【正文】 S8550PNP 型號三極管與 AT89S51 單片機的 I/O 口相連，顯示器可使電子表顯示出時、分、秒。復位電路可使電子表恢 復 到 初 始 狀 態(tài) 。 時 鐘 電 路 是 電 子 表 硬 件 電 路 的 核 心 ， 沒 有 時 鐘 電 路 ， 電 子表 將 無 法 正 常 工 作 計 時 。動態(tài)顯示的亮度雖然不如靜態(tài)顯示，但其硬件電路較 簡 單 ，可 節(jié) 省 硬 件 成 本 ，雖 然 動 態(tài) 掃描需占用 CPU 較多的時間，但本系統(tǒng)中的單片機沒有很多實時測控任務(wù)，因此，本系統(tǒng)采用此種方案。 方案四 : 獨立式按鍵， LED 動態(tài)顯示。 該方案方框圖如圖 所示，獨 立 式 鍵 盤 配 置靈 活 ，軟 件 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 按 鍵 較 多 時 不 宜 采 用 。但動態(tài)掃描方式需占用CPU 較 多 的 時 間 ，在 單 片 機 沒 有 太 多 實 時 測 控 任 務(wù) 的 情 況 下 可 以采用。 方案二 : 8155 擴展， LED 動態(tài)顯示。 多功能電子表鍵盤 /顯示方案 方案一 : 8279 擴展。它將通用 CPU 和在線可編程 Flash 集成在一個芯片上 ， 形 成 了 功 能 強 大 、 使 用 靈 活 和 具 有 較 高 性 能 價 格 比 的 微 控制 器 。它與通用 80C51 系列單片機的指令系和引腳兼容。 該 方 案 節(jié) 省 硬 件 成 本 ，且能使設(shè) 計 者 對 單 片 機 的 指 令 系 統(tǒng) 能 有 更 深 入 的 了 解 ， 從 而 掌握單片機應(yīng)用技術(shù) MCS51 匯編語言程序設(shè)計方法，因此，本系統(tǒng)設(shè)計采用此種軟件控制方法來實現(xiàn)計時。 方案二 : 軟件控制。此外，實時 時 鐘 芯 片 多 數(shù) 帶 有 鋰 電 池 做 后 備 電 源 ， 具 備 永 不 停 止 的 計 時功 能 ； 具 有 可 編 程 方 波 輸 出 功 能 ， 可 用 做 實 時 測 控 系 統(tǒng) 的 采 樣信 號 等 ；有 的 實 時 時 鐘 芯 片 內(nèi) 部 還 帶 有 非 易 失 性 RAM，可 用 來 存放需長期保存但有時也需變更的數(shù)據(jù)。 下 面 是 本 人 在 設(shè) 計 前 對 各種設(shè)計方案的考慮 多功能 電子表計時方案 方案一：采用實時時鐘芯片 實 時 時 鐘 芯 片 具 備 年 、 月 、 日 、 時 、 分 、 秒 計 時 功 能 和 多點 定 時 功 能 ， 計 時 數(shù) 據(jù) 的 更 新 每 秒 自 動 進 行 一 次 ， 不 需 程 序 干預 。 而 單 片 機 的 最 小 系 統(tǒng) 設(shè) 計 中 實 際 上 最 重 要 的 就 是 對鍵盤 /顯示器接口電路的設(shè)計，由于系統(tǒng)功能不同所以要求就不同 ，接 口 設(shè) 計 也 就 不 同 。 關(guān)鍵字： 單片機 , LED 顯示器，電子鐘，匯編語言。供擴展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。 經(jīng)過了 電子 電路設(shè)計這門課程的系統(tǒng)學習，特別經(jīng)過了關(guān)于組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學習， 我們已經(jīng)具備了設(shè)計小規(guī)模集成電路的能力，借由本次設(shè)計的機會，充分將所學的知識運用到實際中去。目前， 電子 鐘的功能越來越強，并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機并行口的電子鐘的設(shè)計 摘要 ： 電子 鐘是一種用 電子 電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 電子 鐘從原理上講是一種典型的 電子 電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。 從有利于學習的角度考慮，這里主要介紹以中小規(guī)模集成電路設(shè)計 電子 鐘的方法。 本次課程設(shè)計要求設(shè)計一個 電子 鐘，基本要求為 電子 鐘的時間周期為 24 小時， 電子 鐘顯示時、分、秒，數(shù)字鐘的時間基準一秒對應(yīng)現(xiàn)實生活中的時鐘的一秒。因此，研究 電子 鐘及擴大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實的意義 。 目 錄 1 多 功 能 電 子 表 說 明 及 總 體 方 案 介 紹 .................... 1 多功能電子表 計時方案 .......................... 1 多功能 電子表鍵盤 /顯示方案 ..................... 2 2 電 子 鐘 的 工 作 原 理 .................................. 4 3 多 功 能 電 子 表 原 理 框 圖 、原理圖及 PCB 圖 .............. 5 多功能電子表原理框圖 .......................... 5 4 多 功 能 電 子 表 元 器 件 清 單 ............................ 