作息時(shí)間控制器機(jī)電四班李光

作息時(shí)間控制器機(jī)電四班李光TOC\o"1-5"\h\z摘要 1\o"CurrentDocument"1概述 2\o"CurrentDocument"2硬件設(shè)計(jì) 3\o"CurrentDocument"2.1單片機(jī)部分 3\o"CurrentDocument"2.1.1單片機(jī)的選擇 3\o"CurrentDocument"AT89C51的功能概述 3\o"CurrentDocument"2.1.3單片機(jī)硬件資源分配. 6\o"CurrentDocument"2.2儲(chǔ)備器部分 7\o"CurrentDocument"2.2.1儲(chǔ)備器的選擇 7\o"CurrentDocument"X5045的功能概述 7\o"CurrentDocument"74HC164的功能概述 10\o"CurrentDocument"2.4電源與復(fù)位電路部分 11\o"CurrentDocument"2.4.1電源部分 11\o"CurrentDocument"2.4.2復(fù)位電路 11\o"CurrentDocument"2.5電鈴和繼電器部分 12\o"CurrentDocument"2.6按鍵部分 12\o"CurrentDocument"3軟件設(shè)計(jì) 13\o"CurrentDocument"3.1主程序設(shè)計(jì) 13\o"CurrentDocument"3.2子程序設(shè)計(jì) 15\o"CurrentDocument"3.2.1時(shí)刻作息程序 173.2.2程序框圖 22\o"CurrentDocument"4調(diào)試部分 25\o"CurrentDocument"4.1電源部分的調(diào)試 25\o"CurrentDocument"4.2顯示部分的調(diào)試 25\o"CurrentDocument"4.3單片機(jī)操縱部分的調(diào)試 25文獻(xiàn) 26\o"CurrentDocument"謝辭 27摘要學(xué)校時(shí)刻方面，由于時(shí)刻多，時(shí)刻亂等緣故，不得不去改善其時(shí)刻方面的設(shè)備。單片機(jī)作息時(shí)刻操縱實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)刻操縱的智能化，擺脫了傳統(tǒng)由人來操縱時(shí)刻長(zhǎng)短的不便，是現(xiàn)代學(xué)校必不可少的設(shè)備。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，我們要緊用的是單片機(jī)的自動(dòng)操縱原理，包括硬件和軟件。在硬件部分，包括繼電器，儲(chǔ)備器和顯示器接口芯片；軟件部分，要緊是主程序設(shè)計(jì)。軟硬件結(jié)合在一起，先調(diào)試子程序，然后逐級(jí)疊加調(diào)試，最后系統(tǒng)調(diào)試通過。在本論文中我是利用單片機(jī)把自動(dòng)復(fù)位電路，顯示電路，電源電路，繼電器電路，電鈴電路連接起來，再通過單片機(jī)的編程實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。單片機(jī)作息時(shí)刻操縱系統(tǒng)是利用定時(shí)器計(jì)時(shí)處理來做秒計(jì)數(shù)，當(dāng)所設(shè)置的時(shí)刻到了，則發(fā)出一陣聲響，啟動(dòng)繼電器，由繼電器能夠操縱放音機(jī)開啟或關(guān)閉。時(shí)，分，秒數(shù)據(jù)是存在變量?jī)?nèi)并寫入七段顯示器的緩沖區(qū)內(nèi)，由顯示器掃描程序中定時(shí)掃描而顯示出時(shí)刻。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；定時(shí)；顯示1概述科技的進(jìn)步需要技術(shù)不斷的提升。一塊大而復(fù)雜的模擬電路花費(fèi)了您龐大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機(jī)，寫入簡(jiǎn)單的程序，就能夠使您往常的電路簡(jiǎn)單專門多。相信您在使用并把握了單片機(jī)技術(shù)后，不管在您今后開發(fā)或是工作上，一定會(huì)帶來意想不到的驚喜。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，配以輸入、輸出、顯示、操縱等外圍部件和軟件，能實(shí)現(xiàn)一種或多種功能的有用系統(tǒng)。硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依靠，卻一不可。軟件和硬件總體包括，電源電路、顯示電路、復(fù)位電路、擴(kuò)展儲(chǔ)備器、電鈴電路等，通過以上幾部分的組合，最終達(dá)到一定的成效。