基于單片機的電子鐘設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　摘 要：20世紀末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。</p><p>　　現(xiàn)代生活的人們越來越重視起了時間觀念，可以說是時間和金錢劃上了等號。對于那些</p><p>　　對時間把握非常嚴格和準確的人或事

2、來說，時間的不準確會帶來非常大的麻煩，所以以數(shù)碼</p><p>　　管為顯示器的時鐘比指針式的時鐘表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢。數(shù)碼管顯示的時間簡單明了而且讀</p><p>　　數(shù)快、時間準確顯示到秒。而機械式的依賴于晶體震蕩器，可能會導致誤差。</p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。數(shù)字鐘的精度、</p>

3、<p>　　穩(wěn)定度遠遠超過老式機械鐘。在這次設(shè)計中，我們采用LED數(shù)碼管顯示時、分、秒，以24</p><p>　　小時計時方式，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)顯示原理來進行顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定</p><p>　　時器計數(shù)。在此次設(shè)計中，電路具有顯示時間的其本功能，還可以實現(xiàn)對時間的調(diào)整。數(shù)字</p><p>　　鐘是其小巧，價格低廉，走時精度高，使

4、用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費的喜愛，</p><p>　　因此得到了廣泛的使用。而本次設(shè)計以AT80C51芯片為核心，必要的外圍電路為輔助，設(shè)計了一個簡易的電子時鐘，它由5V直流電源供電。在硬件方面，除了CPU外，使用六個LED數(shù)碼管進行顯示，LED采用的是動態(tài)掃描顯示，使用三極管A1015進行驅(qū)動。通過LED能夠比較準確顯示時、分、秒。三個簡單的按鍵實現(xiàn)對時間的調(diào)整。整個電子鐘系統(tǒng)能完成時間的顯示，調(diào)

5、時，定時鬧鐘，報警等功能。</p><p>　　關(guān) 鍵 字：AT80C51 LED數(shù)碼管 三級管A1015</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論4</b></p><p>　　1.1數(shù)字電子鐘的背景4</p><

6、p>　　1.2數(shù)字電子鐘的意義4</p><p>　　1.3數(shù)字電子鐘的應用4</p><p>　　第二章 整體設(shè)計方案5</p><p>　　2.1 單片機的選擇5</p><p>　　2.2 單片機的基本結(jié)構(gòu)7</p><p>　　第三章 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計11</p><p&

7、gt;　　3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計11</p><p>　　3.2 LED顯示電路14</p><p>　　第四章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計17</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖18</p><p>　　4.2 數(shù)字鐘的原理圖21</p><p>　　4.4設(shè)計主程序22</p><

8、p>　　第五章 系統(tǒng)仿真26</p><p>　　5.1 PROTUES軟件介紹26</p><p>　　5.2 電子鐘系統(tǒng)PROTUES仿真27</p><p><b>　　結(jié)束語27</b></p><p>　　參考文獻、資料索引29</p><p><b>　　致

9、　　謝30</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1數(shù)字電子鐘的背景 </p><p>　　20世紀末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)

10、奏也越來越快。 時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。忘記了要做的事情，當事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。</p><p>　　目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。下面是單片機的主要發(fā)展趨勢。單片機應用的重要意義還在于，它從根

11、本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p>　　單片機模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(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。</p&

12、gt;<p>　　1.2數(shù)字電子鐘的意義</p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對.時,分,秒.數(shù)字顯示的計時裝置,廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用,使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴

13、、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應用，有著非常現(xiàn)實的意義。</p><p>　　1.3數(shù)字電子鐘的應用 </p><p>　　數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來

14、極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。 </p><p>　　第二章 整體設(shè)計方案</p><p>　　2

15、.1 單片機的選擇 </p><p>　　單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。</p><p>　　通常，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。<

16、/p><p>　　單片機經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價格、大存儲容量、強I/O功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個方面：</p><p>　　1、多功能 </p><p>　　單片機中盡可能地把所需要的存儲器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機可以實現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計

17、數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時器---看家狗）、高速I/O口及計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。</p><p>　　有的單片機針對某一個應用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內(nèi)核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅(qū)動器也開始集成在8位單片機中。</p><p>&l

18、t;b>　　2、高效率和高性能</b></p><p>　　為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機開始使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計技術(shù)，使單片機的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機的時鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機運行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機的尋址能力、片內(nèi)ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。</p><p>　　由于系統(tǒng)

