基于51單片機(jī)的數(shù)字鐘畢業(yè)論文

1、西安郵電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目：基于51單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計院（系）：專 業(yè)：班 級：學(xué)生姓名：導(dǎo)師姓名： 職稱：I基于單片機(jī)的數(shù)字鐘畢業(yè)論文 摘要Abstract ,U第1章緒論21.1課題背景21.2課題來源21.3本章小結(jié)3第2章MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)42.1控制器42.2存儲器的結(jié)構(gòu)42.3 并行 10 口 52.4 時鐘電路與時序52.5單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域62.6 本章小結(jié)6第3章 電路的硬件設(shè)計 7778.9.9.10103.1復(fù)位電路3.2時鐘電路3.3按鍵電路3.4 相關(guān)控制電路3.4.1控制打鈴電路3.4.2時間表顯示電路3.5數(shù)碼管顯示電路3.6電源電路設(shè)計.3.7本章小

2、結(jié)10第4章電路的軟件設(shè)計114.1軟件程序內(nèi)容114.2軟件流程圖114.3定時程序設(shè)計124.3.1實時時鐘實現(xiàn)的基本方法 134.3.2 實時時鐘程序設(shè)計步驟 134.4程序說明134.5本章小結(jié)14第5章 結(jié)論與展望155.1結(jié)論155.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢 1518參考文獻(xiàn)17 附錄,第 1 章 緒 論1.1 課題背景單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS-48開始，迄今已有二十多年了。由 于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價格低廉 等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在， 無所不為”。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通

3、訊、交通、智能儀表等迅 速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣 大領(lǐng)域。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式 : 一種是在通用微型計算機(jī)中廣泛采用的，將程 序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)， 稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。 另一種 是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開， 分別尋址的結(jié)構(gòu)， 一般需要較大的程序 存儲器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。本文討論的單片機(jī)多功能定時器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51 系列單 片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個可編程的計時定時系統(tǒng)，具有體積小，可靠 性高，功能強(qiáng)等特點。 不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可

4、供開發(fā)， 有著廣 泛的應(yīng)用領(lǐng)域。20世紀(jì) 80 年代中期以后， Intel 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù) 轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家， 如 ATME、LPHILIPS、ANALO、GDEVICES、DALLAS 等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說是與MCS-51旨令 系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同， 采用CMO工藝，因而，常用80C51系列來稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)， 它們對 8051 單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充， 更有特點。 其功能和市場競爭力更強(qiáng)， 不該把它們直接稱呼為MCS-51系列單片機(jī)，因

5、為MCS只是Intel公司專用的單 片機(jī)系列型號。MCS-51系列及80C51單片機(jī)有多種品種。它們的引腳及指令系 統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專用型、超 8位型、 片內(nèi)閃爍存儲器型。1.2 課題來源在日常生活和工作中，我們常常用到定時控制，如擴(kuò)印過程中的曝光定時 等。早期常用的一些時間控制單元都使用模擬電路設(shè)計制作的， 其定時準(zhǔn)確性和 重復(fù)精度都不是很理想， 現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品， 隨著單片 機(jī)性能價格比的不斷提高， 新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛， 大可構(gòu)成復(fù)雜的工 業(yè)過程控制

6、系統(tǒng)， 完成復(fù)雜的控制功能。 小則可以用于家電控制， 甚至可以用于 兒童電子玩具。 它功能強(qiáng)大， 體積小，質(zhì)量輕，靈活好用， 配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒?可以構(gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多， 不同的設(shè)備 都有自己的控制器， 使用起來很不方便。 根據(jù)這種實際情況， 設(shè)計了一個單片機(jī) 多功能定時系統(tǒng)， 它可以避免多種控制器的混淆， 利用一個控制器對多路電器進(jìn) 行控制， 同時又可以進(jìn)行時鐘校準(zhǔn)和定點打鈴。 它可以執(zhí)行不同的時間表 （考試 時間和日常作息時間） 的打鈴， 可以任意設(shè)置時間。 這種具有人們所需要的智能 化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動，

