【正文】 0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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(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 TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時，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，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 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。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 振蕩器特性 : XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 AT89C2051是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 17 兼容。 AT89C 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廉的方案。 芯片共有 40個引腳，引腳的排列順序為從靠芯片的缺口（見上圖）左邊那列逆時針數(shù)起，依次為 1， 2， 3， 4。在單片機(jī)的 40 個引腳中，電源引腳 2根，外接晶體振蕩器引腳 2根，控制引腳 4根以及 4組 8為可編程 I/O 引腳 32根。高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。 本章小結(jié) 本章主要介紹了電子鐘的原理圖以及單片機(jī)的最小系統(tǒng)，通過時鐘電路原理圖介紹單片機(jī)的時鐘脈沖信號及其相關(guān)內(nèi)容。 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 18 第 4 章 電路 的硬件設(shè)計 數(shù)字鐘硬件框圖 數(shù)字鐘系統(tǒng)構(gòu)成 數(shù)字鐘的構(gòu)成：振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分 數(shù)字鐘的時、分、秒實際上就是由一個 24進(jìn)制計數(shù)器（ 0023），兩個 60 進(jìn)制計數(shù)器（ 0059）級聯(lián)構(gòu)成。 圖 41 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 19 60 進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計 24 進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計 計數(shù)器的級聯(lián)設(shè)計 （二）、數(shù)字鐘設(shè)計要點(diǎn)： EWB 軟件本身提供任意頻率的時鐘，因此振蕩器、分頻器不需設(shè)計； 另外 EWB 軟件也帶有內(nèi)置譯碼驅(qū)動的數(shù)碼管，故此 譯碼器和顯示器也不需設(shè)計。 這樣，數(shù)字鐘的設(shè)計實際上就是設(shè)計如下圖的計數(shù)器 . （三）、芯片選型 由于 24 進(jìn)制、 60 進(jìn)制計數(shù)器均由集成計數(shù)器級聯(lián)構(gòu)成，且都包含有基本的十進(jìn)制計數(shù)器，從設(shè)計簡便考慮，芯片選擇同步十進(jìn)制計數(shù)器 74LS 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 20 程序整體設(shè)計 定時模塊，顯示模塊，數(shù)據(jù)調(diào)整模塊，狀態(tài)調(diào)整模塊。定時部分采用經(jīng)典的定時器定時。顯示模塊是實現(xiàn)數(shù)字鐘的又一重要部分，其模塊的的獨(dú)立程度直接影響到數(shù)字鐘的可視化程度。在顯示時，首先將時間十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示段碼，然后送往數(shù)碼管顯示。在要求改變顯示數(shù)據(jù)的類別時，只須改變 R0（指向數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針）指向的十進(jìn)制數(shù)據(jù)緩沖區(qū)即可。一，可以直接進(jìn)入相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行有關(guān) 操作，二，將調(diào)整分兩步，先進(jìn)入狀態(tài)，然后執(zhí)行操作，這兩步分別由兩個鍵控制。如果用比較少的鍵，那么可能會在進(jìn)入狀態(tài)后處于數(shù)據(jù)調(diào)整等待狀態(tài)，這樣會影響到顯示的掃描速度（顯示部分可以采用 8279芯片來控制，可以解決此問題）。如果采用二的方式，就不會出現(xiàn)這種情況。以上兩種方式的實現(xiàn)都可以采用查詢和中斷的方式。利用查詢的方式，方法傳統(tǒng)，對此就不作過多的討論，以下是采用中斷的方式實現(xiàn)的數(shù)字鐘的一些討論和有關(guān)問題作的一些處理。將定時器中斷的優(yōu)先級設(shè)置為最高級， 那么中斷的方式和查詢的方式一樣不會影響到時鐘的記數(shù)。狀態(tài) 5是秒表進(jìn)入狀態(tài)，狀態(tài) 6是時鐘正常顯示狀態(tài)。調(diào)整數(shù)據(jù)只須改變 R1中的數(shù)據(jù)即可。二，在入棧保護(hù)有關(guān)數(shù)據(jù)后，對中斷程序執(zhí)行有影響的狀態(tài)位，寄存器，必須恢復(fù)為復(fù)位狀態(tài)的值。 （ 4）定時準(zhǔn)確性的討論：程序中定時器，一直處于運(yùn)行狀態(tài)，也就是說定時器是理想運(yùn)作的，其中斷程序每隔 ，在理想狀態(tài)下，定時器定時是沒有系統(tǒng)誤差的，但由于定時器中斷溢出 后，定時器從 0開始計數(shù)，直到被重新置數(shù)，才開始正確定時，這樣中斷溢出到中斷響應(yīng)到定時器被重新置數(shù)，其間消耗的時間就造成了定時器定時的誤差。當(dāng)然這是在定時器定時剛好為 ，由以上分析，如果數(shù)字鐘設(shè)計為查詢的方式或是在中斷的方式下將定時器中斷設(shè)置為最高級，我們在定時值設(shè)置時，可以適當(dāng)?shù)目鄢?9個機(jī)器周期的時間值。 （ 5）軟件消抖：消抖可以采用硬件（施密特觸發(fā)器）的方式，也可以采用軟件的方式。軟件消抖有定時器定時，和利用延時子程序兩種方式。將其中斷優(yōu)先級設(shè)置為低于時鐘定時中斷，那么它就可以完全不影響時鐘定時。因此，延時子程序的延時時間應(yīng)該小于 20毫秒，如果采用定時器定時的方式，延時時間不影響時鐘。 數(shù)字鐘的操作 按鍵 KEY0 狀態(tài) 1： KEY0=k0，調(diào)整數(shù)字鐘的秒數(shù)據(jù)，每按一次加 1秒。 狀態(tài) 3： KEY0=k2，調(diào)整數(shù)字鐘的時數(shù)據(jù)，每按一次加 1時。 說明：狀態(tài) N 表示 KEY0鍵按下 N 次。這樣可以使調(diào)整更加可視化。文中在討論部分隱含的給出了幾種數(shù)字鐘的設(shè)計方法，在最后給出了一種采用中斷方式設(shè)計的數(shù)字鐘，此方法得到了實驗的證明。