單片機(jī)課程設(shè)計---電子鐘的設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　AT89C51單片機(jī)是一款應(yīng)用廣泛、功能強(qiáng)大八位單片機(jī)，本設(shè)計是由單片機(jī)AT89C51 作為控制核心，通過對單片機(jī)使時鐘具有時、分、秒的調(diào)整、顯示功能，以及24小時和12小時選擇功能的電子鐘的設(shè)計。由于單片機(jī)的使用主要通過軟件編程來完成，那么就降低了硬件電路的復(fù)雜性，而且其成本也有所降低使整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。

2、此外由于此次電子鐘使用LED顯示，使得本電子鐘具有美觀、低耗的特點。</p><p>　　關(guān)鍵詞： AT89C51單片機(jī) LED數(shù)碼管顯示 電子鐘</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………………………………………………………….1</p><

3、p>　　目錄………………………………………………………………………………………………………………………….2</p><p>　　課程概述……….……….………………………………………………………………………….3</p><p>　　主要硬件概述…………………………………………………….………………………………3</p><p>　　2.1 單片機(jī)概述……

4、…………………………………………………………………………….…………………………………3</p><p>　　2.1.1 單片機(jī)的組成……………………………………………………………………………….…………………………3</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)的特點………………………………………………………………………………..………………………..3</p><p&

5、gt;　　2.1.3 單片機(jī)的應(yīng)用……………………………………………………………………………….….……………………..4</p><p>　　2.2 LED概述………………………………………………………………………….………………………..……………………….5</p><p>　　2.2.1 LED簡介……………………………………………………………….………………………..…………

6、……………..5</p><p>　　2.2.2 LED分類………………………………………………………………….………………….….………………………..5</p><p>　　2.2.3 LED封裝………………………………………………………………….…….…………….…………………………..6</p><p>　　第三章 LED數(shù)字鐘的制作流程…………………

7、………………..….………….……..………………….8</p><p>　　3.1 實驗中需要的元件……………………………………………………….….………….…………………………………8</p><p>　　3.2 主體模塊方案…………………………………………………….…………………….………….…………………………8</p><p>　　3.3 AT89C

8、51單片機(jī)簡介…………………………………….………………………….………….…………………………8</p><p>　　3.3.1 AT89C51主要特征…………………………….……………………………..………….…………………………..9</p><p>　　3.3.2 AT89C51 管腳說明………………….………………………………………….………………………………….10<

9、/p><p>　　3.3.3 振蕩器特征……………………………………………………………………….…………………………………….11</p><p>　　3.4 電路接法………………………………………………………………………………………………………………………..12</p><p>　　3.4.1 AT89C51 與晶體振蕩器的接法…………………………………………

10、……………………………………12</p><p>　　3.4.2 AT89C51 引腳的連接方法………………………………………………………………………………………12</p><p>　　3.4.3 譯碼器 CC4511 引腳的連接方法…………………………………………………………………………..12</p><p>　　3.5 軟件設(shè)計………………………………

11、………………………………………………………………………………………..13</p><p>　　3.5.1 主程序……………………………………………………………………………………………………………………….13</p><p>　　3.5.2 顯示子程序……………………………………………………………………………………………………………….14</p><p>　　3

12、.5.3定時器/計數(shù)器T0中斷服務(wù)程序…………………………………………………………………………….14</p><p>　　第四章 硬件電路設(shè)計………………………………………………………………………………………….14</p><p>　　4.1 系統(tǒng)總體方案介紹……………………………………………………………………………………………………….14</p><p>

13、;　　4.2 proteus 仿真電路設(shè)計………………………………………………………………………………………………..14</p><p>　　第五章 系統(tǒng)的調(diào)式………………………………………………………..……………………….……….…15</p><p>　　5.1 調(diào)試步驟………………………………………………………………………………………………………….……………..15<

14、/p><p>　　5.2 調(diào)試結(jié)果………………………………………………………………………………….………………………………………16</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………………………………………..17</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………..……………………………………

15、…18</p><p><b>　　第一章課程概括述</b></p><p>　　做一個基于AT89C51的簡易的單片機(jī)數(shù)字鐘。該數(shù)字鐘有4個共陰極七段數(shù)碼管，分別顯示分鐘和秒。其顯示方式為：XX：XX。</p><p><b>　　課程設(shè)計要求</b></p><p>　　(1)掌握AT89C5