7、擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍， 為家庭數(shù)字化提供了可能。1.3 本章小結(jié)本文介紹的設(shè)計是針對教學(xué)所用的多功能定時器，可以完成教學(xué)所需的功能。該定時器操作簡單，功能齊全，是單片機(jī)智能化的一種應(yīng)用。第 2 章 MCS-51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸 有限的集成電路芯片上。 如果按功能劃分， 它由如下功能部件組成， 即微處理器（CP）數(shù)據(jù)存儲器（RAM、程序存儲器（ROMEPR）M并行10 口、串行口、定 時器計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器（SFR。它們都是通過片內(nèi)單一總線連 接而成，其基本結(jié)構(gòu)依舊是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部

8、件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR的集中控制方式。2.1 控制器控制器是單片機(jī)的指揮控制部件， 控制器的主要任務(wù)是識別指令， 并根據(jù)指 令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動而協(xié)調(diào)地工作。單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制器的控制下進(jìn)行的。首先從程序存儲器中讀出指 令，送指令寄存器保存， 然后送至指令譯碼器進(jìn)行譯碼， 譯碼結(jié)果送定時控制邏 輯電路，由定時控制邏輯產(chǎn)生各種定時信號和控制信號， 再送到單片機(jī)的各個部 件去進(jìn)行相應(yīng)的操作。 這就是執(zhí)行一條指令的全過程， 執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這 一過程。控制器主要包括程序計數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時序

9、控制邏輯電路。2.2 存儲器的結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)存儲器采用的是哈佛結(jié)構(gòu)，即程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器 空間截然分開 , 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器各有自己的尋址方式 , 尋址空間和控制 系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)對于單片機(jī)面向控制的實際應(yīng)用極為方便 , 有利. 在彈片擊中 , 不僅 在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器 ,而 且還具有極強(qiáng)的外存儲器的擴(kuò)展能力，尋址能力分別可達(dá)64KB,尋址和操作簡單 方便.MCS-51的存儲器空間可劃分為如下幾類：1. 程序存儲器單片機(jī)系統(tǒng)之所以能夠按照一定的次序進(jìn)行工作 , 主要是程序存儲器中存放 了經(jīng)調(diào)試正確的應(yīng)用程序和表格之類的固定常數(shù)

10、。程序?qū)嶋H上是一串二進(jìn)制碼 , 程序存儲器可以分為片內(nèi)和片外兩部分。 8031由于無內(nèi)部存儲器 , 所以只能外擴(kuò) 程序存儲器來存放程序。MCS-51單片機(jī)復(fù)位后，程序存儲器PC的內(nèi)容為0000H,故系統(tǒng)必須從0000H單元 開始取指令，執(zhí)行程序.程序存儲器中的0000H地址是系統(tǒng)程序的啟動地址.一般 在該單元存放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令 , 跳向用戶設(shè)計的主程序的起始地址。2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有128個字節(jié)的隨機(jī)存取存儲器RAM作為用戶的數(shù)據(jù)寄 存器, 它能滿足大多數(shù)控制型應(yīng)用場合的需要 , 用作處理問題的數(shù)據(jù)緩沖器。MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)存儲器的字節(jié)地址為 00H-7FH.M

11、CS-5單片機(jī)對其內(nèi)部 RAM的存儲器有很豐富的操作指令，從而使得用戶在設(shè)計程序時非常方便。地址 為00H-仆H的32個單元是4組通用工作寄存器區(qū)，每個區(qū)含8個8位寄存器,編 號為R7-R0。用戶可以通過指令改變PSW中的RS1,RS0這二位來切換當(dāng)前的工作 寄存器區(qū) ,這種功能給軟件設(shè)計帶來極大的方便 , 特別是在中斷嵌套時 ,為實現(xiàn)工 作寄存器現(xiàn)場內(nèi)容保護(hù)提供了極大的方便。3. 特殊功能寄存器 （SFR-Special Function Register）特殊功能寄存器反映了 MCS-51單片機(jī)的狀態(tài)，實際上是MCS-51單片機(jī)各功 能部件的狀態(tài)及控制寄存器 .SFR 綜合的 , 實際的反

12、應(yīng)了整個單片機(jī)基本系統(tǒng)內(nèi) 部的工作狀態(tài)及工作方式.SFR實質(zhì)上是一些具有特殊功能的片內(nèi) RAMI元,字節(jié) 地址范圍為80H-FFH.特殊功能寄存器的總數(shù)為21個,離散的分布在該區(qū)域中，其 中有些SFR還可以進(jìn)行位尋址.128個字節(jié)的SFR塊中僅有21個字節(jié)是由定義 的.對于尚未定義的字節(jié)地址單元 , 用戶不能作寄存器使用 , 若訪問沒有定義的單 元, 則將得到一個不確定的隨機(jī)數(shù) .2.3 并行 IO 口MCS-51單片機(jī)共有4個雙向的8位并行10端口（ Port ）,分別記作P0-P3, 共有 32 根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器所組成。 實際上P0-P3已被歸入特殊功

