【正文】 機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS51從單片微型計算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。Controller在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。Microputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)。a）SCM即單片微型計算機(jī)（Single 單片機(jī)的發(fā)展歷史經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 AT89C52目 錄1 概 述 1 單片機(jī)的發(fā)展歷史 1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 12 課題研究背景與意義 33 功能要求 3 時鐘功能 3 計時功能 4 顯示功能 4 功能按鍵 4 中斷嵌套和控制 44 方案論證 4 單片機(jī)的選擇方案和論證 4 5 電路設(shè)計最終方案決定 55 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 6 6 數(shù)碼管顯示電路 11 驅(qū)動電路 13 16 時鐘電路 17 按鍵電路 18 報時器的設(shè)計 196 系統(tǒng)程序的設(shè)計 20 主程序 21 顯示子程序 21 定時器T0中斷服務(wù)程序 21 定時器T1中斷服務(wù)程序 22 調(diào)時功能程序 23 秒表功能程序 23 鬧鐘時間設(shè)定功能程序 237 調(diào)試及性能分析 23 硬件調(diào)試 23 軟件調(diào)試 23 性能分析 248 結(jié) 束 語 25致 謝 26參考文獻(xiàn) 27附 錄 28附錄1 源程序清單 29附錄2 基于單片機(jī)的時鐘計時器設(shè)計電路原理圖 41基于單片機(jī)的時鐘計時器設(shè)計1 概 述單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。 Digital clock。關(guān)鍵詞: 計時器；數(shù)字鐘；數(shù)碼管顯示；AT89C52Design of the Clock Timer Based on Micro Controller UnitAbstract : SCM since the 20th century since the advent of the 1970s, with its high cost performance, by the people39。本設(shè)計介紹一種以AT89C52單片機(jī)為核心,以LED數(shù)碼管作為顯示器件組成6位數(shù)字顯示的實用多功能電子時鐘的設(shè)計。它在實際生活中具有廣泛的應(yīng)用。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個方面，而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種?；趩纹瑱C(jī)的時鐘計時器設(shè)計摘 要: 單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。本設(shè)計就是利用單片機(jī)的上述優(yōu)點(diǎn)，采用目前市場上性能價格比較高的MCS52單片機(jī)設(shè)計而成的最小系統(tǒng)。例如：工業(yè)生產(chǎn)中的定時啟停自動化設(shè)備、學(xué)校中上下課鈴定時控制、農(nóng)村廣播站每天早中晚廣播的自動定時控制均可采用本儀器。該時鐘可顯示時，分，秒，也具有整點(diǎn)提醒報時及定時鬧鐘等功能，還可作電子秒表使用。s attention and concern, a very wide application, developed very quickly. SCM small size, light weight, antiinterference capability and the environment Yaoqiubugao, low price, high reliability, flexibility, and develop more easily. Due to the abovementioned advantages, in our country, the SCM has been widely used in industrial automation and control, automatic detection, smart instrumentation, household appliances, power electronics, electrical and mechanical equipment, and other aspects of integration, and 51 is the singlechip microcontroller For the most typical and most representative clock design is used of the abovementioned advantages, adopting the smallest system designed of MCS52 microcontroller that has higher priceperformance in current market. It has a wide application in real life. For example: the design can be used as a controller in industrial production timing starting automation equipment, school bell timing control, rural radio stations automatic timing control, and so design introduces a practical electronic clock design which takes AT89C52 as the core, sixdigit LED nixie tube as display ponents. The clock not only shows hours, minutes and seconds, but also can be used as an alarm clock and electronic stopwatch. Key words: Timer。 Nixie tube display。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。本設(shè)計通過對它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以AT89C52芯片為核心，輔以必要的電路，設(shè)計了一個簡易的電子時鐘，它由直流電源供電，通過數(shù)碼管能夠準(zhǔn)確顯示時間，而且具有秒表功能。Chip“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。b）MCU即微控制器（MicroUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的發(fā)展。縱觀幾十年來單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，拉動廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出比微處理器更具個性的發(fā)展趨勢：A. 采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)高性能在過去的一段時間內(nèi)，單片機(jī)的指令運(yùn)行速度一直在10MIPS以下，這對于應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的單片機(jī)來說是足夠了，但當(dāng)單片機(jī)被應(yīng)用在通訊及DSP領(lǐng)域作為高速運(yùn)算、編碼或解碼時，就會出現(xiàn)因指令運(yùn)行速度不夠而限制單片機(jī)應(yīng)用的情形，因此提高單片機(jī)指令運(yùn)行速度已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。