【正文】 rocontroller Unit）或嵌入式控制器。 單片機(jī)的發(fā)展史1 . 4位單片機(jī) 1975年，美國(guó)德克薩斯儀器公司首次推出4位單片機(jī)TMS1000；此后，各個(gè)計(jì)算機(jī)公司競(jìng)相推出四位單片機(jī)。四位單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：PC機(jī)的輸入裝置，電池充電器，運(yùn)動(dòng)器材，帶液晶顯示的音/視頻產(chǎn)品控制器，一般家用電器的控制及遙控器，電子玩具，鐘表，計(jì)算器，多功能電話等。在這以后，8位單片機(jī)紛紛面市。隨著集成電路工藝水平的提高，一些高性能的8位單片機(jī)相繼問(wèn)世。這類單片機(jī)的尋址能力達(dá)64KB，片內(nèi)ROM容量達(dá)48KB，片內(nèi)除帶有并行I\O口外，還有串行I\O口，甚至還有A\D轉(zhuǎn)化器功能。3 . 16位單片機(jī) 1983年以后，集成電路的集成度可達(dá)幾十萬(wàn)只管/片，各系列16位單片機(jī)紛紛面市。16位單片機(jī)主要用于工業(yè)控制，智能儀器儀表，便攜式設(shè)備等場(chǎng)合。32位單片機(jī)是單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，隨著技術(shù)的發(fā)展及開發(fā)成本和產(chǎn)品價(jià)格的下降，將會(huì)與8位單片機(jī)并駕齊驅(qū)。 1 . 單片機(jī)的存儲(chǔ)器ROM和RAM時(shí)嚴(yán)格區(qū)分的。RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)。為滿足控制需要，單片機(jī)有更強(qiáng)的邏輯控制能力，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。由于單片機(jī)芯片上引腳數(shù)目有限，為了解決實(shí)際引腳數(shù)和需要的信號(hào)線的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來(lái)設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來(lái)區(qū)分。在內(nèi)部的各種功能部件不能滿足應(yīng)用的需求時(shí)，均可在外部進(jìn)行擴(kuò)展，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。方案二：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將十字節(jié)清零。但由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高?；谟布娐返目紤]，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止。靜態(tài)顯示時(shí)較小的電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。方案二：動(dòng)態(tài)顯示。利用人的視覺(jué)暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。從節(jié)省I/O口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計(jì)采用方案二。該方案節(jié)省硬件成本，且能使讀者在定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面得到鍛煉與提高，對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而對(duì)學(xué)好單片機(jī)技術(shù)這門課程起到一定的作用。AT89S51 是一種低功耗，高性能的CMOS 8位微型計(jì)算機(jī)。簡(jiǎn)易電子鐘的功能不復(fù)雜，采用其現(xiàn)有的I/O便可完成，所以本設(shè)計(jì)中采用此的設(shè)計(jì)方案。結(jié)合本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，要求顯示的時(shí)間為時(shí)，分，秒，并且都用兩位數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示。本程序設(shè)計(jì)中，在主程序之外，可以設(shè)置時(shí)間值處理子程序，時(shí)間值顯示前的處理子程序，按鍵情況掃描子程序，1S定時(shí)中斷子程序以及5ms延時(shí)消除按鍵抖動(dòng)子程序等多個(gè)小型的子程序。用28H，2AH,2BH和2CH地址單元分別作為顯示位數(shù)的掃描指針值寄存器，時(shí)寄存器，分寄存器和秒寄存器，再用20H地址單元作為顯示寄存器 系統(tǒng)框圖 模塊設(shè)計(jì) AT89S51芯片 選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實(shí)現(xiàn)在線的編程。其主要功能列舉如下：為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機(jī)晶片內(nèi)部具有時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 33MHz）內(nèi)部程式存儲(chǔ)器（ROM）為 4KB內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 128B外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單 獨(dú)做 I/O 的控制5 個(gè)中斷向量源2 組獨(dú)立的 16 位定時(shí)器1 個(gè)全雙工串行通信端口18751 及 8752 單芯片具有數(shù)據(jù)保密的功能1單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令A(yù)T89S51各引腳功能介紹：VCC：ATAT89S51 電源正端輸入，接+5V。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸入端。RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來(lái)輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ATAT89S51可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳TAT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。ATAT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。其他三個(gè)I/O端口（PPP3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。設(shè)計(jì)者必須外加一個(gè)鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一組完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。P2除了當(dāng)作一般I/O端口使用外，若是在ATAT89S51擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)作I/O來(lái)使用了。如果是使用8052或是8032的話，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)引腳。其引腳分配如下：：RXD，串行通信輸入。：INT0，外部中斷0輸入。：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。 74LS47芯片說(shuō)明74LS47是BCD7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動(dòng)器， 74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過(guò)它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡(jiǎn)化了程序。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái)。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。輸 入 輸 出 顯示數(shù)字符號(hào) LT RBI A3 A2 A1 A0 BI RBO a b c d e f g1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 74LS138芯片說(shuō)明74HC138:74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其74LS138工作原理如下： 當(dāng)一個(gè)選通端（G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時(shí)，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器74LS138與74HC的引腳圖用與非門組成的3線8線譯碼器74LS138 無(wú)論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。71LS138有三個(gè)附加的控制端、和。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平。3線8線譯碼器74LS138的功