13、能寄存器之列。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還 可以按位尋址。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異， 故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。P0 口是雙向8位三態(tài)IO 口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時復(fù) 用口，可驅(qū)動8個LS型TTL負(fù)載。P1 口是8位準(zhǔn)雙向IO 口，可驅(qū)動4個LS型 負(fù)載。P2 口是8位準(zhǔn)雙向IO 口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動4個LS 型TTL負(fù)載。P3 口是8位準(zhǔn)雙向IO 口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動4個LS型TTL 負(fù)載。P1 口、P2 口、P3 口各IO 口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這 3個準(zhǔn)雙 向 IO 口做輸入口使用時， 要向該口先寫“1”，另外準(zhǔn)雙向 IO 口無高阻

14、的“浮空” 狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài) IO 口。2.4 時鐘電路與時序時鐘電路用于產(chǎn)生MCS-5仲片機(jī)工作時所必需的時鐘信號。MCS-51單片機(jī) 本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為保證同步工作方式的實現(xiàn)， MCS-51 單片 機(jī)應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下， 嚴(yán)格地按時序執(zhí)行進(jìn)行工作， 而時序所研究的是 指令執(zhí)行中各個信號的關(guān)系。在執(zhí)行指令時， CPU 首先要到程序存儲器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼， 并由時序電路產(chǎn)生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定的操作。CPU 發(fā)出的時序信號有兩類，一類用于片內(nèi)對各個功能部件的控制，這列信號很多。另一類用于片外存儲器或 IO 端口的 控制， 這部分時序?qū)τ诜?/p>

15、析、 設(shè)計硬件接口電路至關(guān)重要。 這也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計者普 遍關(guān)心的問題。2.5 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為以下幾個方面。1智能儀表 用單片機(jī)系統(tǒng)取代老式的測量、 控制儀表， 實現(xiàn)從模擬儀表向數(shù)字化、 智能化儀 表的轉(zhuǎn)化，如各種溫度儀表、壓力儀表、流量儀表、電能計量儀表等。2. 測控系統(tǒng)用單片機(jī)取代原有的復(fù)雜的模擬數(shù)字電路， 完成各種工業(yè)控制、 數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)等工作。3 電能變換應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計變頻調(diào)速控制電路。4 通信用單片機(jī)開發(fā)通信模塊、通信器材等。5 機(jī)電產(chǎn)品應(yīng)用單片機(jī)檢測、 控制傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品， 使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化， 控制 智能化，提高了機(jī)電產(chǎn)品的可靠性，增強(qiáng)了產(chǎn)

16、品的功能。6 智能接口在數(shù)據(jù)傳輸中，用單片機(jī)實現(xiàn)外部設(shè)備與微機(jī)通信。2.6 本章小結(jié)本章介紹了單片機(jī)的一些基本硬件結(jié)構(gòu)。 單片機(jī)是微計算機(jī)的一個分支， 在 原理和結(jié)構(gòu)上， 單片機(jī)與微型機(jī)之間沒有根本性的差別， 而且微計算機(jī)的許多技 術(shù)都被單片機(jī)繼承下來。單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)依然是CPU加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模式，但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。第 3 章 電路的硬件設(shè)計3.1 復(fù)位電路MCS-51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連， 斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲， 在每個機(jī)器周期 的S5P2斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電

17、路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù) 位操作所需要的信號。上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是一種簡單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個電容到VCC接一個電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時，復(fù)位 電路通過電容加到RST復(fù)位引腳一個短暫的高電平信號， 這個復(fù)位信號隨著VCC 對電容的充電過程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時間取決于電容的充 電時間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號必須維持足夠長 的時間。電路圖如下：22uF+5 |11 RSTlk上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。 只要Vcc的上升時 間不超過1ms就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。3.2時鐘電路時鐘是

