【正文】 ..................................................31八、參考文獻(xiàn) ....................................................31緒論隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對(duì)時(shí)間的要求越來(lái)越高，精準(zhǔn)數(shù)字計(jì)時(shí)的消費(fèi)需求也是越來(lái)越多。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)械振蕩頻率源使鐘表的走時(shí)差從分級(jí)縮小到秒級(jí)，代表性的產(chǎn)品就是帶有擺或擺輪游絲的機(jī)械鐘或表。第三次革命就是單片機(jī)數(shù)碼計(jì)時(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到 1/600 萬(wàn)秒，從原有傳統(tǒng)指針計(jì)時(shí)的方式發(fā)展為人們?nèi)粘８鼮槭煜さ囊构鈹?shù)字顯示方式，直觀明了，并增加了全自動(dòng)日期、星期的顯示功能，它更符合消費(fèi)者的生活需求！因此，電子時(shí)鐘的出現(xiàn)帶來(lái)了鐘表計(jì)時(shí)業(yè)界跨躍性的進(jìn)步……　　本設(shè)計(jì)采用的是 AT89S52 單片機(jī)，該單片機(jī)采用的 MCU51 內(nèi)核，因此具有很好的兼容性，內(nèi)部帶有 8KB 的 ROM，能夠存儲(chǔ)大量的程序，最突出特點(diǎn)是具有 ISP 在系統(tǒng)燒寫(xiě)功能，使得燒寫(xiě)程序更加方便。通過(guò)此次設(shè)計(jì)能夠更加牢固的掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)，增強(qiáng)動(dòng)手能力、硬件設(shè)計(jì)能力以及軟件設(shè)計(jì)能力。:（1）單片機(jī)芯片的選擇方案和論證：方案一: 采用 89C51 芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內(nèi)部具有 4KB ROM 存儲(chǔ)空間,能于3V 的超低壓工作,而且與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容, 但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備 ISP 在線(xiàn)編程技術(shù), 當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對(duì)芯片的多次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。所以選擇采用 AT89S52 作為主控制系統(tǒng).方案三：7DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線(xiàn)接口與 CPU 進(jìn)行通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和 RAM 數(shù)據(jù)。工作電壓寬達(dá) ～。利用單片機(jī)強(qiáng)大的控制功能就可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)的功能，而且消耗的系統(tǒng)資源少，程序簡(jiǎn)單。 LED 顯示數(shù)碼管常見(jiàn)的 LED 顯示具有清晰明亮的特點(diǎn)。發(fā)光二極管組成的顯示器是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中最常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。當(dāng)某一個(gè)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一筆畫(huà)被點(diǎn)亮，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯出各種字符。(3) 顯示器的結(jié)構(gòu)常用的 7 段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖所示，發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱(chēng)為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起的成為共陰顯示器。8:在 對(duì) 日 期 和 時(shí) 間 進(jìn) 行 切 換 ， 對(duì) 日 期 和 時(shí) 間 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 校 準(zhǔn) 過(guò) 程 中 ， 系 統(tǒng) 需 要 產(chǎn) 生 激勵(lì) 電 流 ， 因 此 需 要 用 按 鍵 。 獨(dú) 立 式 鍵 盤(pán) 是 指 直 接 用 I/O 口 線(xiàn) 構(gòu) 成 的 單 個(gè) 按 鍵 電 路 。 方 案 二 ： 使 用 矩 陣 式 鍵 盤(pán) 。 其 特 點(diǎn) 是 簡(jiǎn) 單 且 不 增 加 成 本 ， 這 種 鍵盤(pán) 適 合 按 鍵 數(shù) 量 較 多 的 場(chǎng) 合 。 所 以 采 用 方 案 一 獨(dú) 立 式鍵 盤(pán) 。集成技術(shù)的最新發(fā)展之一是將 CPU 和外圍芯片，如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并行 I/O 口、串行 I/O 口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個(gè)芯片之中，制成單片計(jì)算機(jī)（SingleChip Microputer） 。因此，只要外加一些擴(kuò)展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)流水線(xiàn)控制系統(tǒng)、作為家用電器的主控制器、分布式控制系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)或作為其主控制節(jié)點(diǎn)起中繼的作9用、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等。這些可靠性的獲得除了依靠單片機(jī)芯片本身的高可靠性以及應(yīng)用有最少的聯(lián)接外，還可以方便地采用軟、硬件技術(shù)。?、苡捎跇?gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，相當(dāng)多的測(cè)、控功能由軟件實(shí)現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當(dāng)?