16、1實驗開發(fā)系統(tǒng)中的實驗?zāi)K原理，畫出電路原理圖;</p><p>　　(2)綜合運(yùn)用實驗?zāi)K，用89C51開發(fā)設(shè)計具有一定功能的單片機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)行軟、硬件設(shè)計及調(diào)試；</p><p>　　(3)寫出完整的設(shè)計任務(wù)書：課題的名稱、系統(tǒng)的功能、硬件原理圖、軟件框圖、程序清單、參考資料；</p><p>　　(4)時間以60分種為一個周期;電子鐘的格式為：XX XX，由

17、左向右分別為：分、秒。完成顯示由秒01一直加1至59，再恢復(fù)為00；分加1，由00至01，一直加1至59，再恢復(fù)00；</p><p>　　(5)為了保證計時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。</p><p><b>　　第二章主要硬件概述</b></p><p>　　2.1 單片機(jī)概述</p><p>

18、　　2.1.1 單片機(jī)的組成</p><p>　　單片機(jī)是通過內(nèi)部總線把計算機(jī)的各主要部件接為一體，其內(nèi)部總線包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。其中，地址總線的作用是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時提供地址，CPU通過它們將地址輸出到存儲器或I/O接口；/數(shù)據(jù)總線的作用是在CPU與存儲器或I/O接口之間，或存儲器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)；控制總線包括CPU發(fā)出的控制信號線和外部送入CPU的應(yīng)答信號線等。</p><

19、;p>　　2.1.2 單片機(jī)的特點</p><p>　　由于單片機(jī)的這種結(jié)構(gòu)形式及它所采取的半導(dǎo)體工藝，使其具有很多顯著的特點，因而在各個領(lǐng)域都得到了迅猛的發(fā)展。單片機(jī)主要發(fā)如下特點： （1）有優(yōu)異的性能價格比。 （2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小

20、，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。 （3）控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。 （4）低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 （5）外部總線增加了I C（Inter-Integrated Circuit）及SPI（Serial

21、0;Peripheral Interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。 （6）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 </p><p>　　2.1.3 單片機(jī)的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)在實時控制中的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛地用于各種實時控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等

22、各種實時控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。單片機(jī)的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 </p><p>　　單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 </p><p>　　在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺功能</p><p>　　各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們

23、通過串行通信相互聯(lián)系、</p><p>　　調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些細(xì)節(jié)</p><p>　　上，對現(xiàn)場信息進(jìn)行實時的測量和控制。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力</p><p>　　使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。 </p><p>　　單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用 自從單片機(jī)誕生以后，

24、它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機(jī)將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。 綜合所述，單片機(jī)已成為計算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(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(jī)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

25、控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p><b>　　2.2 LED概述</b></p><p>　　2.2.1 LED簡介</p><p>　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一

26、端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。</p><p>　　2.2.

27、2 LED分類</p><p>　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡稱LED,，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但

28、這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。 它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。由于具有容易控制、低壓直流驅(qū)動、組合后色彩表現(xiàn)豐富、使用壽命長等優(yōu)點，

29、廣泛應(yīng)用于城市各工程中、大屏幕顯示系統(tǒng)。LED可以作為顯示屏，在計算機(jī)控制下，顯示色彩變化萬千的視頻和圖片。 LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體。</p><p>　　2.2.3 LED的分類</p><p><b>　　按發(fā)光管發(fā)光顏色分</b></p><p>　　按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠

30、）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。</p><p>　　根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。</p><p>　　按發(fā)光管出光面特征分 </p><p>　　按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、

31、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。</p><p>　　由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。</p><p>　　從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來分有三類：</p><p>　?。?）高

32、指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。</p><p>　?。?）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，

33、散射劑的量較大。</p><p>　　按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分 </p><p>　　按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。</p><p>　　按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分</p><p>　　按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)

34、光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。</p><p>　　2.2.3 LED封裝</p><p>　　LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號，保護(hù)管芯正常

35、工作，輸出：可見光的功能，既有電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計及技術(shù)要求，無法簡單地將分立器件的封裝用于LED。 </p><p>　　LED的核心發(fā)光部分是由P型和N型半導(dǎo)體構(gòu)成的PN結(jié)管芯，當(dāng)注入PN結(jié)的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時，就會發(fā)出可見光，紫外光或近紅外光。但PN結(jié)區(qū)發(fā)出的光子是非定向的，即向各個方向發(fā)射有相同的幾率，因此，并不是管芯產(chǎn)生的所有光都可以釋放出來，這主要取決于半導(dǎo)體材料質(zhì)量、管芯結(jié)構(gòu)及幾何形狀