19、資源和系統(tǒng)復雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機的程序。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強軟件的可讀性和可移植性，便于改進和擴充功能。</p><p><b>　　3、低電壓和低功耗</b></p><p>　　單片機的嵌入式應用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機可以在更低的電壓下工作（1.2

20、V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級。這些特性使得單片機系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長的時間。</p><p><b>　　4、低價格</b></p><p>　　單片機應用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。目前世界各大公司為了提高競爭力，在提高單片機性能的同時，十分注意降低其產(chǎn)品的價格。</p><p>　　下面大致介紹一下

21、單片機的主要應用領(lǐng)域和特點。</p><p><b>　?。?）家用電器領(lǐng)域</b></p><p>　　用單片機控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字控制電路，使家用電器（如洗衣機、空調(diào)、冰箱、微波爐、和電視機等）功能更完善，更加智能化和易于使用。</p><p>　　（2）辦公自動化領(lǐng)域</p><p>　　單片機作為嵌入式系

22、統(tǒng)廣泛應用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計算機的鍵盤、磁盤驅(qū)動、打印機、復印機、電話機和傳真機等。</p><p><b>　　（3）商業(yè)應用領(lǐng)域</b></p><p>　　商業(yè)應用系統(tǒng)部分與家用和辦公應用系統(tǒng)相似，但更加注重設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計量儀器、收款機、條形碼閱讀器、安全監(jiān)測系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和冷凍保鮮系統(tǒng)等，都采用了單片機構(gòu)成的專用

23、系統(tǒng)。與通用計算機相比，這些系統(tǒng)由于比較封閉，可以更有效地防止病毒和電磁干擾等，可靠性更高。</p><p><b>　?。?）工業(yè)自動化</b></p><p>　　在工業(yè)控制和機電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計算機外，很多都是以單片機為核心的單片機和多機系統(tǒng)。</p><p>　　（5）智能儀表與集成智能傳感器</p>&l

24、t;p>　　目前在各種電氣測量儀表中普遍采用了單片機應用系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量系統(tǒng)，使得測量系統(tǒng)具有存儲、數(shù)據(jù)處理、查詢及聯(lián)網(wǎng)等智能功能。將單片機和傳感器相結(jié)合，可以構(gòu)成新一代的智能傳感器。它將傳感器變換后的物理量作進一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號，可以遠距離傳輸并與計算機接口。</p><p>　?。?）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域</p><p>　　通常應用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動力

25、監(jiān)控系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運行監(jiān)視系統(tǒng)等。這些領(lǐng)域?qū)w積、功耗、穩(wěn)定性和實時性的要求往往比商用系統(tǒng)還要高，因此采用單片機系統(tǒng)更加重要。</p><p>　　目前，我國生產(chǎn)很多型號的單片機，在此，我們采用型號為STC89C52的單片機。因為： STC89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存

26、儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-52指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強大的微型計算機的AT89C52提供了高性價比的解決方案。</p><p>　　STC89C52是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，STC89C51

27、可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　2.2 單片機的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　MCS-52單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　8052單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口

28、和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：</p><p><b>　　中央處理器：</b></p><p>　　中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p

29、>　　數(shù)據(jù)存儲器(RAM)</p><p>　　8052內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p><p>　　圖2-1 單片機8052的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><

30、p>　　程序存儲器(ROM)：</p><p>　　8052共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>　　定時/計數(shù)器(ROM)：</p><p>　　8052有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　并行輸入輸出(I/O)口：</p&

31、gt;<p>　　8052共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>　　全雙工串行口：</b></p><p>　　8052內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。</p><p><b>

32、　　中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　8052具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。</p><p><b>　　時鐘電路：</b></p><p>　　8052內(nèi)置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8052單片

33、機需外置振蕩電容。</p><p>　　單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL的MCS-52系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。</p><p>　　下圖是MC

34、S-52系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　圖2-2 MCS-52系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　MCS-52的引腳說明：</p><p>　　MCS-52系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O

35、口，中斷口線與P3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：</p><p>　　MCS-51的引腳說明：</p><p>　　MCS-52系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：

36、</p><p>　　圖2-3 單片機的引腳圖</p><p>　　Pin9:RESET/Vpd復位信號復用腳，當8052通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行