設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖如圖1.1所示:按鍵輸入:振蕩電路\電鈴電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖如圖1.1所示:按鍵輸入:振蕩電路\電鈴電路單片機(jī)顯示電路擴(kuò)展存儲(chǔ)器批電器輸出電￡圖1-1系統(tǒng)連接圖2硬件設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)部分2.1.1單片機(jī)的選擇當(dāng)今單片機(jī)廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。常用的單片機(jī)有專門多種：Intel8051系列＞Motorola和M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺(tái)灣Winbond(華邦)W78系列、荷蘭Pilips的PCF80C51系列‘Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韓國(guó)三星公司的KS57C系列4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的EM-78系列等。我們最終選用了ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)°AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序儲(chǔ)備器(PER0M)和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器(RAM),器件采納ATMEL公司的高密度、非易失性儲(chǔ)備技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8051產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和FLASH儲(chǔ)備單元，功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)適用于許多較為復(fù)雜操縱應(yīng)用場(chǎng)合。因此我們最終選用AT89C51單片機(jī)。AT89C51的功能概述、特點(diǎn)：與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。2.8K字節(jié)可重擦寫FLASH閃存。3.1000次擦寫周期。全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz。三級(jí)加密程序儲(chǔ)備器。6.256X8字節(jié)內(nèi)部RAM。7.32個(gè)可編程I/O口線。8.2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。9.5個(gè)中斷源?？删幊檀蠻ART通道。低功耗閑暇和掉電模式。、功能特性概述：AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)FLASH閃存，256字節(jié)內(nèi)部RAM,32個(gè)I/O口線，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。閑暇方式停止CPUX作，但承諾RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)連續(xù)工作。掉電方式儲(chǔ)存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。AT89C51的芯片管腳圖如圖：IIF-?L|1、'y|Vl.l.—-LJl.l|_239|留,心1Ji| J |FL,_El：| 437I匕4|536|HU.J(IJJ匕1 63'j 1ro.-(-i4；土隹1 34 |P0.5r-15>Hl./1 U:i.l |KU.S(-17RST| y3d|PD./C4lj/1ZXIJJiq.U|1031|EAZVPPI「l'切.[|113C|-LET〈口b529|<INTj>P3.3| la12SJ|―八一TQI一.?| 14|P￡.&CA：4>?T]】11二| 1526| .5CA13)(WR>P3.6| It,25|<F'1■R3./| 1724 |PE.3-1.')T-L| 1823|XT-L.| 1勺￥|Pl.1-刀5I_MJ|FE.QCA0J圖2-1AT89C51引腳圖引腳功能說明：VCC——電源電壓GND——接地P0口一一P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸取電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器或程序儲(chǔ)備器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口——P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，現(xiàn)在可作輸出口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。與AT89C52不同之處是，P1.0和P1.1不能夠分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表2-1.1。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。