【正文】 一組信號控制，即把它們接到位輸出口上。在這兩組信號的控制下，可以一位一位地輪流點(diǎn)亮各個(gè)顯示器，顯示各自的數(shù)碼，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃 描顯示。由于 LED 具有余輝特性以及人眼視覺的惰性，盡管各位顯示器實(shí)際上是分時(shí)斷續(xù)地顯示，但只要適當(dāng)選取掃描頻率，給人眼的視覺印象就會是在連續(xù)穩(wěn)定地顯示，并不察覺有閃 爍現(xiàn)象。 在實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)中， LED 顯示程序都是作為一個(gè)子程序供監(jiān)控程序調(diào)用，因此各位顯示器都掃過一遍之后，就返回監(jiān)控程序。通過這種反復(fù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn) LED 數(shù)碼管顯示器的動(dòng)態(tài)掃描。另外掃描顯示電路中，顯示器數(shù)目也不宜太多，一般在 12 個(gè)以內(nèi)，否則會使人察覺出顯示器在分時(shí)輪流顯示。 這兩種顯示方式各有利弊：靜態(tài)顯示法雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的 CPU 工作時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較多。 動(dòng)態(tài)掃描顯示由于外圍元件少，降低了成本，充分發(fā)揮了軟件的優(yōu)勢，因而在單片機(jī)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 17 圖 顯示電路原理圖 圖中 ～ 均是段選，而 ～ 是位選。 電磁繼電器的工作原理和特性 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。對于繼電器的 “ 常開、常閉 ” 觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “ 常開觸點(diǎn) ” ；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “ 常閉觸點(diǎn) ” 。 三極管的基極 B 接到單片機(jī)的引腳上，三極管的發(fā)射極 E 接到繼電器的線圈的一端， 三極管 的另一端接到 +5V 電源 VCC 上，繼電器線圈兩端并接一個(gè)二極管IN4148,用于吸收釋放繼電器線圈斷電時(shí)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢，防止電勢擊穿三極管及干擾其他電路。如圖 所示。因此，我們可以通過程序控制 腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉，如下圖 所示： 19 圖 蜂鳴器原理圖 由于本設(shè)計(jì)對報(bào)警裝置需求不是很大，選用一般蜂鳴器即可滿足條件。 獨(dú)立式鍵盤輸入適合按鍵輸入不多的情況，具有占用口線少，軟件編寫簡單容易等特點(diǎn)。很多狀態(tài)下，按鍵輸入的值要同時(shí)在 LED 數(shù)碼管上顯示出來。 本設(shè)計(jì)只需要 4 個(gè)按鍵就可以實(shí)現(xiàn)目的，一個(gè) SET 按鍵，作為工作模式設(shè)定鍵，共可設(shè)定“走時(shí)”、“調(diào)整走時(shí)時(shí)間”、“輸入定時(shí) 1”“輸入定時(shí) 2”四種模式，一個(gè)on/off 開關(guān)按鍵，即為整體電路的總開關(guān)。一個(gè) left 左移鍵。 20 5 軟件設(shè)計(jì) 主程序分析 開 始T 0 ， T 1 初 始 化S E T 鍵 按 下 ？S E T 鍵 值 加 1S E T = 0 。主程序只負(fù)責(zé)進(jìn)行走時(shí)或調(diào)整時(shí)間的運(yùn)算及顯示，而判斷按鍵輸入則放在 T1 定時(shí)中斷（ 10ms）服務(wù)子程序中。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是大大簡化了主程序設(shè)計(jì)，并且 CPU 會定時(shí)關(guān)心鍵盤，只要定時(shí)中斷時(shí)間 足夠短，就不會漏掉每一次的按鍵輸入。為達(dá)到某位的現(xiàn)實(shí)最亮（穩(wěn)定顯示），而其它 3 位顯示較暗（有閃爍感）的視覺效果，讓 3 位顯示較暗的數(shù)碼管每位點(diǎn)亮 3ms，而顯示最亮的那位數(shù)碼管點(diǎn)亮 36ms即可。 單片機(jī)計(jì)時(shí)原理 單片機(jī)作精確地電子鐘使用，其根本原因是利用了單片機(jī)內(nèi)部的一個(gè) 16 位定時(shí)器（ T0 或 T1），通過設(shè)置，使 T0（或 T1）產(chǎn)生一定時(shí)間（如 100ms）的精確定時(shí)中斷。例如：每次 當(dāng)定時(shí)中斷時(shí)，使 deda 加 1，當(dāng) deda 滿 10 時(shí)（此時(shí)時(shí)間為 1000ms），使 sec加 1，同時(shí)清除 deda。這樣即可完成精確計(jì)時(shí)。 22 圖 為單片機(jī)構(gòu)成電子鐘的原理框圖。 /*存放走時(shí)的數(shù)組 */ uchar y[4]={0， 0， 0， 0}。 /*存放定時(shí)的 2數(shù)組 */ uchar deda=0。 /* 秒標(biāo)志 */ bit o_fl=0。 /*定時(shí) 2 啟 /停標(biāo)志 */ uchar set=O。 uchar n=0。 uchar flag。 //左移鍵標(biāo)志 uchar sec=0。 uchar hour=O。 //定時(shí) 1 單元 min hour1 初始化 uchar hour1=0。 //定時(shí) 2 單元 min hour1 初始化 uchar hour2=0。 //遞增鍵標(biāo)志 bit flag1=0。 //定時(shí)器 T0,T1 方式 1 THO=(50235/256)。 IE=0x8a。 //啟動(dòng) T0 } /*定時(shí)器 T1初始化 */ Void init_time1() { TH1=(5000/256)。 } 25 6 節(jié)能時(shí)控器調(diào)試與測試 在單片機(jī)開發(fā)過程中 ,從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)幾乎是開發(fā)者針對本系統(tǒng)特點(diǎn)親自完成的。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的 ,許多硬件錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。可見硬件的調(diào)試是基礎(chǔ) ,如果硬件調(diào)試不通過 ,軟件設(shè)計(jì)則是無從做起。通電時(shí)測工作電流，在繼電器 K 施放、蜂鳴器不響、 LED數(shù)碼管顯示器被點(diǎn)亮的情況下，整機(jī)的電流約為 25ms。 按照設(shè)計(jì)好的電路圖，將單片機(jī)通上電，把事先編好的程序下載到單片機(jī)里，然后進(jìn)入硬件調(diào)試階段 ,調(diào)試大體分為以下幾步。