36、、封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)與包封材料，應(yīng)用要求提高LED的內(nèi)、外部量子效率。常規(guī)Φ5mm型LED封裝是將邊長0.25mm的正方形管芯粘結(jié)或燒結(jié)在引線架上，管芯的正極通過球形接觸點與金絲，鍵合為內(nèi)引線與一條管腳相連，負(fù)極通過反射杯和引線架的另一管腳相連，然后其頂部用環(huán)氧樹脂包封。反射杯的作用是收集管芯側(cè)面、界面發(fā)出的光，向期望的方向角內(nèi)發(fā)射。頂部包封的環(huán)氧樹脂做成一定形狀，有這樣幾種作用：保護(hù)管芯等不受外界侵蝕；采用不同的形狀和材料性質(zhì)(摻或不摻散色

37、劑)，起透鏡或漫射透鏡功能，控制光的發(fā)散角；管芯折射率與空氣折射率相關(guān)太大，致使管芯內(nèi)部的全反射臨界角很小，其有源層產(chǎn)生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯內(nèi)部經(jīng)多次反射而被吸收，易發(fā)生全反射導(dǎo)致過多光損失，選用相應(yīng)折射率的環(huán)氧樹脂作過渡，提高管芯的光出射效率。用作構(gòu)成管</p><p>　　一般情況下，LED的發(fā)光波長隨溫度變化為0．2-0．3nm／℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)pn

38、結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，LED的發(fā)光強(qiáng)度會相應(yīng)地減少1％左右，封裝散熱；時保持色純度與發(fā)光強(qiáng)度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動電流的辦法，降低結(jié)溫，多數(shù)LED的驅(qū)動電流限制在20mA左右。但是，LED的光輸出會隨電流的增大而增加，目前，很多功率型LED的驅(qū)動電流可以達(dá)到70mA、100mA甚至1A級，需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，全新的LED封裝設(shè)計理念和低熱阻封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)，改善熱特性。例如，采用大面積芯片倒裝結(jié)構(gòu)

39、，選用導(dǎo)熱性能好的銀膠，增大金屬支架的表面積，焊料凸點的硅載體直接裝在熱沉上等方法。此外，在應(yīng)用設(shè)計中，PCB線路板等的熱設(shè)計、導(dǎo)熱性能也十分重要。 </p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新，紅、橙LED光效已達(dá)到100Im／W，綠LED為501m／W，單只LED的光通量也達(dá)到數(shù)十Im。LED芯片和封裝不再沿龔傳統(tǒng)的設(shè)計理念與制造生產(chǎn)模式，在增加芯片的光輸出方面，研發(fā)不

40、僅僅限于改變材料內(nèi)雜質(zhì)數(shù)量，晶格缺陷和位錯來提高內(nèi)部效率，同時，如何改善管芯及封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)LED內(nèi)部產(chǎn)生光子出射的幾率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優(yōu)化設(shè)計，改進(jìn)光學(xué)性能，加速表面貼裝化SMD進(jìn)程更是產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的主流方向。</p><p>　　第三章 LED數(shù)字鐘的制作流程</p><p>　　3.1 實驗中需要的元件</p><p>　　5V電源.面

41、包板1塊.</p><p>　　萬用表.鑷子1把.剪刀1把.網(wǎng)絡(luò)線2米</p><p>　　AT89C51彈片機(jī) 1個</p><p>　　12M晶體振蕩器1個</p><p>　　CC4511集成塊4塊.共陰七段數(shù)碼管4個.680Ω電阻28個.10ＫΩ電阻1個.10μf/25v電解電容１個</p><p&g

42、t;　　22pf陶瓷電容2個30p電容2個.0.01μf電容1個</p><p>　　3.2 主體模塊方案</p><p><b>　　單片機(jī)模塊方案：</b></p><p>　　方案一：基本門電路搭肩，用基本門電路來實現(xiàn)數(shù)字鐘，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鼓掌系數(shù)大，不易調(diào)試。</p><p>　　方案二：單片機(jī)編程，用單片