51LPC系列單片機(jī)采用以下三種方法降低功耗：a)使系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式，在空閑模式下，只有外圍器件在工作，任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式；b)使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，在低功耗模式下，振蕩器停止工作，使功耗降到最??；c)使系統(tǒng)進(jìn)入低電壓EPROM操作；EPROM包含了模擬電路，當(dāng)Vcc高于4V時，可通過軟件使這些模擬電路掉電以降低功耗，在上電情況下可使系統(tǒng)退出該模式。Flash MPU具有以下優(yōu)點(diǎn)：與多次可編程的窗口式EPROM相比，F(xiàn)lash MPU的成本要低得多；在系統(tǒng)編程能力以及產(chǎn)品生產(chǎn)方面提供了靈活性，因為Flash MPU可在編程后面再次以新代碼重新編程；可減少已編程器件的報廢和庫存；有助于生產(chǎn)廠商縮短設(shè)計周期，使終端用戶產(chǎn)品更具有競爭力。如模擬功能，包括模擬比較器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等。E. 強(qiáng)抗干擾能力不斷加強(qiáng)抗干擾能力是單片機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢。許多單片機(jī)開發(fā)商也正朝著這個方向努力。日本TOSHBA公司開發(fā)了從4位到64位的多系列單片機(jī)，日立公司也有從4位到32位的單片機(jī)，目前還沒有哪個廠家生產(chǎn)的單片機(jī)比東芝公司的種類多。在各種控制領(lǐng)域，單片機(jī)將擁有更加廣闊的使用天地。2 課題研究背景與意義時鐘是現(xiàn)代社會應(yīng)用廣泛的計時工具，在航天、電子等科研單位，工廠、醫(yī)院、學(xué)校等企事業(yè)單位，各種體育賽事及至我們每個人的日常生活中都發(fā)揮著重要的作用。怎樣讓時鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計出新型時鐘。本設(shè)計利用單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)字時鐘計時功能的主要內(nèi)容，其中AT89C52是核心元件，同時采用數(shù)碼管動態(tài)顯示“時”，“分”，“秒”的現(xiàn)代計時裝置。它的計時周期為24小時，顯滿刻度為“23時59分59 秒”，另外具有校時功能，斷電后有記憶功能，恢復(fù)供電時可實現(xiàn)計時同步等特點(diǎn)。 時鐘功能對于時鐘功能，需要在數(shù)碼管上顯示小時、分鐘和秒鐘，因此，可以在內(nèi)部存儲空間分別定義它們的顯示緩存空間，來存放小時、分鐘和秒鐘的BCD碼，各2個字節(jié)。52單片機(jī)的2個定時器都具有16位定時器的工作模式。由于秒表在計時功能時也需要用到1個定時器，因此，我們采用第一個方法，只使用1個定時器，例如使用T0。定時器的中斷處理程序?qū)T進(jìn)行減1操作，當(dāng)ST為0時，1秒到達(dá)，此時更新存放小時、分鐘、秒鐘的顯示緩存區(qū)。在T1的中斷處理程序中對SS和SS的緩存空間進(jìn)行更新，與上面類似。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點(diǎn)，因此使用非常廣泛。、 個按鈕開關(guān)，用于調(diào)時及功能設(shè)置。這3個中斷的特點(diǎn)是：T0的工作是連續(xù)的，在誤差范圍內(nèi)可以被打斷但不可以停止；T1的工作同樣可以在誤差范圍內(nèi)被打斷，但可以被INT0停止；INT0是用來啟動或停止T1的。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。它具有40引腳，片內(nèi)帶8K閃速存儲器EEPROM，一般作程序存儲器；片內(nèi)帶256字節(jié)RAM；提供32條I/O引腳，大部分引腳都可作數(shù)字和脈沖輸入和輸出；3個16位定時計數(shù)器，(T0)(T1)；6個中斷源，(INT0)(INT1)；2個可編程標(biāo)準(zhǔn)串口，(RXD)(TXD)；時鐘頻率可達(dá)4～24MHz；具有睡眠狀態(tài)，指令系統(tǒng)與8031指令系統(tǒng)完全兼容。故選擇AT89C52單片機(jī)為本設(shè)計的核心是較佳的選擇。如果考慮使用電池供電，則可采用LV系列單片機(jī)。方案二：采用LED液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，但是價格昂貴，需要的接口線多，所以在此設(shè)計中不采用LED液晶顯示屏。為了實現(xiàn)LED顯示的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。 電路設(shè)計最終方案決定綜上各方案所述，對此次作品的方案選定：采用AT89C52作為主控制系統(tǒng)； LED數(shù)碼管動態(tài)掃描作為顯示。圖41 時鐘計時器電路系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖5 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計該電路采用AT89C52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計。AT89C52單片機(jī)具有足夠的空余硬件資源，可以實現(xiàn)其他的擴(kuò)充功能，還有價格低廉，保密性強(qiáng)，功耗低，應(yīng)用靈活、方便等優(yōu)點(diǎn)。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 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)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可以提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。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。主要性能參數(shù)：8k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz2568字節(jié)內(nèi)部RAM3個16位定時/計數(shù)器可編程串行UART通道同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。實際上P0P3已被歸入特殊功能寄存器之列。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。P1口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動4個LS 型負(fù)載。P3口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。作為輸出口用時，每位用吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口P0寫“l(fā)”時，可作為高阻抗輸入端用。在Flash 編程時，P0口接收指令字節(jié)。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。與AT89C5l不同之處是， 還可分別作為定時/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（）和輸入（），參見表51。表 51 和 的第二功能引腳號功能