9 5 單片機硬件 資源 分配 ............................... 25 6 程序流程圖 ....................................... 26 7 電 子 鐘 程 序 清 單 ................................... 32 8 誤差分析 ......................................... 40 9 電 子 鐘 使 用 說 明 ................................... 43 10 設(shè)計體會 ........................................ 44 11 教學意見 ........................................ 45 12 參考資料 ........................................ 46 1 多 功能電子表說明及總體方案介紹 本次設(shè)計 電 子 鐘 系 統(tǒng) 功 能 簡 單 ， 用 單 片 機 的 最 小 系 統(tǒng) 就 能得 以 實 現(xiàn) 。對 一 個 鍵 盤 /顯示器接口設(shè)計應(yīng)從整個系 統(tǒng) 出 發(fā) ， 綜 合 考 慮 軟 、 硬 件 特 點 。 計 算 機 可 通 過 中 斷 或 查 詢 方 式 讀 取 計 時 數(shù) 據(jù) 進 行 顯 示 ， 因此計時功能的實現(xiàn) 無需占用 CPU 的時間，程序簡單。由于功能完善，精度高，軟件程序設(shè)計相對簡單，且計時不占用 CPU 時間，因此，在工業(yè)實時測控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實現(xiàn)實時時鐘功能。 利用單片機內(nèi)部的定時 /計數(shù)器進行中斷定時，配合軟件延時 實 現(xiàn) 時 、 分 、 秒 的 計 時 及 秒 表 計 時 。而由于 ATMEL 公司的 AT89S51 單片機是低功耗的具有 4KB 在線可編程 Flash 存器的單片機。片內(nèi)的 Flash 可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲器編程。 它 的 功 能 強 大 ， 而 且 也 較 容 易 購 買 ， 故 本 設(shè) 計 中 所 選 的單片機為 AT89S51 單片機。 該方案方框圖如圖 所示， 8279 是一種可編程的鍵盤 /顯 示 接 口 專 用芯 片 ，它 含 有 鍵 盤 輸 入 和 顯示輸出兩種功能，鍵掃描程序 和 動 態(tài) 顯 示 程 序 全 由8279 硬件自動完成，此種方案能以比較簡單的硬件 電路和較少的軟件開銷實現(xiàn)單片機與鍵盤、 LED 顯示器的接口。 該 方 案 方 框 圖 如 圖 所示， 8155 是 一 塊 可 編 程 的接 口 芯 片 ，與 單 片 機 的 接 口 非常 簡 單 ，它 的 鍵 盤 、顯 示 共 用一個接 口 電 路 ， 可 節(jié) 省 I/O口。 方案三 : 串口擴展， LED 靜態(tài)顯示。 靜 態(tài) 顯 示 占 用 口 資 源 少 ， 采 用 串 口傳輸實現(xiàn)靜態(tài)顯示， LED 數(shù)碼管與單片機之間通過 6 個移位寄存 器 相 連 ， 顯 示 亮 度 有 保 證 ， 但 此 方 案 的 硬 件 開 銷 大 ， 電 路 復雜，信息刷新速度慢，比較適用于并行口資源較少的場合。 該方案方框圖如圖 所示，獨立 式按鍵直接與單片機I/O 口相連構(gòu)成鍵盤，每個按鍵不會相互影響，因本系統(tǒng)用到的按鍵比較少，采用獨立式鍵盤不會浪費 I/O 口 線 ，所以本系統(tǒng)采用獨立式鍵盤。 2 多 功能電子表的工作原理 本設(shè)計中的電子鐘的核心是 AT89S51 單片機，其內(nèi)部帶有4KB 在線可編程 Flash 存儲器的單片機，無須外擴程序存儲器，硬 件 電 路 主 要 由 四 部 分 構(gòu) 成 ： 時 鐘 電 路 ， 復 位 電 路 ， 鍵 盤 以 及顯示電路。 本 系 統(tǒng) 時 鐘 電 路 采 用 的 晶 振 的 頻 率 為12MHz，定 時 器 采 用 的 是 定 時 器 0 工作在方式 1 定 時 ，用 于 實 現(xiàn)時、分、秒的計時，定時時間為 。 鍵 盤 可 對 電 子 表 進 行 開 啟 、 停 止 ， 還 能 實 現(xiàn)時、分、秒的顯示及設(shè)定等操作。 多功能電子表的計時原理為：上電后，電子表顯示 符，按下 A 鍵后，電子表從 00： 00： 00 開始計時。F 電容 7805 芯片 TO220 U1 電容 C1 電容 C2 220181。F 電容 橋式整流 DIP04 D2 二極管 D1 11V 變壓器 DIP5 TR 擴展插針 SIP08 J0 擴展插針 SIP08 J1 5 單 片 機硬件資源的分配 本 次 設(shè) 計 用 到 了 單 片 機 正 常 工 作 的 硬 件 資 源 ， 如 （ 連 接 晶振的引腳 XTAL1 和 XTAL2， 復 位 引腳 RESET）， 對 其 硬 件 資 源 還做了具體的安排。 (2).P1 口 ～ 接了四個獨立式分別為 A 鍵、 B 鍵、 C 鍵、 D 鍵，用于對鍵盤的控制， 、 、 則作為 ISP 程序下載的輸入端。 (4).定時 /計數(shù)器 使用定時器 0 來實現(xiàn)本次電子鐘的運行。 31H～ 36H 分別作為時、分、秒個位和十位的 數(shù)據(jù)存儲單元。 (6).通用寄存器 第 0 組寄存器： R0、 R R R7，用來存放鍵功能程