37、程序。然而，初始復位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8052的初始態(tài)。</p><p>　　8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　圖2-4 上電自動和手動復位電路圖</p><p>　　圖2-5

38、內(nèi)部和外部時鐘方式圖 </p><p>　　Pin30:ALE/當訪問外部程序器時，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。 </p><p>　　如果單片機是EPROM，在編程其間，

39、將用于輸入編程脈沖。</p><p>　　Pin29:當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。</p><p>　　Pin31:EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機，內(nèi)置有4kB的程序存儲器，當EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令

40、數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,EA端必須接地。</p><p>　　第三章 數(shù)字鐘的硬件設(shè)計</p><p>　　3.1 最小系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　圖3-1 單片機最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　單片機的最小系統(tǒng)

41、是由電源、復位、晶振、/EA=1組成，下面介紹一下每一個組成部分。</p><p>　　1.電源引腳 </p><p>　　Vcc　40　電源端</p><p>　　GND　20　接地端</p><p>　　工作電壓為5V，另有AT89LV51工作電壓則是2.7-6V, 引腳功能一樣。 </p><p>&l

42、t;b>　　2.外接晶體引腳</b></p><p>　　圖3-2 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖</p><p><b>　　XTAL1　19</b></p><p><b>　　XTAL2　18</b></p><p>　　XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸

43、出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器

44、一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22μF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。</p>

45、;<p>　　3. 復位　RST　9</p><p>　　在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復位。復位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運行程序。復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復位電路是復位引腳RST

46、通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的S5P2，由復位電路采樣一次。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復位電路。當時鐘頻率選用6MHz時，C取22μF，Rs約為200Ω，Rk約為1K。復位操作不會對內(nèi)部RAM有所影響。</p><p>　　常用的復位電路如下圖所示：</p><p>　　圖3-3 常用

47、復位電路圖</p><p><b>　　4.輸入輸出引腳</b></p><p>　　(1) P0端口[P0.0-P0.7] P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。</p><p>　　對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié);校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻

48、。</p><p>　　在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時，P0口是分時轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。</p><p>　　(2) P1端口[P1.0－P1.7] P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。</p><p>　　對內(nèi)部Flash程序存儲器編

49、程時，接收低8位地址信息。</p><p>　　(3) P2端口[P2.0－P2.7] P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息。</p><p>　　在訪問外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其

50、引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。</p><p>　　(4) P3端口[P3.0－P3.7] P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。</p><p>　　對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專門功能，具體請看下表。</p><p>　　表3-1　P

51、3端口引腳兼用功能表</p><p>　　3.2 LED顯示電路</p><p>　　顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等。LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一，如下圖所示。</p><p>　　圖3-4 LED顯示器的符號圖</p

52、><p>　　發(fā)光二極管（LED）由特殊的半導體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨使用，也可以組裝成分段式或點陣式LED顯示器件（半導體顯示器）。分段式顯示器（LED數(shù)碼管）由7條線段圍成8字型，每一段包含一個發(fā)光二極管。外加正向電壓時二極管導通，發(fā)出清晰的光。只要按規(guī)律控制各發(fā)光段亮、滅，就可以顯示各種字形或符號。LED數(shù)碼管有共陽、共陰之分。圖是共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和符號.</p>

53、<p>　　圖3-5 共陽式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號圖</p><p>　　顯示電路顯示模塊需要實時顯示當前的時間,即時、分、秒，因此需要6個數(shù)碼管，另需兩個數(shù)碼管來顯示橫。采用動態(tài)顯示方式顯示時間，硬件連接如下圖所示，時的十位和個位分別顯示在第一個和第二個數(shù)碼管，分的十位和個位分別顯示在第四個和第五個數(shù)碼管，秒的十位和個位分別顯示在第七個和第八個數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED顯示

54、器的顯示控制方式按驅(qū)動方式可分成靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。對于多位LED顯示器，通常</p><p>　　都是采用動態(tài)掃描的方法進行顯示，其硬件連接方式如下圖所示。</p><p>　　圖3-6 數(shù)碼管的硬件連接示意圖</p><p><b>　　數(shù)碼管使用條件：</b></p><p>　　a、段及小數(shù)點上加限流

55、電阻 </p><p>　　b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定</p><p>　　c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA</p><p>　　數(shù)碼管使用注意事項說明：</p><p>　?。ǎ保?shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；