18、單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準(zhǔn)， 有 條不紊的一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時鐘電路的 質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 常用的時鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部 時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。本文用的是內(nèi)部時鐘方式。電路圖如下：30pF130pFMCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益 反向放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1輸出端為引腳XTAL2這兩個引腳跨接 石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。3.3按鍵電路按鍵的開關(guān)狀態(tài)通過一定的電路轉(zhuǎn)換為高、 低電平狀態(tài)。按鍵閉合過程在相 應(yīng)的10端口形成

19、一個負(fù)脈沖。閉合和釋放過程都要經(jīng)過一定的過程才能達(dá)到穩(wěn) 定，這一過程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動。抖動持續(xù)時 間的常長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在 5-10ms之間。為了避免CPU多次處 理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動。本文采用的是獨立式按鍵，直接用 I0 口線構(gòu)成單個按鍵電路，每個按鍵占用一條 I0 口線，每個按鍵的工作狀態(tài)不 會產(chǎn)生互相影響。電路圖如下：+5TP1.0 口表示功能移位鍵，按鍵選擇要調(diào)整的時十位、時個位、分十位或分 個位。P1.1 口表示數(shù)字“ + “鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字加1。P1.2 口表示數(shù)字“-”鍵，按一下則對應(yīng)的數(shù)字減1。P1.3口表示時間

20、表的切換，程序默認(rèn)為日常時間表，當(dāng)按下該開關(guān)，使輸入為低電平時，表示當(dāng)前執(zhí)行的是考試時間表，并有綠發(fā)光二極管顯示。再按鍵, 使鍵抬起，輸入維高電平時，表示當(dāng)前執(zhí)行的是日常作息時間表， 用紅發(fā)光二級 管顯示。3.4相關(guān)控制電路3.4.1控制打鈴電路P1.5 口控制繼電器進(jìn)而控制電鈴工作。當(dāng)時鐘當(dāng)前的時間和當(dāng)前所執(zhí)行的 時間表的時間一致時，相應(yīng)得標(biāo)志位為1, P1.5 口輸出高電平，控制繼電器閉合， 從而合上開關(guān)，啟動電鈴進(jìn)行打鈴。打鈴一定時間，標(biāo)志位置0, P1.5輸出低電平，繼電器打開，電鈴?fù)Ｖ构ぷ鳌ｋ娐穲D如下：+5342時間表顯示電路因為該電路可以執(zhí)行兩個時間表，即正常作息時間表和考試時間表

21、。為了能 夠從外觀上看出當(dāng)前正在執(zhí)行的是那種時間表。 為此，在電路中加上了紅、綠兩 個不同的發(fā)光二極管，當(dāng)紅發(fā)光二極管接通時，表示當(dāng)前正在執(zhí)行日常作息時間 表；當(dāng)綠發(fā)光二極管接通時則表示當(dāng)前正在執(zhí)行的是考試時間表。有了紅綠兩發(fā)光二極管表示，就可以明顯看出當(dāng)前執(zhí)行的是何種時間表，不會混淆。電路圖如下：+53.5數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機(jī)接口簡單，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中 廣泛應(yīng)用。1. 數(shù)碼管的工作原理數(shù)碼管是由8個發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽極連在一起， 稱為共陽極數(shù)碼管； 若將二極管的陰極連在一起， 稱為共陰極數(shù)碼 管。本文用到的 6 個數(shù)碼管均是

22、共陰極的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，它就會發(fā)光。 每個二極管就是一個筆劃， 若干個二極管發(fā)光時， 就構(gòu)成了一個顯示字符。 將單 片機(jī)的 IO 口控制相應(yīng)的芯片與數(shù)碼管的 a-g 相連，高電平的位對應(yīng)的發(fā)光二極 管亮，這樣，由 IO 口輸出不同的代碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。本 文的 6 個數(shù)碼管均采用動態(tài)顯示方式，顯示當(dāng)前的時間。整個顯示電路應(yīng)用了2個 164芯片，1個 244芯片。第一個 164芯片把從單片機(jī)傳出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 并行數(shù)據(jù)。 164只能存儲 8 位數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)單片機(jī)輸出第 9-14 位數(shù)據(jù)的時候， 第一個 164芯片中的 8位數(shù)據(jù)就被傳到第二個 164芯片中，這8 位數(shù)據(jù)

