)態(tài)顯示，所以對(duì)三極管的開(kāi)關(guān)頻率有一定的要求。由于數(shù)碼管是有P0口來(lái)驅(qū)動(dòng)，它內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，作為輸出口時(shí)驅(qū)動(dòng)能力比較弱，不能點(diǎn)亮數(shù)碼顯示管，因此P0口必須接上拉電阻來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力。如果電阻過(guò)小，勢(shì)必會(huì)形成灌電流過(guò)大，造成單片機(jī)IO的損壞，如果電阻過(guò)大，那么對(duì)拉電流沒(méi)有太大的影響。不會(huì)損壞單片機(jī)的I/O口，同時(shí)也可以為數(shù)碼顯示管起到限制電流的保護(hù)作用。假設(shè)段控端有段碼輸入時(shí)，每個(gè)數(shù)碼管的段控端都收到了段碼，但只有位控線有效的數(shù)碼管才能顯示數(shù)據(jù)，反之亦反。八位一體數(shù)碼管用于動(dòng)態(tài)掃描，即把數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的段控碼分時(shí)送到其對(duì)應(yīng)的段控端。持續(xù)點(diǎn)亮一段時(shí)間，再送其它的段控碼，依次把顯示段控碼的數(shù)碼管，使其位控端為有效電平，其他數(shù)碼管的位控端為無(wú)效電平，就這樣數(shù)碼管依次被點(diǎn)亮。 按鍵電路的選擇與設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中有四個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)開(kāi)始、暫停、復(fù)位和查看功能。對(duì)于復(fù)位鍵和查看鍵，主要功能在于數(shù)值復(fù)位和對(duì)上次計(jì)時(shí)時(shí)間的查看，對(duì)于時(shí)間的要求不是很?chē)?yán)格，而開(kāi)始和暫停鍵主要用于時(shí)間的鎖定，需要比較準(zhǔn)確的控制。四個(gè)按鍵均采用低電平有效。 按鍵電路按鍵電路中由于采用了外部中斷，所以需要用到P3口的第二功能。外部方式的時(shí)鐘很少用，若要用時(shí)，只要將XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器就行。時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使用。本設(shè)計(jì)采用的內(nèi)部振蕩方式，內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值一般為5～33pF。本設(shè)計(jì)中采用大小為30pF的電容和12MHz的晶振[8]。每個(gè)狀態(tài)又被分成兩個(gè)時(shí)相P1和P2。通常算術(shù)邏輯操作在P1時(shí)相進(jìn)行，而內(nèi)部寄存器傳送在P2時(shí)相進(jìn)行。這些內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)不能從外部觀察到，所用XTAL2振蕩信號(hào)作參考。對(duì)于單周期指令，當(dāng)操作碼被送入指令寄存器時(shí)，便從S1P2開(kāi)始執(zhí)行指令。(a)和(b)給出了單字節(jié)單機(jī)器周期和雙字節(jié)單機(jī)器周期指令的時(shí)序。乘（MUL）和除（DIV）指令是僅有的需要兩個(gè)以上機(jī)器周期的指令，占用4個(gè)機(jī)器周期。MOVX是訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令。(c)給出了一般單字節(jié)雙機(jī)器周期指令的時(shí)序。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無(wú)法執(zhí)行程序。而本系統(tǒng)選用的是12MHz的晶振，因此一個(gè)機(jī)器周期為1μs，那么復(fù)位脈沖寬度最小應(yīng)為2μs。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。在單片機(jī)每次初始加電時(shí)，首先投入工作的功能部件是復(fù)位電路。上述一系列的延時(shí)，都是利用在單片機(jī)RST引腳上外接一個(gè)RC支路的充電時(shí)間而形成的。在經(jīng)歷了一系列延時(shí)之后，單片機(jī)才開(kāi)始按照時(shí)鐘源的工作頻率，進(jìn)入到正常的程序運(yùn)行狀態(tài)。 上電復(fù)位延時(shí)電路由于標(biāo)準(zhǔn)80C51的復(fù)位邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，復(fù)位源只有RST一個(gè)（相對(duì)新型單片機(jī)來(lái)說(shuō)，復(fù)位源比較單一），因此各種原因所導(dǎo)致的復(fù)位活動(dòng)以及復(fù)位狀態(tài)的進(jìn)入，都要依靠在外接引腳RST上施加一定時(shí)間寬度的高電平信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)，外接電阻R還是可以省略的，理由是一些CMOS單片機(jī)芯片內(nèi)部存在一個(gè)現(xiàn)成的下拉電阻Rrst。因此，(a)基礎(chǔ)上，(b)所示的簡(jiǎn)化電路（其中電容C的容量也相應(yīng)減小了）。否則，在斷電后C還沒(méi)有充分放電的情況下，如果很快又加電，那么RC支路就失去了它應(yīng)有的延遲功能。也就是說(shuō)，只有RC支路的充電過(guò)程對(duì)電路是有用的，放電過(guò)程不僅無(wú)用，而且會(huì)帶來(lái)潛在的危害。二極管D只有在單片機(jī)斷電的瞬間（即VCC趨近于0 V，可以看作VCC對(duì)地短路）正向?qū)?，平時(shí)一直處于反偏截止?fàn)顟B(tài)。單片機(jī)要完成復(fù)位，必須向復(fù)位端輸出并持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。 單片機(jī)復(fù)位電路 系統(tǒng)總電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)總電路由以上設(shè)計(jì)的顯示電路，時(shí)鐘電路，按鍵電路和復(fù)位電路組成，只要將單片機(jī)與以上各部分電路合理的連接就組成了系統(tǒng)總電路。 系統(tǒng)總電路圖復(fù)位電路同晶振電路，單片機(jī)設(shè)有一個(gè)專(zhuān)用的硬件復(fù)位接口，并設(shè)置為高電平有效。而另外的開(kāi)始鍵和暫停鍵兩鍵使用了外部中斷，這兩個(gè)I/O口的第二功能分別為單片機(jī)的外部中斷1端口和外部中斷0端口。顯示電路由五位數(shù)碼管組成，采用動(dòng)態(tài)顯示方式，因此有8位段控制端和5位位控制端，八位段控制接P0口，~、b、c、d、e、f、g、dp顯示，AT89C52的P0口沒(méi)有集成上拉電阻，高電平的驅(qū)動(dòng)能力很弱，所以需要接上拉電阻來(lái)提高P0的高電平驅(qū)動(dòng)能力。通過(guò)以上設(shè)計(jì)已經(jīng)將各部分電路與單片機(jī)有機(jī)的結(jié)合到一起，硬件部分的設(shè)計(jì)以大功告成，剩下的部分就是對(duì)單片機(jī)的編程，使單片機(jī)按程序運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的全部功能。 C語(yǔ)言的特點(diǎn)是： 1）C是中級(jí)語(yǔ)言它把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)。2）C是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化,即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。C 語(yǔ)言是以函數(shù)形式提供給用戶的,這些函數(shù)可方便的調(diào)用,并具有多種循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。另外C語(yǔ)言也具有強(qiáng)大的圖形功能,支持多種顯示器和驅(qū)動(dòng)器。 4）C語(yǔ)言適用范圍大 C語(yǔ)言還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是適合于多種操作系統(tǒng),如DOS、UNIX,也適用于多種機(jī)型。TMOD為模式控制寄存器，主要用于控制T0和T1的工作模