56、</p><p>　　（２）焊接溫度：２６０度；焊接時間：５Ｓ</p><p>　?。ǎ常┍砻嬗斜Ｗo膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。</p><p>　　第四章 數(shù)字鐘的軟件設(shè)計</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計也是工具系統(tǒng)功能的設(shè)計。單片機軟件的設(shè)計主要包括執(zhí)行軟件（完成各種實質(zhì)性功能）的設(shè)計和監(jiān)控軟件的設(shè)計。單片機的軟件設(shè)計通常要考慮以

57、下幾個方面的問題：</p><p>　?。?）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件劃分為若干個相對獨立的部分，設(shè)計出合理的總體結(jié)構(gòu)，使軟件開發(fā)清晰、簡潔和流程合理；</p><p>　　（2）培養(yǎng)良好的編程風格，如考慮結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、實行模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植和修改；</p><p>　　（3）建立正確的數(shù)學模型，通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的

58、參數(shù)；</p><p>　?。?）繪制程序流程圖；</p><p>　　（5）合理分配系統(tǒng)資源；</p><p>　?。?）為程序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程；</p><p>　?。?）注意軟件的抗干擾設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖</p><p&g

59、t;　　這次的數(shù)字電子鐘設(shè)計用到很多子程序，它們的流程圖如下所示。</p><p>　　主程序是先開始，然后啟動定時器，定時器啟動后在進行按鍵檢測，檢測完后，就可以顯示時間。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　按鍵處理是先檢測秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加1；如果沒有按下，就檢測分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加1；如果沒有

60、按下，就檢測時按鍵是否按下，時按鍵如果按下，時就加1；如果沒有按下，就把時間顯示出來。 </p><p>　　圖4-2 按鍵處理流程圖</p><p>　　定時器中斷時是先檢測1秒是否到，1秒如果到，秒單元就加1；如果沒到，就檢測1分鐘是否到，1分鐘如果到，分單元就加1；如果沒到，就檢測1小時是否到，1小時如果到，時單元就加1，如果沒到，就顯示時間。</p><p&g

61、t;　　圖4-3 定時器中斷流程圖</p><p>　　時間顯示是先秒個位計算顯示，然后是秒十位計算顯示，再是分個位計算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時個位計算顯示，最后是時十位顯示。</p><p>　　圖4-4 時間顯示流程圖</p><p>　　4.2 數(shù)字鐘的原理圖</p><p>　　用PROTUES軟件，根據(jù)要求畫出數(shù)字電子鐘的

62、原理圖如下所示。</p><p>　　圖4-5 數(shù)字鐘的原理圖 </p><p>　　在此有必要介紹一下數(shù)字電子鐘的工作原理。</p><p>　　工作原理 ： </p><p>　　數(shù)字電子鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外還有校時功能。因

63、此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由顯示器“時”，“分”，“秒”和單片機，還有校時電路組成。8個數(shù)碼管的段選接到單片機的P0口，位選接到單片機的P2口。數(shù)碼管按照數(shù)碼管動態(tài)顯示的工作原理工作，將標準秒信號送入“秒單元”，“秒單元”采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分單元”的時鐘脈沖。“分單元”也采用60進制計數(shù)器，每累計60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時單元”?！皶r單元”采用24進制計時器

64、，可實現(xiàn)對一天24小時的累計。顯示電路將“時”、“分”、“秒”通過七段顯示器顯示出來。（二）4.3 功能說明</p><p>　　1. 開機時，顯示24：00：00的時間開始計時。</p><p>　　2. P0.0控制“秒”的調(diào)整，每按一次加1秒。</p><p>　　P0.1控制“分”的調(diào)整，每按一次加1分。

65、</p><p>　　P0.2控制“時”的調(diào)整，每按一次加1個小時。</p><p>　　4.4設(shè)計主程序。（本次設(shè)計我們采用匯編語言編寫程序簡單明了）</p><p>　　ORG 00H ；主程序起始地址</p><p>　　JMP START ；跳至主程序</

66、p><p>　　ORG 00H ；TIMER0中斷起始地址</p><p>　　JMP TIM0 ；跳至TIMER0中斷子程序TIM0 </p><p>　　START: MOV SP，#70H ；設(shè)置堆棧在70H </p><p>　　MOV