23、就是段選 信號，控制數(shù)碼管將要顯示的字符。第 9-14 位數(shù)據(jù)輸出后，控制 244 芯片的單 片機(jī)的 P1.7 口置為高電平， 244 芯片選通。這六位數(shù)據(jù)經(jīng)過 244 芯片以后是片 選信號，即控制動態(tài)顯示的是哪一位數(shù)碼管。在片選信號和段選信號的控制下， 數(shù)碼管就正確的動態(tài)顯示當(dāng)前的時間。3.6 電源電路設(shè)計電源電路包括變壓器、橋式整流器、電容和穩(wěn)壓器。通過變壓器變壓，使得 220V電壓變?yōu)? V,在通過橋式整流，電容的濾波作用，穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓作用，可 輸出5V的穩(wěn)定電壓。3.7 本章小結(jié)本章介紹的是本設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)，單片機(jī)的相關(guān) IO 口輸入輸出就可以實現(xiàn)相應(yīng) 的控制功能。還介紹了單片機(jī)的復(fù)位

24、電路和時鐘電路。第 4 章 電路的軟件設(shè)計4.1 軟件程序內(nèi)容本設(shè)計的軟件程序包括主程序、 中斷子程序、打鈴子程序、 時鐘顯示子程序、 查詢時間表切換程序和延時子程序等等。 另外由于電路中有四個按鍵， 還另外設(shè) 計了防抖動程序來防止干擾。4.2 軟件流程圖軟件程序整個流程圖如下：4.3 定時程序設(shè)計單片機(jī)的定時功能也是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的， 此時的計數(shù)脈沖來自單 片機(jī)的內(nèi)部， 即每個機(jī)器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖， 也就是每經(jīng)過 1 個機(jī)器周期的 時間，計數(shù)器加 1。如果 MCS-51 采用的 12MHz 晶體，則計數(shù)頻率為 1MHz ，即 每過 1us 的時間計數(shù)器加 1。這樣可以根據(jù)計數(shù)值計

25、算出定時時間，也可以根據(jù) 定時時間的要求計算出計數(shù)器的初值。 MCS-51 單片機(jī)的定時器計數(shù)器具有 4 種 工作方式， 其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中， 通過對特殊功能寄存器的編 程，可以方便的選擇定時器計數(shù)器兩種工作模式和 4 種工作方式。定時器計數(shù)器工作在方式 0時，為 13位的計數(shù)器，由 TLX（X=0 、1）的低 5 位和 THX 的高 8位所構(gòu)成。 TLX 低5位溢出則向 THX 進(jìn)位， THX 計數(shù)溢出則 置位 TCON 中的溢出標(biāo)志位 TFX.當(dāng)定時器計數(shù)器工作于方式 1，為 16 位的計數(shù)器。本設(shè)計師單片機(jī)多功能 定時器，所以 MCS-51 內(nèi)部的定時器計數(shù)器被選定為定時

26、器工作模式， 計數(shù)輸入 信號是內(nèi)部時鐘脈沖，每個機(jī)器周期產(chǎn)生一個脈沖使計數(shù)器增 1。4.3.1 實時時鐘實現(xiàn)的基本方法時鐘的最小計時單位是秒，但使用定時器的方式 1，最大的定時時間也只能 達(dá)到131ms我們可把定時器的定時時間定為 50ms這樣，計數(shù)溢出20次即可 得到時鐘的最小計時單位：秒。而計數(shù) 20次可以用軟件實現(xiàn)。秒計時是采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累積，計滿 20次，即得到秒計時。 從秒到分，從分到時是通過軟件累加并進(jìn)行比較的方法來實現(xiàn)的。要求每滿1秒，則“秒”單元中的內(nèi)容加 1；“秒”單元滿 60，則“分”單元中的內(nèi)容加 1； “分”單元滿 60，則“時”單元中的內(nèi)容加 1；“時”單

27、元滿 24，則將時、分、 秒的內(nèi)容全部清零。4.3.2 實時時鐘程序設(shè)計步驟（1）選擇工作方式，計算初值；（2）采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計；（3）從秒分時的計時是通過累加和數(shù)值比較實現(xiàn)的；（4）時鐘顯示緩沖區(qū)：時鐘時間在方位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，為此在內(nèi)部 RAM中要設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共6個地址單元。顯示緩沖區(qū)從左到右依次存放時、 分、秒數(shù)值；（5）主程序：主要進(jìn)行定時器計數(shù)器的初始化編程，然后反復(fù)調(diào)用顯示 子程序的方法等待中斷的到來。（6）中斷服務(wù)程序：進(jìn)行計時操作（7）加 1 子程序：用于完成對時、分、秒的加操作，中斷服務(wù)程序在秒、 分、時加 1 時共有三種條調(diào)用加 1 子程序，包括三項內(nèi)容：