43、機(jī)設(shè)計電路，由于使用軟硬件結(jié)合的方式，所以電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試也相對方便。與第一種方案比較優(yōu)點的是非常明顯的。我們選擇了第二種方案。</p><p>　　3.3 AT89C51單片機(jī)簡介</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性

44、能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。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)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。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MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性

45、高且價廉的方案。</p><p>　　P1.0 1 40 vcc</p><p>　　P1.1 2 39 p0.0 (AD0)</p><p>　　P1.2 3 38 p0.1 (AD1)<

46、/p><p>　　P1.3 4 37 p0.2 (AD2)</p><p>　　P1.4 5 36 P0.3 (AD3)</p><p>　　P1.5 6 35 P0.4 (AD4)</p&g

47、t;<p>　　P1.6 7 34 P0.5 (AD5)</p><p>　　P1.7 8 33 P0.6 (AD6)</p><p>　　RST 9 32 P0.7 (AD7) </

48、p><p>　　(RXT)P3.0 10 31 EA/ VPP</p><p>　　(TXD)P3.1 11 30 ALE/PROG</p><p>　　(INT0)P3.2 12 29 PSEN</p&

49、gt;<p>　　(INT1)P3.3 13 28 P2.7 (A15)</p><p>　　(T0)P3.4 14 27 P2.6 (A14)</p><p>　　(T1)P3.5 15 26 P2.5 (A

50、13)</p><p>　　(WR)P3.6 16 25 P2.4 (A12)</p><p>　　(WD)P3.7 17 24 P2.3 (A11)</p><p>　　XTAL2 18 23 P2

51、.2 (A10)</p><p>　　XTAL1 19 22 P2.1 (A9)</p><p>　　GND 20 21 P2.0 (A8)</p><p>　　圖3.3 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.3.1 A

52、T89C51主要特征</p><p>　　·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串

53、行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 </p><p>　　3.3.2 AT89C51 管腳說明</p><p>　　VCC：供電電壓。 GND：接地。  P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為

54、數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。    P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。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。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 

55、0;    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。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。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</p><

56、p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　圖3.3.2 AT89C51 引腳說明</p><p>　　其中我們用了P1口和P2口。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時

57、，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)

58、ALE禁止，。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。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)。    /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高

59、電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。    XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。  </p><p>　　3.3.3 振蕩器特征</p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大

60、器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。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。</p><p><b>　　3.4 電路接法</b></p><p>　　3.4.1 AT89C51 與晶體振蕩器的接法&l

61、t;/p><p>　　晶體振蕩器與AT89C51的接法為如圖5.6所示，XTAL1和XTAL2腳接到12MHz的晶體振蕩器上，與兩個30pf的電容并聯(lián)，并接低電平。 </p><p><b>　　XTAL2</b></p><p><b>　　C2</b></p><p><b>

62、　　XTAL1</b></p><p><b>　　C1</b></p><p><b>　　GND</b></p><p>　　圖3.4.1 振蕩器引腳</p><p>　　3.4.2 AT89C51 引腳的連接方法</p><p>　　單片機(jī)AT89C51的

63、40腳（VDD）和31腳（EA）接高電平，20腳（Vss）接低電平。P1口和分譯碼器CC4511和P2口秒譯碼器CC4511的對應(yīng)的銀腳相連。其接法為：</p><p>　　P1.0到P1.3為分十位譯碼器的A，B，C，D口對應(yīng)，P1.4到P1.7為分個位譯碼器的A，B，C，D口對應(yīng)。P2.0到P2.3為秒個位譯碼器的D，C，B，A口對應(yīng)，P2.4到P2.7為秒十位譯碼器的D，C，B，A口對應(yīng)。</p>

64、;<p>　　3.4.3 譯碼器 CC4511 引腳的連接方法</p><p>　　譯碼器CC4511的接發(fā)為：VDD，/LT，/BI接到高電平，LE和Vss接到低電平，A,B,C,D腳接到AT89C51外其他的腳接到共陰極數(shù)碼管上。</p><p>　　6.1.4 CC4511與共陰極LED的連接方式</p><p>　　CC4511與共陰極L

65、ED的連接方式為如圖所示，對應(yīng)的a，b，c，d，e，f，g相連。連接時對應(yīng)的借口中見有680Ω的電阻，以保證數(shù)碼管不被燒壞。</p><p>　　圖3.4.3 CC451與LED 連接方式</p><p><b>　　3.5軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　3.5.1 主程序</b></p>&l