表2-1P1.0和P1.1的第二功能引腳號(hào)功能特性P1.0T2（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)2捕捉/重裝載觸發(fā)和方向操縱）P2口——P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，現(xiàn)在可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序儲(chǔ)備器或16位地址的外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。P3口——P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸取或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口?，F(xiàn)在，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一樣的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：表2-2.2P3口的第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INTO（外中斷0）P3.3INT1（外中斷1）P3.4TO（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器讀選通）此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的操縱信號(hào)。RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳顯現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程儲(chǔ)備器或數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器時(shí)，ALE（地址鎖存承諾）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一樣情形下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器時(shí)將躍過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH儲(chǔ)備器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對(duì)專門功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被柔弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無(wú)效。PSEN——程序儲(chǔ)存承諾（PSEN）輸出是外部程序儲(chǔ)備器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序儲(chǔ)備器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器，將躍過兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP——外部訪問承諾，欲使CPU僅訪問外部程序儲(chǔ)備器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：假如加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序儲(chǔ)備器的指令。FLASH儲(chǔ)備器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程承諾電源Vpp，因此這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。2.1.3單片機(jī)硬件資源分配P2.4連接按鍵P2.5連接按鍵P2.6連接按鍵P2.7連接按鍵P3.4連接蜂鳴器P3.5接繼電器P1.4連接X5045的SO端P1.5連接X5045的/CS端P1.6連接X5045的SCK端P1.7連接X5045的SI端2.2儲(chǔ)備器部分2.2.1儲(chǔ)備器的選擇X5045中的看門狗對(duì)系統(tǒng)提供了愛護(hù)功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而超過設(shè)置時(shí)刻時(shí)，電路中的看門狗將通過RESET信號(hào)向CPU作出反應(yīng)°X5045提供了三個(gè)時(shí)刻值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監(jiān)控功能還能夠愛護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的阻礙，當(dāng)電源電壓降到承諾范疇以下時(shí)，系統(tǒng)將復(fù)位，直到電源電壓返回到穩(wěn)固值為止。X5045的儲(chǔ)備器與CPU可通過串行通信方式接口，共有4096個(gè)位，能夠按512x8個(gè)字節(jié)來放置數(shù)據(jù)。