在文中 最后給出的設(shè)計的基礎(chǔ)上很容易擴(kuò)展寫入年月日，其方法基本與時間的顯示和調(diào)整相類似。 (1) 計數(shù)初值計算 : 把定時器設(shè)為工作方式 1，定時時間為 50ms，則計數(shù)溢出 20次即得時鐘計時最小單位秒，而 100次計數(shù)可用軟件方法實現(xiàn)。則初值 X滿足（ 216X） 1/12MHz 12μ s =50000μ s X=15536→ 0011110010110000→ 3CB0H 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 23 (2) 采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計 ,計滿 20次為秒計時（ 1秒）； (3) 從秒到分和從分到時的計時是通過累加和數(shù)值比較實現(xiàn)。 LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H 時十位 時個位 分隔 分十位 分個位 分隔 秒十位 秒個位 計時 利用 AT89S52單片機(jī)內(nèi)部的定時 /計數(shù)器進(jìn)行中斷時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時。 鍵盤 /顯示 AT89S52的 P0口和 P2口外接由八個 LED 數(shù)碼管 (LED8～ LED1)構(gòu)成的顯示器，用 P0口作 LED 的段碼輸出口， P2口作八個 LED 數(shù)碼管的位控輸出線， P1口外接四個按鍵 A、 B 構(gòu)成鍵盤電路。它帶有 8K Flash 可編程和擦除的只讀存儲器（ EPROM），該器件采用 ATMEL 的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的 80C51和 80C52的指令系統(tǒng)及引腳兼容，片內(nèi) Flash 集成在一個芯片上，可用與解決復(fù)雜的問題，且成本較低。 本章小結(jié) 要進(jìn)行 基于單片機(jī)的電子鐘設(shè)計，首先要對單片機(jī)的定時器 /計數(shù)器有全面的理解和掌握。 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 24 第 6 章軟件設(shè)計與源程序代碼 軟件 選擇與 介紹 軟件介紹 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機(jī)，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。功能最強(qiáng)的Proteus 專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠 。此系統(tǒng)受益于 15年來的持續(xù)開發(fā) ,被《電子世界》在其對 PCB 設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品 — “ The Route to PCB CAD”。用戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進(jìn)行交互仿真。 ②具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS 一 232動態(tài)仿真、 1 C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。④ 支持大量的存儲器和外圍芯片。 (1)proteus 的工作過程 運(yùn)行 proteus 的 ISIS 程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。通過工具欄中的 p(從庫中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件 間連線，編寫程序；在source 菜單的 Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項目；在 source 菜單的 Add/remove source files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對應(yīng)程序；通過 debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等，具體情況如表 1所列。數(shù)字鐘秒控制位 M_SET BIT 。小時控制位 SECOND EQU 30H MINUTE EQU 31H HOUR EQU 32H TCNT EQU 34H ORG 00H SJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START: MOV DPTR,TABLE MOV HOUR,0 。定時 50毫秒 MOV TL0,(6553650000)MOD 256 MOV IE,82H SETB TR0 。判斷是否有控制鍵按下 ,是哪一個鍵按下 A1: LCALL DISPLAY JNB S_SET,S1 JNB M_SET,S2 JNB H_SET,S3 LJMP A1 S1: LCALL DELAY 。秒值加 1 MOV A,SECOND CJNE A,60,J0。分鐘值加 1 MOV A,MINUTE CJNE A,60,J1。小時值加 1 MOV A,HOUR CJNE A,24,J2。**************************************************** 。*********************************************** 。計時 1秒 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 28 INC SECOND MOV TCNT,0 MOV A,SECOND CJNE A,60,RETUNE INC MINUTE MOV SECOND,0 MOV A,MINUTE CJNE A,60,RETUNE INC HOUR MOV MINUTE,0 MOV A,HOUR CJNE A,24,RETUNE MOV HOUR,0 MOV MINUTE,0 MOV SECOND,0 MOV TCNT,0 RETUNE: RETI 。顯示控制子程序 DISPLAY:MOV A,SECOND 。顯示分隔符 LCALL DELAY SETB 基于單片 機(jī)數(shù)字鐘的設(shè)計 29 MOV A,MINUTE 。顯示分隔符 LCALL DELAY SETB MOV A,HOUR 。產(chǎn)生誤差的主要原因是我們用軟件計時，計 1秒是采用定時器的中斷服務(wù)程序。同時 ,單片機(jī)工作也會受到環(huán)境的影響，比如溫度、濕度，以及其它電子設(shè)備的干擾。因為我對單片機(jī)的掌握還不夠全面，硬件做的也不多，所以先做一個不帶實時時鐘芯片的電子鐘暫且練習(xí)對定時器／計數(shù)器的用法，還有一點(diǎn)就是系統(tǒng)簡單好調(diào)試，以保證按時完成設(shè)計任務(wù)。 隨著時間的推移 ,計算機(jī)革命的完成 ,信息高速公路的飛速發(fā)展 ,我們的工業(yè)已經(jīng)和自動化控制密不可分了 . 據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機(jī)年容量已達(dá) 1－ 3億片，且每年以大約 16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到 1%。培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用人才，特別是在工程技術(shù)人員中普及單片機(jī)知識有著重要的