66、t;p>　　主程序執(zhí)行流程如圖3.1，主程序先對顯示單元和定時器/計數(shù)器初始化，然后重復(fù)調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當(dāng)有鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。</p><p>　　圖3.5.1 主程序 圖3.5.3 中斷服務(wù)程序</p><p>　　3.5.2 顯示子程序</p><p>　　本系統(tǒng)共用8個數(shù)碼管，

67、從右到左依次顯示秒個位、秒十位、橫線、分個位、分十位、橫線、時個位和時十位。采用軟件譯碼動態(tài)顯示。由于采用7段共陽LED數(shù)碼管動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，所以顯示用十進(jìn)制BCD碼數(shù)據(jù)的對應(yīng)段碼存放在ROM中。</p><p>　　顯示時，先取內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)，然后查得對應(yīng)的顯示用段碼從P0口輸出，P1口將對應(yīng)的數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。</p><p>　　3.5.3定時器/計

68、數(shù)器T0中斷服務(wù)程序</p><p>　　定時器/計數(shù)器T0用于時間計時。選擇方式1，重復(fù)定時，定時時間設(shè)為50ms，定時時間到則中斷，在中斷服務(wù)程序中用一個計數(shù)器對50ms計數(shù)，計20次則對秒單元加1，秒單元加到60則對分單元加1，同時秒單元清0；分單元加到60則對時單元加1，同時分單元清0；時單元加到24則對時單元清0，標(biāo)志一天時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把它們的值放到存儲單元的指定位置。定時器/計數(shù)器T

69、0中斷服務(wù)程序流程圖如圖3.2。</p><p><b>　　調(diào)時程序</b></p><p>　　給三個按鍵，當(dāng)P2.0口的按鍵K0按下，則進(jìn)入調(diào)時狀態(tài)，按K1，K2加1減1操作，再按K0，調(diào)分，再按K0，調(diào)秒，再按K0，則退出調(diào)時功能，進(jìn)行正常計數(shù)運(yùn)行。</p><p>　　第四章 硬件電路設(shè)計</p><p>　

70、　4.1 系統(tǒng)總體方案介紹</p><p>　　電腦鐘的原理框圖如圖4.1所示。它由以下幾個部件組成：單片機(jī)89C2051、電源、時分顯示部件。</p><p>　　時分顯示采用動態(tài)掃描，以降低對單片機(jī)端口數(shù)的要求，同時也降低系統(tǒng)的功耗。時分顯示模塊以及顯示驅(qū)動都通過89C2051的I/O口控制。</p><p>　　電源部分：電源部分有二部分組成。一部分是由22

71、0V的市電通過變壓、整流穩(wěn)壓來得到+5V電壓，維持系統(tǒng)的正常工作。 </p><p>　　圖4.1 電子鐘系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　4.2 proteus 仿真電路設(shè)計</p><p>　　運(yùn)行Proteus的ISIS 后出現(xiàn)程序主窗口界面，鼠標(biāo)左鍵單擊窗口左側(cè)的元器件工具欄的component.按鈕, 接著再點擊窗口左側(cè)的元器件選擇區(qū)的Pick Div

72、ices.按鈕，彈出如圖1所示的Pick Devices窗口，再在Categ欄里點擊MicroprocessorICs項后，在Results欄里會出現(xiàn)各種類型的CPU器件，找到 AT89C51后雙擊，AT89C51就被添加到當(dāng)前窗口左側(cè)的元器件列表區(qū)了。</p><p>　　用同樣的方法依次把 DS130、MAX7219、數(shù)碼管、晶振以及多個電阻、電容也添加到器件列表區(qū)里。</p><p>

73、;　　然后再依次點擊列表區(qū)里的器件，單擊左鍵把他們放到繪圖區(qū)，右鍵選中元件，并編輯其屬性，合理布局后，進(jìn)行連線。連線時當(dāng)鼠標(biāo)的指針靠近一個對象的引腳時，跟著鼠標(biāo)的指針r ICs就會出現(xiàn)一個“×”提示符號，點擊鼠標(biāo)左鍵即可畫線了，需要拐彎時點擊一下即可，在終點再點擊確認(rèn)一下就畫出了一段導(dǎo)線，所有導(dǎo)線畫完后，點擊工具欄的 Inter-sheeTerminal.按鈕，添加上電源和接地符號，原理圖的繪制就完成了。</p>