為了改善主CPU的資源與時(shí)序的分配，我們對(duì)AT89C51進(jìn)行串行數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器的擴(kuò)展。常用的儲(chǔ)備芯片有專門多，如AT93C46/56/66,X5045。通過比較選擇，最終選用了XICOR公司的X5045。X5045把三種常用的功能：看門狗定時(shí)器，電壓操縱和EEPROM組合在單個(gè)封裝之內(nèi)。這種組合降低了系統(tǒng)的成本并減少了對(duì)電路板空間的要求。看門狗定時(shí)器對(duì)微操縱器提供了獨(dú)立的愛護(hù)系統(tǒng)。低VCC檢測(cè)電路能夠愛護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的阻礙，同時(shí)X5045是串行EEPROM具有簡(jiǎn)單的三總線工作的串行外設(shè)接口，是一種有專門功能的高性能價(jià)格比儲(chǔ)備器件。AT93C46/56/66是ATMEL公司推出的低功耗、低電壓電可擦除的可編程只讀儲(chǔ)備器。它采納CMOS技術(shù)和FairchildSemiconductor公司的Mi-croWire工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3線串行接口，具有1Kb/2kB/4kB的容量，并可通過ORG管腳配置成128*8/256*8/512*8或64*16/128*16256*16等結(jié)構(gòu)。該系列儲(chǔ)備器可靠性高，能夠重復(fù)寫100萬(wàn)次，數(shù)據(jù)能夠儲(chǔ)存100年不丟失；采納8腳PDIP/SOIC封裝和14腳SOI封裝（SOI封裝為JEDEC和EIAJ標(biāo)準(zhǔn)），與并行的EEPROM相比，AT93C46/56/66可大大節(jié)約印制板空間，且接線簡(jiǎn)單，因而在多功能的周密測(cè)試儀中具有寬敞的前途。X5045的功能概述（1）、特點(diǎn)：1可編程的看門狗定時(shí)器。上電復(fù)位及低VCC檢測(cè)，即在上電和VCC低于檢測(cè)門限時(shí)，輸出復(fù)位信號(hào)。輸出復(fù)位高電平有效，直至VCC=1V復(fù)位信號(hào)仍有效。

3.SPI接口方式，最高可達(dá)1MHZ的串行時(shí)鐘頻率。4.512*8位串行EEPROMo低功耗CMOS，3mA工作電流，10uA備用電流。電源電壓：2.7V-5.5V。分塊鎖定，可愛護(hù)1/4，1/2或所有EEPORM列。偶然性寫愛護(hù)。高可靠性，數(shù)據(jù)可儲(chǔ)存100年，每字節(jié)可擦除次數(shù)可達(dá)到10萬(wàn)次。可編程的復(fù)位門限。需要加高電壓（15-18V加在WP引腳）及一個(gè)專門的時(shí)序。11.8引腳小型DIP封裝。（2）、功能特性概述X5045引腳圖如圖2-2所示：C5/\^IilI￡□|C5/\^IilI￡□|IVSSI圖2-2X5045引腳圖串行輸出（SO）SO是一個(gè)推/拉串行數(shù)據(jù)輸出引腳，在讀周期時(shí)刻內(nèi)，數(shù)據(jù)從那個(gè)引腳輸出，串行時(shí)鐘脈沖下降沿時(shí)數(shù)據(jù)輸出。串行輸入（SI）SI是串行數(shù)據(jù)輸入引腳，所有的操作碼，字節(jié)，地址及數(shù)據(jù)都通過那個(gè)引腳寫入儲(chǔ)備器，串行時(shí)鐘脈沖上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存。串行時(shí)鐘（SCK）串行時(shí)鐘操縱串行總線為數(shù)據(jù)的輸入和輸出計(jì)時(shí)，SI引腳的操作碼，地址或數(shù)據(jù)在時(shí)鐘輸入上升沿時(shí)被鎖存，SO引腳的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘輸入上升沿時(shí)被改寫。片選（/CS）當(dāng)/CS為高電平常,X5043/45被檢測(cè),SO輸出引腳處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，除非內(nèi)部寫操作在進(jìn)行中的時(shí)候，X5045將處于后備電源模式。/CS為低電平常，能夠使X5943/45處于工作電源模式，應(yīng)專門注意，在電源上電以后，需要在開始任何操作往常完成/CS引腳上高電平到低電平的轉(zhuǎn)換。寫愛護(hù)（/WP）當(dāng)/WP為低電平常，關(guān)于X5045不能完成非易失性寫操作，然而在其他方面工作正常。當(dāng)/WP被拉成高電平常，所有的功能，包括非易失性寫操作都能正常工作。當(dāng)/WP變成高電平，/CS仍舊是低電平常，將中斷對(duì)X5045的寫操作，假如內(nèi)部寫周期差不多開始，/WP變成低電平將對(duì)寫操作沒有阻礙。復(fù)位（RESET）X5045的RESET分別工作在高電平/低電平，對(duì)外輸出一直工作到VCC降至最小電壓以下，將一直工作200ms直到VCC升高大于最小電壓。