c51課程設(shè)計(jì)報(bào)告電子鐘

.z基于單片機(jī)的電子鐘的設(shè)計(jì)學(xué)院：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：小組成員：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：第一章緒論1.1數(shù)字電子鐘的背景20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的開(kāi)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的開(kāi)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是則珍貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向開(kāi)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面開(kāi)展。下面是單片機(jī)的主要開(kāi)展趨勢(shì)。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(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大局部功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)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。單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。1.2數(shù)字電子鐘的意義數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì).時(shí),分,秒.數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,廣泛用于個(gè)人家庭,車站,碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的開(kāi)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表,鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)播送、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為根底的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。1.3數(shù)字電子鐘的應(yīng)用數(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(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的開(kāi)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。第二章整體設(shè)計(jì)方案2.1單片機(jī)的選擇單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的根本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、3代的開(kāi)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng)I/O功能及較好的構(gòu)造兼容性方向開(kāi)展。其開(kāi)展趨勢(shì)不外乎以下幾個(gè)方面：1、多功能單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲(chǔ)器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比方A/D、PWM、PCA〔可編程計(jì)數(shù)器陣列〕、WDT〔監(jiān)視定時(shí)器看家狗〕、高速I/O口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比擬邏輯等。有的單片機(jī)針對(duì)*一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)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、SMARTCARD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(dòng)器也開(kāi)場(chǎng)集成在8位單片機(jī)中。2、高效率和高性能為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開(kāi)場(chǎng)使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)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。由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開(kāi)場(chǎng)使用高級(jí)語(yǔ)言〔如C語(yǔ)言〕來(lái)開(kāi)發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開(kāi)發(fā)難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改良和擴(kuò)大功能。3、低電壓和低功耗單片機(jī)的嵌入式應(yīng)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(jī)可以在更低的電壓下工作〔1.2V或0.9V〕，功耗已經(jīng)降低到uA級(jí)。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長(zhǎng)的時(shí)間。4、低價(jià)格單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來(lái)的直接好處就是本錢的降低。目前世界各大公司為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià)格。下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)。〔1〕家用電器領(lǐng)域用單片機(jī)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(jī)、空調(diào)、冰箱、微波爐、和電視機(jī)等〕功能更完善，更加智能化和易于使用?！?〕辦公自動(dòng)化領(lǐng)域單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的鍵盤、磁盤驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、機(jī)和機(jī)等。〔3〕商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)局部與家用和辦公應(yīng)用系統(tǒng)相似，但更加注重設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和平安性。商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計(jì)量?jī)x器、收款機(jī)、條形碼閱讀器、平安監(jiān)測(cè)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(jī)構(gòu)成的專用系統(tǒng)。與通用計(jì)算機(jī)相比，這些系統(tǒng)由于比擬封閉，可以更有效地防止病毒和電磁干擾等，可靠性更高?！?〕工業(yè)自動(dòng)化在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)?！?〕智能儀表與集成智能傳感器目前在各種電氣測(cè)量?jī)x表中普遍采用了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)，使得測(cè)量系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查詢及聯(lián)網(wǎng)等智能功能。將單片機(jī)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(jìn)一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號(hào)，可以遠(yuǎn)距離傳輸并與計(jì)算機(jī)接口。〔6〕現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)等。這些領(lǐng)域?qū)w積、功耗、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的要求往往比商用系統(tǒng)還要高，因此采用單片機(jī)系統(tǒng)更加重要。目前，我國(guó)生產(chǎn)很多型號(hào)的單片機(jī)，在此，我們采用型號(hào)為STC89C52的單片機(jī)。因?yàn)椋?/p>

STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-52指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52提供了高性價(jià)比的解決方案。

STC89C52是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出〔I/O〕端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，STC89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)展編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)本錢。2.2單片機(jī)的根本構(gòu)造MCS-52單片機(jī)內(nèi)部構(gòu)造

8052單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(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(shuō)明：中央處理器：

中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)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(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)

8052內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用存放器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用存放器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能，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(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖2-1單片機(jī)8052的內(nèi)部構(gòu)造程序存儲(chǔ)器(ROM)：8052共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8052有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I/O)口：8052共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8052內(nèi)置一個(gè)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(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8052具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。時(shí)鐘電路：8052內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8052單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的構(gòu)造有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)構(gòu)造，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的構(gòu)造，即普林斯頓(Princeton)構(gòu)造。INTEL的MCS-52系列單片機(jī)采用的是哈佛構(gòu)造的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓構(gòu)造。下列圖是MCS-52系列單片機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。圖2-2MCS-52系列單片機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造MCS-52的引腳說(shuō)明：MCS-52系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP構(gòu)造，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：MCS-51的引腳說(shuō)明：MCS-52系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP構(gòu)造，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明：圖2-3單片機(jī)的引腳圖Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8052通電，時(shí)鐘電路開(kāi)場(chǎng)工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫(xiě)入07H，其它專用存放器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM〔包括工作存放器R0-R7〕的狀態(tài)，8052的初始態(tài)。8051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下列圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不喪失。圖2-4上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖圖2-5內(nèi)部和外部時(shí)鐘方式圖Pin30:ALE/當(dāng)外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin29:當(dāng)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，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(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò)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(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。第三章數(shù)字鐘的硬件設(shè)計(jì)3.1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)造圖單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由電源、復(fù)位、晶振、/EA=1組成，下面介紹一下每一個(gè)組成局部。1.電源引腳Vcc40電源端GND20接地端工作電壓為5V，另有AT89LV51工作電壓則是2.7-6V,引腳功能一樣。2.