74、<p>　　圖4.2 Proteus中設(shè)計的電子時鐘系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　系統(tǒng)的調(diào)式</b></p><p><b>　　5.1調(diào)試步驟</b></p><p>　?。?）在WAVE軟件中編寫程序，完成后，單擊“項目”下的“編譯”，產(chǎn)生“.hex”文件，再單擊“執(zhí)行”下的“全速執(zhí)行”</

75、p><p>　?。?）打開proteus軟件，畫上硬件電路圖，保存。</p><p>　?。?）選擇“源代碼”中的“添加/移除源代碼”，單擊“新建”，加入“.asm”，確定。雙擊AT89C51芯片，在program file中加入“.hex”文件，按確定。</p><p>　?。?）單擊“源代碼”中的“全部編譯”，無錯誤后，調(diào)試。</p><p>

76、;<b>　　5.2 運(yùn)行結(jié)果</b></p><p>　　按P2.0口的按鍵K1，進(jìn)入調(diào)時狀態(tài)，P2.1和P2.2口的按鍵分別為加減計數(shù)，在按K1，進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，再按，進(jìn)入調(diào)秒狀態(tài)，再按則退出調(diào)時狀態(tài)，進(jìn)入正常的計數(shù)程序。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在我的論文完成之際，特向在畢業(yè)設(shè)計中

77、始終給與我辛勤指導(dǎo)的朱老師表示衷心的感謝。在整個設(shè)計過程中朱老師一直熱忱鼓勵著我們，精心點撥，幫我們開拓研究思路。朱老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人。朱老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，知識淵博，平易近人，在學(xué)習(xí)上有不懂的問題，她總會給我們耐心講解。她要求我們能在所學(xué)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，鼓勵我們從不同的角度去分析問題。</p><p>　　在這幾個月的畢業(yè)設(shè)計制作時間里，針對論文的選題、程

78、序編制及調(diào)試、論文寫作，到最后的修改定稿，我與朱老師進(jìn)行了多次的討論和研究，并得到了大量關(guān)鍵性的指導(dǎo)和寶貴的富有啟發(fā)性的建議，同時，也營造了一個非常自由和寬松的學(xué)術(shù)研究環(huán)境，尤其是朱老師非常重視我在課題方面的一些想法，鼓勵我大膽創(chuàng)新，把所想到的問題與實際生活相結(jié)合。在朱老師的悉心指導(dǎo)與幫助下，我不僅成功的完成了畢業(yè)設(shè)計，也使我在單片機(jī)程序設(shè)計方面的能力和思維邏輯方面均有了很大的提高。</p><p>　　畢業(yè)在即

79、，回首兩年半的學(xué)習(xí)生活，我深深的感受到我們的任課老師以其豐富的知識，扎實深厚的學(xué)術(shù)造詣，嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度和勤奮忘我的工作精神，悉心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)，使我深深地體會到，人生觀、世界觀、價值觀的確立和堅持不是一朝一夕的事情，也不是一勞永逸的事情，而是一個長期堅持不懈的艱苦努力的過程。</p><p>　　感謝在大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)、生活中，默默關(guān)心幫助我的所有老師和同學(xué)。祝愿他們永遠(yuǎn)開心，生活美滿。也感謝淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

80、電氣系為我提供的一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。在此我要向他們再次的表示深深的謝意和崇高的敬意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張迎新 單片微型計算機(jī)原理、應(yīng)用接口技術(shù). 北京：國防工業(yè)出版社，2004.1</p><p>　　[2] 何利民 單片機(jī)高級教程. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2000.8</p

81、><p>　　[3] 謝維成 單片機(jī)原理及應(yīng)用與51程序設(shè)計. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.8</p><p>　　[4] 余永權(quán) 單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2003.10</p><p>　　[5] 李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù). 北京：航空航天大學(xué)出版社，1999.3</p><p>　　[6] 夏繼強(qiáng) 單片機(jī)實驗

82、與實踐教程. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2001.11</p><p>　　[7] 曹洪奎;馬瑩瑩 基于Proteus單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真 遼寧工學(xué)院學(xué)報07年04期</p><p>　　[8] 侯玉寶 基于Proteus的51系列單片機(jī)設(shè)計與仿真[M]電子工業(yè)出版社，2008.270～288</p><p>　　[9] 蔡希彪,曹洪奎; 單片機(jī)電子時鐘系統(tǒng)的設(shè)計與

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