【正文】 roteus 軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真 在日新月異的21 世紀(jì) 里，家 用 電 子產(chǎn)品得到了迅速發(fā)展 。 2 設(shè)計(jì)方案 時(shí)間顯示：用 4 位數(shù)碼管顯示當(dāng)前小時(shí)和分鐘，秒功能用兩 LED 燈代替（每秒閃爍一次）。 開機(jī)流程：系統(tǒng)有紅色和藍(lán)色指示燈，上電 10S 內(nèi)，每秒紅色指示燈閃爍一次，并伴有蜂鳴聲，作為開機(jī) /重啟提醒，此時(shí)綠色指示燈滅。 具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能（四短一長(zhǎng)），可自行設(shè)定報(bào)時(shí)時(shí)間段； 安徽工商職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 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) . 顯示模塊 方案一： 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(jià)格昂貴 ,需要的接口線多 ,所以在此設(shè)計(jì)中不采用 LED液晶顯示屏。 方案三： 采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描 ,LED 數(shù)碼管價(jià)格適中 ,對(duì)于顯示數(shù)字最合適 ,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí) ,占用的單片機(jī)口線少。 時(shí)鐘芯片的選擇 方案一：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。所以不采用此方案。另外， AT89C51 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 安徽工商職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 89C51單片機(jī) 引腳圖 圖 單片機(jī) 片內(nèi)結(jié)構(gòu) 圖 : 由如下功能部件組成： 對(duì)圖 。 4. 4個(gè)并行可編程的 8位 I/O口 P1口、 P2口、 P3口、 P0 口 5. 串行口 1個(gè)全雙工的異步串行口，具有四種工作方式。 CPU對(duì)各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（ SFR， Special Function Register）的集中控制方式。 ? 可以設(shè)置為定時(shí)或者計(jì)數(shù)器工作。 ? 對(duì)應(yīng)兩個(gè)中斷源，可用中斷處理。 安徽工商職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 T0、 T1的結(jié)構(gòu) TMOD寄存器的 M1,M0位設(shè)置四種工作方式 模式 0： 13位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)寄存器： THx和 TLx低 5位 最大計(jì)數(shù)值： 213： 模式 1： 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)寄存器： THx和 TLx 最大計(jì)數(shù)值： 216 模式 2: 8位自動(dòng)重載定時(shí) /計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)寄存器： TLX 計(jì)數(shù)初值重載寄存器： THX 最大計(jì)數(shù)值 28 模式 3：僅 T0可用，將 T0 拆為兩個(gè)獨(dú)立 8位定時(shí)器 80C51的中斷源 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） T0溢出中斷（ TF0） T1溢出中斷（ TF1） 串行口中斷（ RI或 TI） 觸發(fā)方式設(shè)置及中斷標(biāo)志 7 6 5 4 3 2 1 0 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 字節(jié)地址： 88H 安徽工商職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 外部中斷標(biāo)志 IE IE0（用 IEx表示） 電平方式（ ITX=0）， INTx引腳低電平時(shí) IEx=1，響應(yīng)中斷后 IEx不自動(dòng)清 0（ INTx引腳狀態(tài)）。 同一優(yōu)先級(jí)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題?？刂葡鄳?yīng)的管導(dǎo)通，就能顯示出對(duì)應(yīng)字符。在七段 LED顯示器中，通常將各段發(fā)光二極管的陰極或陽(yáng)極連在一起作為公共端。 靜態(tài)顯示就是每一個(gè)顯示器各筆畫段都 要獨(dú)占具有一個(gè)鎖存功能的輸出口線， CPU把要顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示器上顯示所需的數(shù)字或符號(hào)，此后，即使 CPU不在去訪問(wèn)它，因?yàn)楦鞴P畫段借口具有鎖存功能，顯示的內(nèi)容也不會(huì)消失。靜態(tài)顯示有并行輸出和串行輸出兩種方式。本設(shè)計(jì)利用一個(gè) 4位七段數(shù)碼管顯示時(shí)鐘結(jié)果。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，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)或 RAM數(shù)據(jù)?？