首檢查用的導(dǎo)線有沒有折斷的以防斷路，在對電源系統(tǒng)檢查 ,以防止電源短路和極性錯(cuò)誤短路和極性錯(cuò)誤 ,并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。 造成這類錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買來時(shí)就已壞了 。可以采取檢查元器件與設(shè)計(jì)要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致，因?yàn)樾酒系淖煮w很小，需借助一個(gè)放大鏡查看芯片的型號，再檢測芯片安裝是不是正確，保證安裝無誤后 ,用替換方法排除錯(cuò)誤。加電后檢查 26 各插件上引腳的電位 ,先檢查 VCC 與 GND 之間電位 ,若在 5V～ 4． 8V之間屬正常。上面的檢測無誤后在進(jìn)行軟件調(diào)試。同時(shí)，仿真器也會返回單片機(jī)內(nèi)部內(nèi)存與時(shí)序等情況給計(jì)算機(jī)的輔助軟件，這樣 就可以在軟件里看到真實(shí)的執(zhí)行情況。 圖 新建與編譯單片機(jī)程序項(xiàng)目 27 選擇 Debug 下面的 Start/Stop Debug Session，這個(gè)選項(xiàng)可以打開調(diào)試也可以關(guān)閉調(diào)試，無錯(cuò)誤運(yùn)行，如圖 所示。 28 7 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益分析及維護(hù) 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析 在一切都講究最優(yōu)化的現(xiàn)代社會，產(chǎn) 品的成本與其所能產(chǎn)生的效益是要掛鉤的。因此在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)中，設(shè)計(jì)者一定要考慮到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)使用性。系統(tǒng)硬件采用一片 STC89S52 單片機(jī)，充分發(fā)揮了單片機(jī)的以下特點(diǎn)： （ 1）高集成度、高可靠性 單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在 ROM 中不易破壞 ，許多信號通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故可靠性高。 （ 3）低電壓、低功耗 為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機(jī)內(nèi)的工作電壓僅為 ～ ，而工作電流僅為數(shù)百微安。為了提高速度和運(yùn)行效率，單片機(jī)已開始使用 RISC 流水線和 DSP 等技術(shù)。由于單片機(jī)的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價(jià)格十分低廉，其性能價(jià)格比極高。家庭使用，應(yīng)選配一個(gè)合適美觀的外殼?？梢赃_(dá)到與本地時(shí)間一樣，并且具有蜂鳴器定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)， LED顯示時(shí)間，斷電后可持續(xù)工作，定時(shí)開 /關(guān)電源開關(guān)，以達(dá)到節(jié)能作用等功能，且較為精確。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本人通過翻閱資料，操作實(shí)踐中，獲得了大量的知識和動(dòng)手能力，完成了硬件設(shè)計(jì)。 31 參考文獻(xiàn) [1]電子制作雜志 [J].北京：電子制作雜志社， 2021～ 2021 [2]范風(fēng)強(qiáng) .單片機(jī)語言 C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [3]何立民主編 .單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程（二） [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [4]集成電路應(yīng)用雜志社編譯 .美國摩托羅拉 MC54/74HC 高速 CMOS 手冊 [J].上海：集 成電路應(yīng)用雜志社， 1986 [5]吉雷主編 .Protel 99 從入門到精通 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 [6]金炯泰 .如何使用 Keil 8051C 編譯器 [M].金奎煥等譯 .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [7]李軍等 .51 系列單片機(jī)高級實(shí)例開發(fā)指南 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2021 [8]馬忠梅等 .單片機(jī)的 C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（修訂本） [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1999 [9]乃君等 .Protel 99 for Window 在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [M].成都：電子 科技大學(xué)出版社， 2021 [10]王建校等 .51 系列單片機(jī)及 C51 程序設(shè)計(jì) [M].北京：科學(xué)出版社， 2021 [11]趙亮等 .單片機(jī) C語言編程與實(shí)例 [M].北京：人民郵電大學(xué)出版社， 2021 [12]周立功等 .增強(qiáng)型 80C51 單片機(jī)速成與實(shí)戰(zhàn) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [13]周興華 .手把手教你學(xué)單片機(jī) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 32 致 謝 四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號，我將面對又一次征程的開始。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的導(dǎo)師 馬鳳霞老師 。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。 uchar x[4]。 /*存放定時(shí) 1的數(shù)組 */ uchar z[4]={0,0,0,0}。 /*四位數(shù)碼管的為選擇 */ sbit P1_1=P1^1。 sbit P1_2=P1^2。 sbit P1_4=P1^4。 sbit P3_1=P3^1。 sbit P3_2=P3^2。 sbit P3_7=P3^7。 sbit P3_5=P3^5。 //延時(shí)子函數(shù)聲明 void conv()。 //判別定時(shí)到否子函數(shù)聲明 void p_out1()。 //走時(shí)調(diào)整子函數(shù)聲明 uchar deda=0