假如看門狗定時(shí)時(shí)刻已定，/CS保持高電平或低電平的時(shí)刻超過看門狗的定時(shí)時(shí)刻，RESET也同樣有效。當(dāng)/CS下降沿時(shí)可使看門狗定時(shí)器復(fù)位。（3）、工作原理X5045是設(shè)計(jì)成直截了當(dāng)與許多微操縱器系列的同步串行外設(shè)接口（SPI）相接的512*8EEPROM°X5045包括一個(gè)8位指令寄存器，能夠通過SI輸入來訪問，數(shù)據(jù)在SCK上升延由時(shí)鐘同步輸入，在整個(gè)工作期間內(nèi)，/CS必須低電平且/WP輸入必須是高電平。2.3顯示部分2.3.1顯示器接口芯片的選擇LED顯示器接口芯片的選擇常用的顯示器接口芯片有 CD4511，CD4513，MC14499，8279，MAX7219，74HC164等，它們的功能有：（1）CPU同意來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)，并作預(yù)處理；（2）數(shù)據(jù)顯示的治理和數(shù)據(jù)顯示器的操縱CD4511是BCD鎖存，7段譯碼，驅(qū)動(dòng)器，但在顯示6和9時(shí)，顯示為b和q，不是專門好看。CD4513是BCD鎖存，7段譯碼，驅(qū)動(dòng)器（消隱），但在市面上不容易購(gòu)買。MC14499為串行輸入BCD碼一一十進(jìn)制譯碼驅(qū)動(dòng)器，用它來構(gòu)成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的顯示器接口，能夠大大減少I/O口線的占用數(shù)量。然而，由片內(nèi)震蕩器通過四分頻的信號(hào)，經(jīng)位譯碼后只能提供4個(gè)位控信號(hào)，使信號(hào)的采集受到限制；同時(shí)，MC14499的價(jià)格偏高，也不經(jīng)濟(jì)。同樣，8279為INTEL公司生產(chǎn)的通用鍵盤/顯示器接口芯片，其內(nèi)部設(shè)有16*8顯示數(shù)據(jù)RAM，若采納8279治理鍵盤和顯示器，能夠減少軟件程序，從而減輕主機(jī)的負(fù)擔(dān)，但我們同時(shí)也發(fā)覺，由于其功能比較強(qiáng)大，不可幸免將會(huì)使外圍設(shè)備與操作過程復(fù)雜化，同時(shí)價(jià)格比較貴。對(duì)比一下MAX7219和74HC164其占用資源少，且不需復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路。但MAX7219盡管比較好用，且一片能驅(qū)動(dòng)四個(gè)數(shù)碼管，但關(guān)于我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)來說，不需要專門多數(shù)碼管，此外MAX7219相對(duì)的價(jià)格也比較貴，因此我們最終選用74HC164。本次設(shè)計(jì)用89C51單片機(jī)串行口和廉價(jià)的74HC164集成塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED顯示的一種簡(jiǎn)單方法，利用該方法設(shè)計(jì)的多路LED顯示系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軟件編程容易和價(jià)格低廉的特點(diǎn)。下面簡(jiǎn)單的介紹一下74HC164。74HC164的功能概述（1） 、特點(diǎn)：與門串行輸入。完全的緩沖時(shí)鐘脈沖和串行輸入。直截了當(dāng)清除。（2） 、功能特性概述引腳圖如圖2-3所示：圖2-374HC164引腳圖這些8位移位寄存器的特點(diǎn)是具有與門串行輸入和不同步的清除輸入（CLR）。門電路串行輸入（A和B）承諾對(duì)輸入數(shù)據(jù)的完全操縱；低電平加在輸入端能夠抑制新數(shù)據(jù)的進(jìn)入；高電平輸入能使輸入有效。串行輸入的數(shù)據(jù)當(dāng)CLK是高電平或低電平常能夠改變。89C51單片機(jī)串行口方式0為移位寄存器方式，外接3片74HC164作為3位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口，把RXD作為數(shù)據(jù)輸出線，TXD作為移位時(shí)鐘脈沖。74HC164為TTL單向8位移位寄存器，可實(shí)現(xiàn)串行輸入，并行輸出。其中A、B（第1、2腳）為串行數(shù)據(jù)輸入端，2個(gè)引腳按邏輯與運(yùn)算規(guī)律輸入信號(hào)，共一個(gè)輸入信號(hào)時(shí)可并接。T（第8腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿加到T端時(shí)，移位寄存器移一位，8個(gè)時(shí)鐘脈沖過后，8位二進(jìn)制數(shù)全部移入74HC164中。R（第9腳）為復(fù)位端，當(dāng)R=0時(shí)，移位寄存器各位復(fù)0，只有當(dāng)R=1時(shí)，時(shí)鐘脈沖才起作用°Q1-Q8（第3-6和10-13引腳）并行輸出端分別接LED顯示器的各段對(duì)應(yīng)的引腳上。