【正文】 .... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ........................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄二 元件清單 ........................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種 IC 卡，民用豪華轎車的安全控制系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制等等，這些都離不開單片機(jī)的控制還有醫(yī)療器械、功能儀表都需要單片機(jī)。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及 過程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個(gè)范疇：智能儀器、工業(yè)控制，家用電器、網(wǎng)絡(luò)和通信、設(shè)備領(lǐng)域、模塊系統(tǒng)以及汽車電子。單片機(jī)有以下特點(diǎn)： 1. 單片機(jī)的存儲(chǔ)器 ROM 和 RAM 是嚴(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) [1] 2. 采用面向控制的指令系統(tǒng)。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，可由指令來設(shè)置或機(jī)器狀態(tài)來區(qū)分； 4. 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力很強(qiáng)。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)是進(jìn)一步向著 CMOS 化 、低功耗、小體積，大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。在以前，是必須由模擬或是數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能的，而現(xiàn)在已經(jīng)能用單片機(jī)通過軟件的方法來實(shí)現(xiàn)了。 2 電子時(shí)鐘簡(jiǎn)介及其基本特點(diǎn) 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展，給人們的生活帶來巨大壓力的同時(shí)迫使人們加快自己工作、生活的步伐，使 時(shí)間對(duì)于人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易是人 忘記當(dāng)前時(shí)間。但是，一旦是重要的事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍?，F(xiàn)代的電子時(shí)鐘的基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒定義，通過計(jì)數(shù)方式進(jìn)行六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)清零，從而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能，是人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚墓ぞ摺? 3 第二章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 總方案設(shè)計(jì) 根據(jù)課設(shè)的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖 21所示的整體框圖，包括外部震蕩電路模塊、復(fù)位電路模塊、按鍵電路模塊、蜂鳴器電 路模塊（起整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能）、單片機(jī)芯片以及顯示模塊。 圖 21 電子時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)框圖 單片機(jī)芯片的選擇 經(jīng)過多種單片機(jī)性能的分析及現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，在本設(shè)計(jì)中單片機(jī)芯片采用了 AT89C51 單片機(jī)芯片。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié) 閃存可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 的 單片機(jī) 。該器件采用 ATMEL 高密度非易失 存儲(chǔ)器 制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C51 單片機(jī) 為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。同時(shí)， AT89C51 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(gè)硬件復(fù)位。 圖 22 AT89C51 引腳說明 Vcc： 電源電壓 GND： 接地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在 5 上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX Ri 指令）時(shí)， P2口線上的內(nèi)容（即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 P3 口： P3 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸 入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 DIRT0 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用以定時(shí)目的。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于出入編程脈沖（ PROG）。 /PSEN：程序儲(chǔ)存允許（ /PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)） 使，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。沒有兩次有效的 /PSEN 信號(hào)。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 6 單片機(jī)系統(tǒng)電路包含晶振和復(fù)位兩部 分，如圖 23所示。 晶振電路部分，此電路在加電大約延遲 10sm 后正當(dāng)器起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅值為 3V的正弦時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率決定。圖中 X1 為石英晶振。電路如圖 24 所示： 7 圖 24 按鍵設(shè)計(jì)電路 蜂鳴器電路設(shè)計(jì) 當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到整點(diǎn)的時(shí)候，例如 010000 時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)發(fā)出信號(hào)使蜂鳴器發(fā)出“嘀、嘀、嘀”的聲音，同時(shí)一個(gè)發(fā)光二極管閃爍。本設(shè)計(jì)的蜂鳴器電路是實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器、共鳴器和外殼組成。阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)生。本設(shè)計(jì)中我們選用的是八段式 LED數(shù)碼管。 數(shù)碼管是一種把多個(gè) LED 顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。共陽(yáng)極就是把多個(gè) LED 顯示段的陽(yáng)極接在一起，又稱為公共端。其中，共陽(yáng)極的公共端接 +5V電源，共陰極公共端接地。 8 （ a）外觀圖 （ b）共陽(yáng)極等效電路 （ c）共陰極等效電路 圖 26 LED 數(shù)碼管 一個(gè)八段數(shù)碼管稱為一位，多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多為數(shù)碼管，它們的段選線（即 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp）連載一起，各自的公共端為位選線。數(shù)碼管的八段對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)的八位， a 對(duì)應(yīng)最低位， dp 對(duì)應(yīng)最高位。可以看出兩個(gè)編碼的各位正好相 反。 表 21 數(shù)碼管字型與字段關(guān)系表 顯示 字符 g f e d c b a 字型碼 共陰極 共陽(yáng)極 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H 1 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H 2 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H 3 1 0 0