外接晶體引腳圖3-2晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖*TAL119*TAL218*TAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，*TAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到*TAL1，而*TAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)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(shí)鐘電路設(shè)計(jì)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(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳*TAL1和*TAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反應(yīng)元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)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，接在放大器的反應(yīng)回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的上下、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(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22μF。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)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。3.復(fù)位RST9在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期〔24個(gè)振蕩周期〕以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能存放器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開(kāi)場(chǎng)運(yùn)行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用6MHz時(shí)，C取22μF，Rs約為200Ω，Rk約為1K。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部RAM有所影響。常用的復(fù)位電路如下列圖所示：圖3-3常用復(fù)位電路圖4.輸入輸出引腳(1)P0端口[P0.0-P0.7]P0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口，端口置1〔對(duì)端口寫(xiě)1〕時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。(2)P1端口[P1.0－P1.7]P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8位地址信息。(3)P2端口[P2.0－P2.7]P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。在外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。(4)P3端口[P3.0－P3.7]P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專門功能，具體請(qǐng)看下表。P3引腳兼用功能P3.0串行通訊輸入〔R*D〕P3.1串行通訊輸出〔T*D〕P3.2外部中斷0〔INT0〕P3.3外部中斷1〔INT1〕P3.4定時(shí)器0輸入(T0)P3.5定時(shí)器1輸入(T1)P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通WRP3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通RD表3-1P3端口引腳兼用功能表3.2LED顯示電路顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)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，如下列圖所示。圖3-4LED顯示器的符號(hào)圖發(fā)光二極管〔LED〕由特殊的半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷砷化鎵等制成，可以單獨(dú)使用，也可以組裝成分段式或點(diǎn)陣式LED顯示器件〔半導(dǎo)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(gè)發(fā)光二極管。外加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)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(hào)。LED數(shù)碼管有共陽(yáng)、共陰之分。圖是共陽(yáng)式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和符號(hào).圖3-5共陽(yáng)式、共陰式LED數(shù)碼管的原理圖和數(shù)碼管的符號(hào)圖顯示電路顯示模塊需要實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間,即時(shí)、分、秒，因此需要6個(gè)數(shù)碼管，另需兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示橫。采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示時(shí)間，硬件連接如下列圖所示，時(shí)的十位和個(gè)位分別顯示在第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)碼管，分的十位和個(gè)位分別顯示在第四個(gè)和第五個(gè)數(shù)碼管，秒的十位和個(gè)位分別顯示在第七個(gè)和第八個(gè)數(shù)碼管，其余數(shù)碼管顯示橫線。LED顯示器的顯示控制方式按驅(qū)動(dòng)方式可分成靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。對(duì)于多位LED顯示器，通常都是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)展顯示，其硬件連接方式如下列圖所示。圖3-6數(shù)碼管的硬件連接示意圖數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電流：靜態(tài)：總電流80mA〔每段10mA〕；動(dòng)態(tài)：平均電流4-5mA峰值電流100mA數(shù)碼管使用考前須知說(shuō)明：〔１〕數(shù)碼管外表不要用手觸摸，不要用手去弄引角；〔２〕焊接溫度：２６０度；焊接時(shí)間：５Ｓ〔３〕外表有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來(lái)。時(shí)鐘顯示校正電路本設(shè)計(jì)利用按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)校正時(shí)鐘顯示的數(shù)字。當(dāng)按鈕按下時(shí)，將在相應(yīng)的端口輸入一個(gè)低電平，通過(guò)相應(yīng)的程序來(lái)改變時(shí)鐘顯示。其中S1按鍵開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇要修改的數(shù)字；S2按鍵用來(lái)增加所選數(shù)字的數(shù)值；S3按鍵用來(lái)減少所選數(shù)字的數(shù)值。6、蜂鳴器電路電路接法：三極管選定PNP型，基極B連接5V電壓，發(fā)射極E連接一個(gè)1K左右的電阻后接I/O口，集電極C連接蜂鳴器后接地。單片機(jī)在復(fù)位后的個(gè)I/O口是高電平，此時(shí)三極管是截止的，編寫(xiě)程序使選定的I/O為低電平，此時(shí)三極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后蜂鳴器與電源正極連通，構(gòu)成一個(gè)工作回路，從而發(fā)出滴滴的響聲。其中電阻R1在電路里起分壓限流的作用，PNP三極管起到模擬開(kāi)關(guān)的作用。