在給出了8個(gè)脈沖后，最先進(jìn)入74HC164的第一個(gè)數(shù)據(jù)到達(dá)了最高位，然后再來一個(gè)脈沖，第一個(gè)脈沖就會(huì)從最高位移出，搞清了這一點(diǎn)，下面讓我們來看電路，6片7HC164首尾相串，而時(shí)鐘端則接在一起，如此，當(dāng)輸入8個(gè)脈沖時(shí)，從單片機(jī)RXD端輸出的數(shù)據(jù)就進(jìn)入到了第一片74HC164中了，而當(dāng)?shù)诙€(gè)8個(gè)脈沖到來后，那個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)入了第二片74HC164，而新的數(shù)據(jù)則進(jìn)入了第一片74HC164，如此，當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)8個(gè)脈沖完成后，首次送出的數(shù)據(jù)被送到了最左面的164中，其他數(shù)據(jù)依次顯現(xiàn)在第一、二、三片74HC164中。

2.4電源與復(fù)位電路部分2.4.1電源部分本次設(shè)計(jì)應(yīng)用的電壓有+5V、+9V°220V交流電源經(jīng)變壓器，整流，濾波后分別進(jìn)入芯片，產(chǎn)生+5V電壓，這些電源的具體應(yīng)用情形如下：+5V電源：?jiǎn)纹瑱C(jī)及外圍電路所用電源。+9V電源：壓電喇叭所用電源。2.4.2復(fù)位電路依照顧用的要求，復(fù)位操作通常有兩種差不多形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。2-4上電復(fù)位(a)和上電或開關(guān)復(fù)位電路(b)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，同時(shí)在單片機(jī)運(yùn)行期間，上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如圖2.4(a)中左圖所示。圖中電容C1和電阻R1對(duì)電源+5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持RST一段高電平?？蹋捎趩纹瑱C(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻2-4上電復(fù)位(a)和上電或開關(guān)復(fù)位電路(b)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，同時(shí)在單片機(jī)運(yùn)行期間，圖用開關(guān)操作也要求電源接通后，能使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖2-4(b)所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST連續(xù)一段時(shí)刻的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時(shí)刻的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。依照實(shí)際操作的體會(huì)，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。用開關(guān)操作也圖2-4(a)中：Cl=10-30uF，R1=1kQ圖2-4(b)中：C2=1uF，Rl=lkQ，R2=10kQ本系統(tǒng)的復(fù)位電路采納上電復(fù)位。2.5電鈴和繼電器部分繼電器是我們生活中常用的一種操縱設(shè)備，通俗的意義上來說確實(shí)是開關(guān)，在條件滿足的情形下關(guān)閉或者開啟。繼電器的開關(guān)特性在專門多的操縱系統(tǒng)專門是離散的操縱系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。從另一個(gè)角度來說，由于為某一個(gè)用途設(shè)計(jì)使用的電子電路，最終或多或少都需要和某一些機(jī)械設(shè)備相交互，因此繼電器也起到電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的接口作用。最常見的繼電器要數(shù)熱繼電器，通常使用的熱繼電器適用于交流50Hz、60Hz、額定電壓至660V、額定電流至80A的電路中，供交流電動(dòng)機(jī)的過載愛護(hù)用。它具有差動(dòng)機(jī)構(gòu)和溫度補(bǔ)償環(huán)節(jié)，可與特定的交流接觸器插接安裝。時(shí)刻繼電器也是專門常用的一種繼電器，它的作用是作延時(shí)元件，通常它可在交流50Hz、60Hz、電壓至380V、直流至220V的操縱電路中作延時(shí)元件，按預(yù)定的時(shí)刻接通或分?jǐn)嚯娐??？蓮V泛應(yīng)用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng)程序操縱系統(tǒng)及在各種生產(chǎn)工藝過程的自動(dòng)操縱系統(tǒng)中起時(shí)刻操縱作用，它具有定時(shí)精度高、延時(shí)時(shí)刻長(zhǎng)、調(diào)劑方便等優(yōu)點(diǎn)，通常還帶有數(shù)碼輸入、數(shù)字顯示等功能，應(yīng)用范疇廣。