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。綜上各方案所述,對(duì)此次作品的方案選定: 采用 C52 作為主控制系統(tǒng)。二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1. 電路設(shè)計(jì)框圖： ：(1)控制模塊AT89S52 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片,有四個(gè) I/O 口 P0,P1,P2,P3, MCS51 單片機(jī)共有 4 個(gè) 8 位的 I/O 口（P0、PPP3），每一條 I/O 線(xiàn)都能獨(dú)立地作輸出或輸入。(2)結(jié)構(gòu)按功能分為 8 部分：CUP，程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，時(shí)鐘電路，串行口，并行 I/OAT89C52主控制模 塊時(shí)鐘模塊LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊鍵盤(pán)模塊10口，中斷系統(tǒng)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此兩引腳端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。當(dāng) RST 輸入端保持 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)，單片機(jī)完成復(fù)位初始化操作。ALE/PROG：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。當(dāng)單片機(jī)正常工作后，ALE 端就周期性地以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 固定頻率向外輸出正脈沖信號(hào)。PSEN：程序存儲(chǔ)器允許輸出端。CPU從外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，PSEN 信號(hào)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生負(fù)脈沖，作為外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng) EA 為高電平時(shí)，CPU 執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器指令，但當(dāng) PC 中的值超過(guò) 0FFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令；當(dāng) EA 為低電平時(shí)，CPU 只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器指令。3．片外總線(xiàn)結(jié)構(gòu)分為三部分：數(shù)據(jù)總線(xiàn) Data Bus(DB）,地址總線(xiàn) Address Bus (AB）,控制總線(xiàn) Control Bus(CB).本電路是由 AT89C52 單片機(jī)為控制核心，具有在線(xiàn)編程功能，低功耗，能在 3V 超低壓工作；時(shí)鐘電路由 DS1302 提供，它是一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它11可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為～。DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 31*8 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。使用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式對(duì)數(shù)字的顯示。CPU 中本身自帶存儲(chǔ)器 ROM 和 RAM。IC（集成電路）技術(shù)是將電路通過(guò)特殊工藝做在一塊硅基片上封裝成芯片，比如CPU，片外存儲(chǔ)器等等。這樣才是一個(gè)完整的單片（做在一塊 PCB 板上）的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如下圖所示,18 引腳和 19 引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1 接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端, 9 引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開(kāi)關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20 引腳為接地端,40 引腳為電源端. 如圖1 所示12圖1 主控制系統(tǒng)（1）一個(gè) 8 位的微處理器(CPU)（2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM(128B/256B)（3）片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM/EPROM(4kB/8kB)（4）4 個(gè) 8 位并行 I/O 拉口 P0P3,每個(gè)口既可以作輸入也可以作輸出（5）2 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（6）5 個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)（7）1 個(gè)全雙工的串行 I/O 接口（8）片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器（2）模塊器件 ①74LS164它是個(gè)串入并出的 8 位移位寄存器，它常用于單片機(jī)系統(tǒng)中，下面結(jié)束一下這個(gè)元件的基本知識(shí)：74LS164 引腳圖1374LS164_內(nèi)部功能圖74LS164_邏輯符合表串行輸入帶鎖存 時(shí)鐘輸入,串行輸入帶緩沖 異步清除 最高時(shí)鐘頻率可高達(dá) 36Mhz 功耗：10mW/bit 74 系列工作溫度： 0176。C Vcc 最高電壓：7V 輸入最高電壓：7V 高電平：－ 低電平：8mA（3）電路模塊的設(shè)計(jì)圖2 示出 DS1302 的引腳排列，其中 Vcc1 為后備電源，Vcc2 為主電源。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)，DS1302由 Vcc1 供電。RST 是復(fù)位/片選線(xiàn)，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。上電動(dòng)行時(shí)，在 Vcc 大于等于 之前，RST 必須保持低電平。SCLK 始終是輸入端。圖 5 為 DS1302 的