僧a(chǎn)生年、月、日、周日、時(shí)、分、秒，具有使用壽命長(zhǎng)，精度高和低功耗等特點(diǎn)，同時(shí)具有掉電自動(dòng)保存功能；顯示部份由 15個(gè)數(shù)碼管， 74Hs13 74ls244構(gòu)成。硬件的結(jié)構(gòu)和可靠性直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，所以合理的安排電路能提高電子產(chǎn)品的性能。 本電路是由 AT89C51單片機(jī)為控制核心，具有在線編程功能，低功耗，能在 3V 超低壓工作。 S51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過(guò)一個(gè)三極管 C8550來(lái)放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，原理圖見下面圖 ： 圖 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 如圖 ，蜂鳴器的正極接到 VCC（＋ 5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極 E，三極管的基級(jí) B經(jīng)過(guò)限流電阻 R1后由單片機(jī)的 ，當(dāng) ，三極管 T1截止，沒有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) ，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的 電流形成回路，發(fā)出聲音。程序中改變單片機(jī) ，就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào)，產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。 按鍵電路 按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定。抖動(dòng) 的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在5— 10ms之間。本文采用的是獨(dú)立式按鍵，直接用 I/O口線構(gòu)成單 個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條 I/O口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生相互影響。 從圖上看 220V交流電經(jīng)過(guò)一個(gè)變壓器進(jìn)行降壓，變壓器后面由四個(gè)二極管組成一個(gè)橋式全波整流電路，整流后就得到一個(gè)電壓波動(dòng)很大的直流電，所以在這里接一個(gè) 330u/F 的電解電容。 三端穩(wěn)壓器是一個(gè)集成電路元件，內(nèi)部有三極管和電阻構(gòu)成當(dāng)負(fù)載電流大時(shí)內(nèi)部電阻變小，當(dāng)負(fù)載電流小時(shí)內(nèi)部電阻變大，這樣能保持穩(wěn)壓器的輸出電壓保持基本不變， 本設(shè)計(jì)要 +5V 電壓，因此選用 LM7805， LM7805 最大可以輸出 1A 的電流，內(nèi)部有限流式短路保護(hù)，可以很穩(wěn)定的進(jìn)行 電流輸出 圖 電源 電路 安徽工商職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)的復(fù)位電路 圖 手動(dòng)復(fù)位電路 二、復(fù)位電路的工作原理 在書本上有介紹， 51單片機(jī)要復(fù)位只需要在第 9引腳接個(gè)高電平持續(xù) 2US 就可以實(shí)現(xiàn)，那這個(gè)過(guò)程是如何實(shí)現(xiàn)的呢？ 在單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會(huì)復(fù)位。 開機(jī)的時(shí)候?yàn)槭裁礊閺?fù)位 在電路圖中，電容的的大小是 10uF，電阻的大小是 10k。 也就是說(shuō)在電腦啟動(dòng)的 ，電容兩端的電壓時(shí)在 0~。所以在 ， RST引腳所接收到的電壓是 5V~。所以在開機(jī) ，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（ RST引腳接收到的高 電平信號(hào)時(shí)間為 ）。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過(guò)程中，電容開始釋放之前充的電量。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候 10K電阻兩端的電壓為 ，甚至更大，所以 RST引腳又接收到高電平。 在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，有時(shí)可能對(duì)系統(tǒng)需要進(jìn)行復(fù)位，為了避免對(duì)硬件系統(tǒng)經(jīng)常加電和斷電造成的損害，設(shè)計(jì)了手動(dòng)的復(fù)位電路。這種電路的設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中需要復(fù)位時(shí)，只需使開關(guān)閉合，在 RST端就會(huì)出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平信號(hào)，從而使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需外接晶振源，就能產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)的內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。這種方式是外界振蕩源，本設(shè)計(jì)就采用這種外接晶振的方法。）；二是對(duì)振蕩器的頻率起到微調(diào)的作用（ C1 C2的值大，頻率略有減少，反之，頻率略有提高）。