在操縱中常用的中間繼電器通常用作繼電操縱，信號(hào)傳輸和隔離放大等用途。此外還有電流繼電器用來限制電流、電壓繼電器用來操縱電壓、靜態(tài)電壓繼電器、相序電壓繼電器、相序電壓差繼電器、頻率繼電器、功率方向繼電器、差動(dòng)繼電器、接地繼電器、電動(dòng)機(jī)愛護(hù)繼電器等等。正是有了這些不同類型的繼電器，我們才有可能對(duì)不同的物理量作出操縱，完成一個(gè)完整的操縱系統(tǒng)。除了傳統(tǒng)的繼電器之外，繼電器的技術(shù)還應(yīng)用在其他的方面，比如說電機(jī)智能愛護(hù)器是依照三相交流電動(dòng)機(jī)的工作原理，分析導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞的要緊緣故研制的，它是一種設(shè)計(jì)專門，工作可靠的多功能愛護(hù)器，在故障顯現(xiàn)時(shí)，能及時(shí)切斷電源，便于實(shí)現(xiàn)電機(jī)的檢修與愛護(hù)，該產(chǎn)品具有缺恩愛護(hù)，短路、過載愛護(hù)功能，適用于各類交流電動(dòng)機(jī)，開關(guān)柜，配電箱等電器設(shè)備的安全愛護(hù)和限電操縱，是各類電器設(shè)備設(shè)計(jì)安裝的優(yōu)選配套產(chǎn)品。當(dāng)定時(shí)時(shí)刻到了，壓電喇叭則發(fā)出一陣聲響，時(shí)刻到時(shí)發(fā)出一陣聲響，按下K4鍵能夠停止聲響。也能夠啟動(dòng)繼電器，由繼電器能夠操縱放音機(jī)。2.6按鍵部分按鍵設(shè)定部分比較簡(jiǎn)單，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)按鍵少，因此在設(shè)計(jì)上采納了獨(dú)立按鍵方式，程序的編制上也采納了簡(jiǎn)單的掃描方式。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動(dòng)，表示程序開始執(zhí)行，七段顯示器顯示“0000”，按下操作鍵K1-K4動(dòng)作如下：操作鍵K1:設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)刻。操作鍵K2:顯示鬧鈴設(shè)置時(shí)刻。操作鍵K3:設(shè)置鬧鈴時(shí)刻。操作鍵K4：鬧鈴ON/OFF設(shè)置，設(shè)為ON時(shí)連續(xù)3次發(fā)出嘩的一聲，設(shè)為OFF時(shí)發(fā)出嘩的一聲。設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)刻或是鬧鈴時(shí)刻設(shè)置如下：操作鍵K1:設(shè)整時(shí)。操作鍵K2:設(shè)整分。操作鍵K3:設(shè)置完成。3軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)作息時(shí)刻操縱的動(dòng)作利用時(shí)刻計(jì)時(shí)處理來做秒計(jì)數(shù)，當(dāng)所設(shè)置的時(shí)刻到了，則發(fā)出一陣聲響，啟動(dòng)繼電器，由繼電器能夠操縱放音機(jī)開啟或關(guān)閉。單片機(jī)定時(shí)器負(fù)責(zé)定時(shí)的計(jì)數(shù)，可不能因?yàn)榘存I處理而中斷時(shí)刻秒數(shù)的增加。時(shí)，分，秒數(shù)據(jù)是存在變量?jī)?nèi)并寫入七段顯示器的緩沖區(qū)內(nèi)，而由顯示器掃描程序中定時(shí)掃描而顯示出時(shí)刻。3.1主程序設(shè)計(jì)在主控程序循環(huán)中要緊工作為掃描是否有按鍵，若有按鍵則應(yīng)做相應(yīng)的功能處理，同時(shí)也掃描顯示器顯示時(shí)刻數(shù)據(jù)，并檢查所設(shè)置的時(shí)刻是否到了，圖3.1為主程序操縱的工作流程。時(shí)刻計(jì)時(shí)處理程序是等過了1S后，則更新時(shí)刻數(shù)據(jù)，將最新的時(shí)，分，秒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并顯示在七段顯示器上。程序中是如此判定是否過了1S的：設(shè)置一個(gè)變量是1S，當(dāng)新的變量和設(shè)置的變量不一樣時(shí)，則表示已過了1S，要做相關(guān)程序時(shí)刻處理了。圖3-1主程序操縱的工作流程3.2子程序設(shè)計(jì)要緊操縱子程序說明如下：（1） T0_INT：定時(shí)器0計(jì)時(shí)中斷程序每隔5ms中斷一次。（2） DELAY:延時(shí)子程序。（3） DELAY1：操縱七段顯示器延時(shí)時(shí)刻。（4） LED_BL：工作LED閃動(dòng)操縱。（5） SCAN1：七段顯示器掃描一遍。（6） LOAD_DATA:加載七段顯示器顯示數(shù)據(jù)“0”。（7） INIT:初始化操縱變量。（8） INIT_TIMER:初始化定時(shí)器接口，使用定時(shí)器0模式0計(jì)時(shí)。