28、合字、加 1 并進(jìn)行十 進(jìn)制調(diào)整、分字。4.4 程序說明在整個系統(tǒng)中，在單片機(jī)的 30H 31H和32H中存儲當(dāng)前時間的小時、分鐘 和秒。由于要用數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時間， 必須用到分字和合字， 因此在 33H、34H、 35H 36H 37H和38H中存儲當(dāng)前時間的時十位、時個位、分十位、分個位、秒 十位和秒個位，方便顯示。本設(shè)計有由四個輕觸按鍵組成的小鍵盤，這些按鍵可以任意改變當(dāng)前的狀 態(tài)。按功能移位鍵一次，表示當(dāng)前要校對小時的十位；按第二次，表示當(dāng)前校對 的是小時的個位；按第三次，則表示校對的是分鐘的十位；第四次，表示的校對 的是分鐘的個位。按下數(shù)字“ +” 鍵和數(shù)字“ -”鍵可在當(dāng)前校對的

29、數(shù)字上相應(yīng) 加上 1 或者減去 1。本設(shè)計采用查表方式， 在程序里預(yù)先存儲兩個表格， 即日常作息時間表和考 試時間表， 可以通過手動按鍵來選擇所要執(zhí)行的時間表。 并且用紅、 綠發(fā)光二極 管來區(qū)別當(dāng)前所執(zhí)行的時間表。 系統(tǒng)開機(jī)后， 按功能移位鍵就可以調(diào)整當(dāng)前的時 間，整個系統(tǒng)操作簡單，功能明確。顯示數(shù)據(jù)時，先把要顯示的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖區(qū) SBUF中，再從SBUF中顯示。 串行口緩沖寄存器SBUF器是可直接尋址的專用寄存器。在物理上，它對應(yīng)著兩 個寄存器，一個發(fā)送寄存器，一個接收寄存器。 CPU寫 SBUF就是修改發(fā)送寄存 器；讀SBUF就是讀接收寄存器。接收器是雙緩沖的，以避免在接收下一幀數(shù) 據(jù)

30、之前，CPU未能及時響應(yīng)接收器的中斷，沒有把上一幀數(shù)據(jù)讀走，而產(chǎn)生兩幀 數(shù)據(jù)重疊的問題。對于發(fā)送器，為了保持最大的傳輸速率，一般不需要雙緩沖， 因為發(fā)送時CPU是主動的，不會產(chǎn)生寫重疊的問題。4.5 本章小結(jié)這一章介紹了本設(shè)計的軟件設(shè)計，所有的功能在流程圖里清晰的表現(xiàn)了出 來，體現(xiàn)了設(shè)計的合理性、可實現(xiàn)性。第 5 章 結(jié)論與展望5.1 結(jié)論單片機(jī)多功能定時系統(tǒng)理論上能很好的達(dá)到了學(xué)校教學(xué)要求， 發(fā)揮了單片機(jī) 在智能化方面的應(yīng)用。 該系統(tǒng)的設(shè)計很好的滿足當(dāng)前學(xué)校教學(xué)的需要， 是一個理 想的智能化的設(shè)計。 它具有一個走時精確的實時鐘， 可以任意設(shè)置時間， 可以控 制時間表的轉(zhuǎn)換， 時鐘的顯示功能等

31、。 可以通過按鍵操作和數(shù)字顯示。 該系統(tǒng)規(guī) 模小，但是功能較多，操作簡單，造價低，應(yīng)用非常廣泛。該系統(tǒng)的設(shè)計為向家 庭數(shù)字化方向發(fā)展又前進(jìn)了一步。同時又?jǐn)U大了單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。5.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢自單片機(jī)出現(xiàn)至今， 單片機(jī)技術(shù)已走過了幾十年的發(fā)展路程。 縱觀幾十年來 單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)， 拉動廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域， 表現(xiàn)出比微處理器更具個 性的發(fā)展趨勢：1. 采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)高性能在過去的一段時間內(nèi)，單片機(jī)的指令運行速度一直在10MIPS以下，這對于應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的單片機(jī)來說是足夠了， 但當(dāng)單片機(jī)被應(yīng)用在通訊及