67、28H, #00 ；顯示寄存器初值為00</p><p>　　MOV 2AH, #12H ；“時”寄存器初值為12H</p><p>　　MOV 2BH, #00 ；“分”寄存器初值為00H</p><p>　　MOV 2CH, #00 ；“秒”寄存器初值為00H&l

68、t;/p><p>　　MOV TMOD,#00000001B ；設(shè)TIMER0為MODE1</p><p>　　MOV TH0,#HIGH (65536-4000) ；計時中斷為4000微妙</p><p>　　MOV TL0,#LOW (65536-4000) </p><p&

69、gt;　　MOV IE, #10000010B ；TIMER0中斷使能</p><p>　　MOV R4, #250 ；中斷250次</p><p>　　SETB TR0 ；啟動TIMER0 </p><p>　　LOOP: JB

70、P0.0 ,N2 ；P0.0（秒）按了？不是跳至N2檢查P0.1</p><p>　　CALL DELAY ；消除抖動</p><p>　　MOV A, 2CH ；將秒寄存器的值載入A</p><p>　　ADD A, #01 ；A的內(nèi)容加1<

71、/p><p>　　DA A ；做十進位調(diào)整</p><p>　　MOV 2CH, A ；將A的值存入秒寄存器</p><p>　　CJNE A, #60H, N1 ；是否等于60秒？不是跳轉(zhuǎn)至N1</p><p>　　MOV 2CH,

72、　#00 ；是則清除秒寄存器的值為00 </p><p>　　N1: JNB P0.0, $ ；P0.0(秒）放開了？</p><p>　　CALL DELAY ；消除抖動 </p><p>　　N2: JB P0.1, N4 ；P0.

73、1（分）按下了嗎？不是則跳至N4檢查P0.2</p><p>　　CALL DELAY ；消除抖動</p><p>　　MOV A, 2BH ；將分寄存器的值載入A</p><p>　　ADD A, #01 ；A的內(nèi)容加1</p>&

74、lt;p>　　DA A ；做十進位調(diào)整</p><p>　　MOV 2BH, A ；將A的值存入分寄存器</p><p>　　CJNE A, #60H, N3 ；是否等于60分？不是則跳至N1</p><p>　　MOV 2BH, #00

75、 ；是則清楚分寄存器的值為00</p><p>　　N3: JNB P0.1 ,$ ；P0.1(秒）放開了？</p><p>　　CALL DELAY ；消除抖動</p><p>　　N4: JB P0.2 ,LOOP ；P0.2(秒）按下了嗎

76、？不是則跳轉(zhuǎn)LOOP </p><p>　　CALL DELAY ；消除抖動 </p><p>　　MOV A, 2AH ；將時寄存器的值載入A</p><p>　　ADD A, #01 ；A的內(nèi)容加1</p><p>

77、;　　DA A ；做十進位調(diào)整</p><p>　　MOV 2AH , A ；將A的值存入時寄存器</p><p>　　CJNE A ,#24H, N5 ；是否等于24小時？不是則跳至N5</p><p>　　MOV 2AH, #00 ；是則

78、清除時寄存器的值為00</p><p>　　N5: JNB P0.2 , $ ；P0.2(秒）放開了？ </p><p>　　CALL DELAY ；消除抖動 </p><p>　　JMP LOOP</p><p&g

79、t;　　TIM0: MOV TH0, #HIGH(65536-4000) ；重設(shè)計時4000微妙</p><p>　　MOV TL0, #LOW(65536-4000) </p><p>　　PUSH ACC ；將A的值暫存于堆棧</p><p>　　PUSH PSW

80、 ；將PSW的值暫存于堆棧</p><p>　　DJNZ R4 , X2 ；計時1秒</p><p>　　MOV R4 ,#250</p><p>　　CALL CLOCK ；調(diào)用計時子程序CLOCK</p>&

81、lt;p>　　CALL DISP ；調(diào)用顯示子程序</p><p>　　X2: CALL SCAN ；調(diào)用掃描子程序</p><p>　　POP PSW ；至堆棧取回PSW的值</p><p>　　POP ACC

82、 ；至堆棧取回ACC的值</p><p>　　RETI</p><p>　　SCAN: MOV R0 ,#28H ；（28H)為掃描指針</p><p>　　INC @R0 ；掃描指針加1</p><

83、;p>　　CJNE @R0 ,#06 ,X3 ；掃描完6個顯示器？不是跳至X3 </p><p>　　MOV @R0 ,#0 ；是則掃描指針為0</p><p>　　X3: MOV A , @R0 ；掃描指針載入A</p><p>　　ADD A ,

