【正文】 ................ 13 3． 1． 2 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式 ......................................... 13 3． 2 中斷程序的設(shè)計(jì) ..................................................... 15 3． 2． 1 輸入輸出的控制方式 ............................................ 15 3． 2． 2 MCS51 單片機(jī)的中斷源 ......................................... 15 3． 2． 3 中斷相關(guān)寄存器 ................................................ 15 3． 2． 4 MCS51單片機(jī)中斷處理過(guò)程 ..................................... 15 3． 3 顯示模塊的程序設(shè)計(jì) ................................................. 16 4 軟硬件調(diào)試 ............................................................. 16 4． 1 系統(tǒng)的調(diào)試 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 4． 2 硬件靜態(tài)的調(diào)試 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 結(jié) 論 .................................................................... 17 致 謝 .................................................................... 18 參考文獻(xiàn) .................................................................. 19 摘 要 在現(xiàn)今的高速運(yùn)行的現(xiàn)代生活中，準(zhǔn)確適時(shí)的把握時(shí)間尤其重要。因此我們需要一個(gè)多功能的時(shí)鐘，讓它來(lái)對(duì)全天適時(shí)的控制好我們的時(shí)間。因此用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子鐘的設(shè)計(jì)課題應(yīng)運(yùn)而生，利用單片機(jī)的多功能控制能力能很好實(shí)現(xiàn)要求。利用單片機(jī)的特點(diǎn)，通過(guò)編寫程序來(lái)控制我們的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)我們需要的功能。 整個(gè)過(guò)程就是先設(shè)計(jì)和焊接好硬件電路，再就是通過(guò) C語(yǔ)言編寫應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的功能，這期 間進(jìn)行的軟件仿真和調(diào)試是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。s characteristics of its oneself, function very finite。 時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。尤其在醫(yī)院，每次護(hù)士都會(huì)給 病人作皮試，測(cè)試病人是否對(duì)藥物過(guò)敏。手表當(dāng)然是一個(gè)好的選擇，但是，隨著接受皮試的人數(shù)增加，到底是哪個(gè)人的皮試到時(shí)間卻難以判斷。隨時(shí)提醒這些容易忘記時(shí)間的人。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備，甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。 本課題的主要任務(wù)是利用單片機(jī)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字電子鐘，這里面的重點(diǎn)集中在單片機(jī)里，其中包括它的中斷功能的應(yīng)用、定時(shí)記數(shù)器的工作原理和工作模式選擇以及 I/O端口的應(yīng)用等。本文撰寫的主導(dǎo)思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行各功能模塊的編寫。 2 系統(tǒng)和硬件電路的設(shè)計(jì) 2． 1 系統(tǒng)方案 2． 1． 1 控制 模塊方案 的選擇 實(shí)現(xiàn)電子鐘的方法有 多種，可以用 基本門電路搭建 ，但 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障系數(shù)大，不易調(diào)試 。 用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試也相對(duì)方便 ， 單片機(jī)具有性能價(jià)格比優(yōu)、集成度高、體積小、可靠性高、低電壓、低功耗等特點(diǎn)。 目前國(guó)外各種家用電器已普通采用單片機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制電路。 2． 1． 2 系統(tǒng)的總體框圖 系統(tǒng)的總體框圖如圖 21 所示： 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 2． 2 單片機(jī)的選擇 目前市場(chǎng)上成熟的單片機(jī)種類繁多，從中央處理器來(lái)說(shuō)分為 4 位單片機(jī)到 8 位、 16位，32 位。從性能來(lái)說(shuō)各公司生產(chǎn)的產(chǎn)品都有他們自己的特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)使用多的系列就是 Intel 公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，其中又以 MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用尤為廣泛，而且還在更進(jìn)一步的發(fā)展完善，價(jià)格越來(lái)越底，性能越來(lái)越好，本設(shè)計(jì)中就選用了 MCS51 系列單片機(jī)中的 AT89C51 型號(hào)。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍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。 全靜態(tài)工作 頻率在 0Hz24Hz， 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ， 128*8位內(nèi)部 RAM， 32可編程 I/O線 ， 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ， 5個(gè)中斷源 ， 可編程串行通道 ， 低功耗的閑置和掉電模式 ， 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 。 GND接地。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫 “1” 時(shí)， 其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取 指令 期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。 此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 2． 3 單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的工作模式如圖 23所示： 圖 23 單片機(jī)工作模式 2． 3． 1 時(shí)鐘源電路的設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的過(guò)程可分為取指令、分析指令和執(zhí)行指令三個(gè)步驟，每個(gè)步驟又由許多微操作所組成，這些微操作必須在一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下才能按照正確的順序執(zhí)串行擴(kuò)展 I/O 口工作電路 時(shí)鐘 復(fù)位 通用 單片機(jī) （總線型） 8DB 16AB 行。 石英晶體振蕩器的具體工作原理 ： 石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率易調(diào)整。它還具有壓電效應(yīng)：在晶體某一方向加一電場(chǎng)，晶體就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形；反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 這里選擇的晶振頻率為 24： 圖 24 振蕩電路 2． 3． 2 單片機(jī)的復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路如圖 25所示：?jiǎn)纹瑱C(jī)在工作中由于各種原因或者是意外事件，不時(shí)會(huì)產(chǎn)生程序跑飛或者死機(jī)等現(xiàn)象，這時(shí)我們通過(guò) S4 復(fù)位鍵就可以使系統(tǒng)中的單片機(jī)重新正常運(yùn)行。 S8為鬧鈴定時(shí)控制鍵。 9（ RST/VPD） AT89C51 圖 26 鬧鐘和調(diào)時(shí)電路 2． 4 顯示電路的設(shè)計(jì) LED顯示器應(yīng)用十分廣泛， 1972年開始有少量 LED顯示屏用于鐘表和計(jì)算器。幾乎與此同時(shí)，惠普與德州儀器也推出了帶 7段紅色 LED顯示屏的計(jì)算器。事實(shí)上， LED是那個(gè)時(shí)代主打的數(shù)字與文字顯示技術(shù)。 在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都要將數(shù)字量直觀的顯示出來(lái)，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果；兩一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作狀況。數(shù)字顯示電路通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成。 數(shù)碼管的顯示方式一般有三種：第一種是字形重疊式，它是將不同的電極重疊起來(lái)，要顯示某字符，只需使相應(yīng)的電極發(fā)亮即可，如輝光放電管、邊光顯示管等。 目前應(yīng)用最為廣泛的是七段數(shù)字顯示器，按發(fā)光物質(zhì)的不同數(shù)字顯示器可分為以下幾類：（ 1）半導(dǎo)體顯示器，亦稱發(fā)光二極管顯示器 ； （ 2）熒光數(shù)字顯示器，如熒光數(shù) 碼管、場(chǎng)致發(fā)光數(shù)字板等；（ 3）液體數(shù)字顯示器，如液晶顯示器、電用顯示器等；（ 4）氣體放電顯示器，如輝光數(shù)碼管、等離子體顯示器等。同時(shí)又能很好的滿足本設(shè)計(jì)中的各種功能需求。它一個(gè)管子可顯示四