32、 DSP 領(lǐng)域作為高速運算、 編碼或解碼時， 就會出現(xiàn)因指令運行速度不夠而限制單片機(jī) 應(yīng)用的情形，因此提高單片機(jī)指令運行速度已經(jīng)成為迫切需要解決的問題。2. 進(jìn)一步降低功耗、基于80C51的飛利浦低功率、低系統(tǒng)成本微控制器51LPC系列是業(yè)界推動單 片機(jī)向低功耗方向發(fā)展的主導(dǎo)單片機(jī)系列之一。51LPC系列單片機(jī)采用以下三種方法降低功耗：（ 1 ）使系統(tǒng)進(jìn)入空閑模式， 在空閑模式下， 只有外圍器件在工作， 任意的復(fù)位及中斷均可結(jié)束空閑模式； （2）使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式， 在低功耗模 式下，振蕩器停止工作，是功耗降到最小（3）使系統(tǒng)進(jìn)入低電壓EPRO操作； EPRO包含了模擬電路，當(dāng)Vcc高于4V

33、時，可通過軟件使這些模擬電路掉電以 降低功耗，在上電情況下可使系統(tǒng)退出該模式。3. 采用 Flash Memory隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，MPU勺Flash版本逐漸替代了原有的 OTP版本。Flash MPU具有以下優(yōu)點：與多次可編程的窗口式 EPRO相比，F(xiàn)lash MPU 的成本要低得多；在系統(tǒng)編程能力以及產(chǎn)品生產(chǎn)方面提供了靈活性，因為 Flash MPI可在編程后面再次以新代碼重新編程；可減少已編程器件的報廢和庫存；有 助于生產(chǎn)廠商縮短設(shè)計周期，使終端用戶產(chǎn)品和、更具有競爭力。4. 集成更多功能及兼容性目前單片機(jī)的另一個發(fā)展趨勢是在芯片上集成更多的功能。 如模擬功能， 包 括模擬比

34、較器、AD和DA專換器等。具體表現(xiàn)在：兼容性作為設(shè)計的第一考慮； 額外的新的特點是透明的；使用同一種編程器；OTP使器件快速提升及標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。5. 強(qiáng)抗干擾能力不 斷 加 強(qiáng) 抗 干 擾 能 力 是 單 片 機(jī) 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 的 必然 趨 勢 。 ST Microelectronics 公司推出的ST62系列單片機(jī)在這方面是佼佼者， 其優(yōu)良的抗 干擾能力使得許多大公司將其應(yīng)用在系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件上。 許多單片機(jī)開發(fā)商也 正朝著這個方向努力。6. 朝系列化、全面化方向發(fā)展各大單片機(jī)開發(fā)商在增加產(chǎn)品功能的同時效力于形成產(chǎn)品的系列化=全面化，以滿足各種控制領(lǐng)域的要求，這也是單片機(jī)發(fā)展的趨勢之

35、一。日本 TOSHBA 公司開發(fā)了從 4位到 64位的多系列單片機(jī)，日立公司也有從 4.位到 32位的單 片機(jī)，目前還沒有哪個廠家生產(chǎn)的單片機(jī)比東芝公司的種類多。隨著單片機(jī)性能的不斷提高， 不斷的克服和彌補(bǔ)自身的不足。 在各種控制領(lǐng) 域，單片機(jī)將擁有更加廣闊的使用天地。 在很長的一段時間內(nèi)， 它將一直是工程 設(shè)計人員的首選控制芯片之一。參考文獻(xiàn)1 張專成 趙懷勛. 單片機(jī)測控系統(tǒng)中的監(jiān)視定時器 . 武警技術(shù)學(xué)院 .Mar 19972 張景元. 基于單片機(jī)的多用途定時器的設(shè)計與實現(xiàn) . 電子工程師 2000年第 8期3 李洪濤. 一種單片機(jī)控制的定時打鈴器 .電子世界 .1990 年第 2期4