84、 #20H ；A加常數(shù)20H（顯示寄存器地址）=各時間 ；顯示區(qū)地址 ；存入R1=各時間顯示地址</p><p>　　MOV R1 , A ；掃描指針存入A</p><p>　　MOV A ,@R0 ；將A高低4位交換（P1高4位為

85、掃描值，</p><p>　　SWAP A ；低4位為顯示數(shù)據(jù)值）</p><p>　　ORL A , @R1 ；掃描值+顯示值</p><p>　　MOV P1 , A ；輸出至P1</p><p>　　RET

86、</p><p>　　CLOCK: MOV A ,2CH ；(2CH)為秒寄存器</p><p>　　ADD A , #1 ；加1秒</p><p>　　DA A ；做十進制調(diào)整</p><p>　　M

87、OV 2CH ,A ；存入秒寄存器</p><p>　　CJNE A , #60H ,X4 ；是否超過60秒？不是則跳轉(zhuǎn)X4</p><p>　　MOV 2CH ,#00 ；是則清除為00</p><p>　　MOV A ,2BH ；（2BH)為分寄存器

88、</p><p>　　ADD A ,#1 ；加1分</p><p>　　DA A ；做十進制調(diào)整</p><p>　　MOV 2BH , A ；存入分寄存器 </p><p

89、>　　CJNE A, #60H, X4 ；是否超過60分？不是則跳至X4</p><p>　　MOV 2BH , #00 ；是則清除為00</p><p>　　MOV A , 2AH ；(2AH)為時寄存器</p><p>　　ADD A ,#1

90、 ；加1時</p><p>　　DA A ；做十進制調(diào)整</p><p>　　MOV 2AH , A ；存入時寄存器</p><p>　　CJNE A ,#24H ,X4 ；是否超過24時？不是則跳至X4</p>&

91、lt;p>　　MOV 2AH ,#00 ； 是則清除為00</p><p>　　X4: RET</p><p>　　DISP: </p><p>　　MOV R1 ,#20H ；（20H)為顯示寄存器，R1=20H<

92、;/p><p>　　MOV A , 2CH ；將秒寄存器的內(nèi)容存入A</p><p>　　MOV B , #10H ；設(shè)B累加器的值為10H</p><p>　　DIV AB ；A ÷B ,商（十位數(shù)）存入A, 余數(shù)（個位數(shù)） ；存入B

93、</p><p>　　MOV @R1 , B ；將B的內(nèi)容存入（20H)</p><p>　　INC R1 ；R1=21H</p><p>　　MOV @R1 , A ；將A 的內(nèi)容存入（21H)</p><p&

94、gt;　　INC R1 ；R1=22H</p><p>　　MOV A ,2BH ；將分寄存器的內(nèi)容存入A</p><p>　　MOV B ,#10H ；將B累加器的值為10</p><p>　　DIV AB ；A 

95、7;B ,商（十位數(shù)）存入A, 余數(shù)（個位數(shù)） ；存入B </p><p>　　MOV @R1 , B ；將B的內(nèi)容存入（22H)</p><p>　　INC R1 ；R1=23H</p><p>　　MOV @R1 ,

96、 A ；將A 的內(nèi)容存入（23H)</p><p>　　INC R1 ；R1=24H</p><p>　　MOV A ,2AH ；將時寄存器的內(nèi)容存入A</p><p>　　MOV B ,#10H ；將B累加器的值為10H

97、</p><p>　　DIV AB ；A ÷B ,商（十位數(shù)）存入A, 余數(shù)（個位數(shù)） ；存入B </p><p>　　MOV @R1 , A ；將B的內(nèi)容存入（24H)</p><p>　　INC R1 ；

98、R1=25H</p><p>　　MOV @R1 ;A ；將A的內(nèi)容存入(25H)</p><p>　　RET</p><p>　　DELAY: MOV R6 , #60 ；5毫秒</p><p>　　D1: MOV

99、 R7 , #248 </p><p>　　DJNZ R7 , $</p><p>　　DJNZ R6 , D1</p><p>　　RET</p><p>　　END </p>