（9） TIME_PRO:更新時(shí)分秒數(shù)據(jù)。（10） CONV1：將分及秒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為七段顯示器顯示數(shù)據(jù)并寫入顯示內(nèi)存內(nèi)。（11） CONV:將時(shí)及分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為七段顯示器顯示數(shù)據(jù)并寫入顯示內(nèi)存內(nèi)。（12） SET_TIME:設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)刻包括小時(shí)及分鐘。（13） TIME_OUT：過了1S后則更新時(shí)刻并檢查定時(shí)時(shí)刻是否到了。（14） LOOK_ATIME:查看已設(shè)置的定時(shí)時(shí)刻。（15） CONVA：轉(zhuǎn)換定時(shí)時(shí)刻時(shí)分?jǐn)?shù)據(jù)為七段顯示器顯示數(shù)據(jù)并寫入顯示內(nèi)存。（16） SET_ATIME:設(shè)置定時(shí)時(shí)刻。子程序流程圖如下：子程序入口圖3-2子程序流程圖3.2.1時(shí)刻作息程序程序如下:ORG0000HLJMPMAINORGLJMP000BHCTCOMAIN：MOVTMOD，#11HMOVTH0，#30HMOVTL0，#0B0HMOV50H，#00HMOV51H，#00HMOV52H，#00HMOV47H，#00HMOVP3，#00HMOVR7，#20ORLIE，#82HSETBPT0SETBTR0W1：LCALLTIMELCALLPTDSLCALLDISPLAYLCALLANJIANLJMPW1顯示子程序：DISPLAY：MOVR0，#30HMOVR3，#01HMOVDPTR，#TABN1：MOVA，@R0MOVCA，@A+DPTRMOVP0，AMOVP1，R3LCALLDEALYMOVA，R3

JBACC.5,BACK1RLAMOVR3，AINCR0LJMPN1BACK1：RET送數(shù)子程序:延時(shí)子程序:PTDS：MOV送數(shù)子程序:延時(shí)子程序:PTDS：MOVR0，#30HMOVR1，#50HMOVR2，#03HNEXT：MOVA，@R1ANLA，#0FHMOV@R0，AINCR0MOVA，@R1SWAPAANLA，#0FHMOV@R0，AINCR1INCR0DJNZR2，NEXTRETDEALY：MOVR5，#05LOOP2:MOVR6，#00HDJNZR6，$DJNZR5，LOOP2RETTAB：DB3FH，06H，5BH，4FH，66H中斷服務(wù)程序:DB6DH，7DH，07H，7FH，6FH中斷服務(wù)程序:CTCO：PUSHACCPUSHPSWDJNZR7，BACKMOVR7,#20LCALLDSHMOVR1,#50HNEXT1：MOVA,@R1ADDA，#01HDAAMOV@R1，ACJNER1，#52H，NEXT2CJNEA，#24H，BACKMOV@R1，#00HLJMPBACKNEXT2：CJNEA，#60H，BACKMOV@R1，#00HINCR1LJMPNEXT1BACK：MOVTH0，#3CHMOVTL0，#0B0HPOPPSWPOPACCRETI查定時(shí)子程序：DSH：MOV45H，#02HMOV46H，#00HMOVR4，#00HMOVA，R4MOVA，50HJNZL6MOV47H，#00HL6：MOVA，47HCJNEA，#14H，L3LJMPL4L3：MOV60H，A（R4）MOVR1，#51HL2：MOVA，R4MOV40H,@R1ADDA,#113HMOVCA,@A+PCCJNEA,40H,L1INCR1INCR4DJNZ45H,L2INC47HLJMPL4L1：MOV45H，#02HMOVA，60HADDA，#02HMOVR4,ADJNZ46H，L3L4：RETDB3FH，06H，5BH，4FH，66HDB6DH，7DH，07H，7FH，6FHTIME：MOVA，47HJZBACK2CJNEA，#14H，L5CLRP3.0LJMPBACK2L5：MOVTH1，#0EEHMOVTL1，#0EEHSETBTR1JNBTF1，$CLRTF1CPLP3.0BACK2：RET按鍵程序：ANJIAN：JBP3.1，LL2LCALLDEALYJBP3.1，ANJIANWWW：JNBP3.1，WWW

CPLTR0LJMPANJIANLL2：JBP3.2,LL3LCALLDEALYJBP3.2,LL2NNN：JNBP3.2,NNNINC51HMOVA，51HCJNEA，#60H，ANJIANMOV51H，#00HLL3：JBP3.3，LL1LCALLDEALYJBP3.2，LL2NNN1：JNBP3.2，NNN1INC52MOVA，52CJNEA，#24ANJIANMOV52，#00HLL1：RET圖3-3定時(shí)及中斷子程序返回R2是否為0?緩沖區(qū)地址指針加1低四位送入顯示緩沖高四位送入顯示緩沖緩沖區(qū)地址指針加1取數(shù)子程序返回R2是否為0?緩沖區(qū)地址指針加1低四位送入顯示緩沖高四位送入顯示緩沖緩沖區(qū)地址指針加1取數(shù)地址指針初始取數(shù)軟件計(jì)數(shù)器初4調(diào)試部分調(diào)試是一項(xiàng)專門復(fù)雜而龐大的工程，它占了整