36、何業(yè)軍 李超. 基于單片機(jī)控制的高精度定時打鈴器的設(shè)計 .電子技 術(shù).2001 年第 7 期5 關(guān)宗安 仲叢久. 基于單片機(jī)實現(xiàn)的多路定時控制器的設(shè)計 .沈陽航空工業(yè) 學(xué)院學(xué)報 .2004 年 6月.第 21卷第 3期6 ATMEL.Microcontroller Data book.20027 Mark1.Montrose.PRINTED Circuit Board Design Techniques for EMC compliance.IEE Press series.20008 范立南. 單片微機(jī)接口與控制技術(shù) . 沈陽：遼寧大學(xué)出版社 .19969 張友德. 單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實

37、踐 .上海：復(fù)旦大學(xué)出版社 .199210 李華.MCS-51系列單片機(jī)實用接口技術(shù)，北京：北京航空航天大學(xué)出版 社.199311 何希慶,高偉.MCS-51單片機(jī)原理、實驗、實例M.山東：山東大學(xué)出版 社.198912 張毅剛,彭喜源，潭曉旳.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計M.哈爾濱：哈爾濱工 業(yè)大學(xué)出版社 .199713 胡漢才. 單片機(jī)原理及接口技術(shù) M ，北京：清華大學(xué)出版社 .199614 余永權(quán)，單片機(jī)與家用電器智能化設(shè)計 M. 北京：電子工業(yè)出版社 .199515 房小翠，王金鳳 . 單片微型計算機(jī)與機(jī)電接口技術(shù) M. 北京國防工業(yè)出版 社.200216 皮紅梅, 李英順. 單片機(jī)開

38、發(fā)中的定時方法 . 沈陽石油化工高等?？茖W(xué)校學(xué) 報.2002 年 12月17 Maxim 公司.Newreleases Data Book 1996以下免費送您一百個優(yōu)秀畢業(yè)論文題目，供參考。1. 企業(yè)集團(tuán)激勵與績效評價問題研究2. XXX地區(qū)中小企業(yè)財務(wù)管理現(xiàn)狀問題研究3. XXX地區(qū)上市公司盈利質(zhì)量實證研究4. XXX地區(qū)企業(yè)集團(tuán)整合過程中的財務(wù)問題研究5. XXX地區(qū)中小企業(yè)的信用擔(dān)保體系問題研究6. XXX地區(qū)上市公司財務(wù)預(yù)警問題研究7. 企業(yè)并購前后財務(wù)狀況變化問題研究8. 以平衡計分卡為核心的績效評價體系研究9. EVA在企業(yè)績效評價中的作用研究10. 關(guān)于我區(qū)中小企業(yè)引入風(fēng)險投資

39、問題研究11. 我國上市公司經(jīng)營目標(biāo)的實證分析12. 對內(nèi)含報酬率法的再思考13. 利用平衡計分卡落實戰(zhàn)略的案例分析14. 基于EVA的企業(yè)業(yè)績評價指標(biāo)體系的構(gòu)建與實施研究15. 基于不同發(fā)展周期的企業(yè)財務(wù)戰(zhàn)略選擇研究16. 集團(tuán)公司全面預(yù)算目標(biāo)的制定與分解17. 現(xiàn)金流量折現(xiàn)法在評估公司戰(zhàn)略中的應(yīng)用分析18. 財務(wù)指標(biāo)與非財務(wù)指標(biāo)在評估管理者業(yè)績中的應(yīng)用擬合19. 我國企業(yè)財務(wù)管理目標(biāo)的現(xiàn)實選擇20. 財務(wù)管理目標(biāo)與企業(yè)財務(wù)核心能力問題研究21. 企業(yè)財務(wù)管理中運用稅收籌劃的探討22. 建立以財務(wù)管理為核心的資源配置制度23. 財務(wù)預(yù)警系統(tǒng)在財務(wù)管理中應(yīng)用評價24. 基于 Excel 的財務(wù)預(yù)警模型研究25. 中西部地區(qū)中小企業(yè)財務(wù)戰(zhàn)略選擇問題研究26. 中小企業(yè)納稅籌劃問題研究27. 企業(yè)投資過程中的納稅籌劃問題研究28. 企業(yè)集團(tuán)納稅籌劃問題研究29. 企業(yè)納稅籌劃中的風(fēng)險規(guī)避問題研究30. 從公司治理結(jié)構(gòu)透視財務(wù)管理目標(biāo)31. 作