100、;<p>　　在這里，我們有必要介紹一下單片機的中斷系統(tǒng)，以利于我們的學習。</p><p>　　中斷技術(shù)在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機CPU的效率，也可以對突發(fā)事件處理。所謂中斷就是當CPU正在執(zhí)行程序A時，發(fā)生了另一個急需處理的事件B，這是CPU暫停當前執(zhí)行的程序A，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理事件B的程序，處理完事件B后，再返回到程序A繼續(xù)執(zhí)行，這個過程被叫做中斷。關(guān)于中斷的概念有下

101、列幾個名詞：（1）程序A稱為主程序，（2）處理事件B的程序稱為中斷服務(wù)程序，（3）主程序中轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的地方稱為斷點，（4）引起中斷的原因即事件B稱為中斷源，（5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序稱為中斷響應。關(guān)于中斷的概念可以打個如下的比喻。領(lǐng)導（CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設(shè)）有問題打電話來請示（中斷源），領(lǐng)導停下正在進行的工作，通過電話給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），指示完后，領(lǐng)導掛斷電話，繼續(xù)做自己的工作（返回主程

102、序繼續(xù)執(zhí)行）。</p><p>　　中斷是一個過程，當中央處理器CPU在處理某件事情時，外部又發(fā)生了另一緊急事件，請求CPU暫停當前的工作而去迅速處理該緊急事件。處理結(jié)束后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源，稱為中斷源。</p><p>　　單片機一般允許有多個中斷源，當幾個中斷源同時向CPU請求中斷時，就存在CPU優(yōu)先響應哪一個中斷請求源的問題（

103、優(yōu)先級問題），一般根據(jù)中斷源的輕重緩急排隊，優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請求，于是便規(guī)定每一個中斷源都有一個中斷優(yōu)先級別，并且CPU總是響應級別最高的中斷請求。</p><p>　　當CPU正在處理一個中斷源請求的時候，又發(fā)生了另一個優(yōu)先級比它高的中斷源請求，如果CPU能夠暫時中止對原來中斷處理程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理優(yōu)先級更高的中斷源請求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來的低級中斷處理程序，這樣的過程稱為中斷嵌套。<

104、;/p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　5.1 PROTUES軟件介紹</p><p>　　Proteus軟件是Labcenter Electronics公司的一款電路設(shè)計與仿真軟件，它包括ISIS、ARES等軟件模塊，ARES模塊主要用來完成PCB的設(shè)計，而ISIS模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。Prote

105、us的軟件仿真基于VSM技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，以及單片機外圍電路，比如鍵盤、LED、LCD等等。通過Proteus軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個功能齊全、實用方便的單片機實驗室。</p><p>　　5.2 電子鐘系統(tǒng)PROTUES仿真</p><p>　　用PROTUES軟件，根據(jù)數(shù)字電子鐘的原理

106、圖，畫出仿真圖，得到的圖如下所示。</p><p>　　圖5-1 數(shù)字鐘的PROTES仿真</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　我在這一次數(shù)字電子鐘的設(shè)計過程中，很是受益匪淺。通過對自己在大學三年

107、時間里所學的知識的回顧，并充分發(fā)揮對所學知識的理解和對畢業(yè)設(shè)計的思考及書面表達能力，最終完成了。這為自己今后進一步深化學習，積累了一定寶貴的經(jīng)驗。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識的學習過程，它使我運用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識，對其進行設(shè)計，分析和解決一個理論問題或?qū)嶋H問題，把知識轉(zhuǎn)化為能力的實際訓練。培養(yǎng)了我運用所學知識解決實際問題的能力。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了；才能夠?qū)⒄n本知識與實

108、踐相整合，理論知識服務(wù)于教學實踐，以增強自己的動手能力。這個實驗十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗。通過這次課程設(shè)計，我們知道了理論和實際的距離，也知道了理論和實際想結(jié)合的重要性，，也從中得知了很多書本上無法得知的知識。</p><p>　　我們的學習不但要立足于書本，以解決理論和實際教學中的實際問題為目的，還要以實踐相結(jié)合，理論問題即實踐課題，解決問題即課程研究，學生自己就是一個專家，通過自己的手來解決問題比用腦子

109、解決問題更加深刻。學習就應該采取理論與實踐結(jié)合的方式，理論的問題，也就是實踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識的鞏固，又有助于帶動實踐，解決實際問題，加強我們的動手能力和解決問題的能力。</p><p><b>　　參考文獻、資料索引</b></p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　首先衷心地