7、外接電源電路外接電源電路用于連接外部5V電源與電子時(shí)鐘電路，通過(guò)自鎖開(kāi)關(guān)控制電路的導(dǎo)通與斷開(kāi)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路導(dǎo)通，外部電源給電路正常供電，電子時(shí)鐘正常工作。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電路停頓工作。8、總電路原理圖〔五〕軟件局部根據(jù)上述電子時(shí)鐘的工作流程，軟件設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)功能模塊：〔1〕主程序模塊。主程序主要用于系統(tǒng)初始化：設(shè)置計(jì)時(shí)緩沖區(qū)的位置及初值，設(shè)置8155的工作方式、定時(shí)器的工作方式和計(jì)數(shù)初值等參數(shù)。主程序流程如下列圖所示。開(kāi)場(chǎng)定義堆棧區(qū)T0、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、標(biāo)志位初始化調(diào)用鍵盤掃描程序否是C/R鍵.是地址指針指向計(jì)時(shí)緩沖區(qū)調(diào)用時(shí)間設(shè)置程序主程序流程圖〔2〕計(jì)時(shí)模塊。即定時(shí)器0中斷子程序，完成刷新計(jì)時(shí)緩沖區(qū)的功能。系統(tǒng)使用6MHz的晶振，假設(shè)定時(shí)器0工作在方式1，則定時(shí)器的最大定時(shí)時(shí)間為65.536ms，這個(gè)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1s。因此本系統(tǒng)采用定時(shí)器與軟件循環(huán)相結(jié)合的定時(shí)方法。設(shè)定時(shí)器0工作在方式1，每隔50ms溢出中斷一次，則循環(huán)中斷20次延時(shí)時(shí)間是1s，上述過(guò)程重復(fù)60次為1分，分計(jì)時(shí)60次為1小時(shí)，小時(shí)計(jì)時(shí)24次則時(shí)間重新回到00：00：00。因定時(shí)器0工作在方式1，則50ms定時(shí)對(duì)應(yīng)的定時(shí)器初值為：65536－50ms/2us=40536=9E58H，即TH0=9EH，TH0=58H。但應(yīng)當(dāng)指出：CPU從響應(yīng)T0中斷到完成定時(shí)器初值重裝這段時(shí)間，定時(shí)器T0并不停頓工作，而是繼續(xù)計(jì)數(shù)。因此，為了確保T0能準(zhǔn)確定時(shí)50ms，重裝的定時(shí)器初值必須加以修正，修正的定時(shí)器初值必須考慮到從原定時(shí)器初值中扣除計(jì)數(shù)器多計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)。由于定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期恰好和機(jī)器周期吻合，因此修正量等于CPU從響應(yīng)中斷到重裝完TL0為止所用的機(jī)器周期數(shù)。CPU響應(yīng)中斷通常要3~8個(gè)機(jī)器周期。經(jīng)過(guò)測(cè)試，定時(shí)器0重裝的計(jì)數(shù)初值設(shè)為9E5FH~9E67H，可以滿足精度要求。另外，MCS-51單片機(jī)只有二進(jìn)制加法指令，而時(shí)間是按十進(jìn)制遞增，因此用加法指令后必須進(jìn)展二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。計(jì)時(shí)模塊流程圖如下列圖所示。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)重裝定時(shí)器初值循環(huán)次數(shù)減1否滿20次.是秒單元加1否60s到.是秒單元清0，分單元加1否60分到.是分單元清0，時(shí)單元加1否24小時(shí)到.是時(shí)單元清0恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回計(jì)時(shí)模塊流程圖〔3〕時(shí)間設(shè)置模塊。該模塊由鍵盤輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。程序通過(guò)調(diào)用一個(gè)鍵盤設(shè)置子程序通過(guò)鍵盤掃描將鍵入的6位時(shí)間值送入顯示緩沖區(qū)。設(shè)置時(shí)間后，時(shí)鐘要從這個(gè)時(shí)間開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)，而時(shí)分秒單元各占一個(gè)字節(jié)，鍵盤占6個(gè)字節(jié)。因此程序中要調(diào)用一個(gè)合字子程序?qū)@示緩沖區(qū)中的6位BCD碼合并為3位壓縮BCD碼，并送入計(jì)時(shí)緩沖區(qū)，作為當(dāng)前計(jì)時(shí)起始時(shí)間。該程序同時(shí)要檢測(cè)輸入時(shí)間值的合法性，假設(shè)鍵盤輸入的小時(shí)值大于23，分、秒值大于59，則不合法，將取消本次設(shè)置，清零重新開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)。時(shí)間設(shè)置和鍵盤設(shè)置子程序的流程圖如下列圖所示。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)用鍵盤設(shè)置子程序KETIN調(diào)用合字子程序B恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回時(shí)間設(shè)置流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)顯示緩沖區(qū)首地址送R0鍵盤輸入次數(shù)送R7調(diào)用鍵盤掃描程序KEYSCAN鍵號(hào)送R0顯示緩沖區(qū)地址加1循環(huán)次數(shù)減1否循環(huán)完畢.是恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回鍵盤設(shè)置子程序流程圖〔4〕顯示模塊。該模塊完成時(shí)分秒6位LED的動(dòng)態(tài)顯示。因?yàn)轱@示為6位，二計(jì)時(shí)是3個(gè)字節(jié)單元，為此，必須將3字節(jié)計(jì)時(shí)緩沖區(qū)中的時(shí)分秒壓縮BCD碼拆分為6字節(jié)BCD碼，并送入顯示緩沖區(qū)中。當(dāng)按下調(diào)整時(shí)間鍵后，在6位設(shè)置完成之前，這6個(gè)LED應(yīng)該顯示鍵人的數(shù)據(jù)，不顯示當(dāng)前的時(shí)間。為此，我們?cè)O(shè)置了一個(gè)計(jì)時(shí)顯示允許標(biāo)志位F0，在時(shí)間設(shè)置期間F0=1，不調(diào)用刷新顯示緩沖區(qū)的子程序。顯示程序流程圖如下列圖所示。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)否允許顯示.調(diào)用拆字程序是動(dòng)態(tài)掃描顯示返回顯示程序流程圖掃描鍵盤否調(diào)用顯示程序有鍵按下.是調(diào)用顯示程序否有鍵按下.是求取鍵號(hào)返回鍵盤掃描程序流程圖程序：*include<reg52.h>unsignedcharcodedispcode[]={0*3f,0*06,0*5b,0*4f, 0*66,0*6d,0*7d,0*07, 0*7f,0*6f,0*77,0*7c, 0*39,0*5e,0*79,0*71,0*00};unsignedchardispbitcode[]={0*fe,0*fd,0*fb,0*f7, 0*ef,0*df,0*bf,0*7f};unsignedchardispbuf[8]={0,0,16,0,0,16,0,0};unsignedchardispbitt;unsignedcharsecond;unsignedcharminite;unsignedcharhour;unsignedinttt;unsignedcharmstt;unsignedchari,j;sbitP3_0=P3^0;sbitP3_1=P3^1;sbitP3_2=P3^2;voidmain(void){ P2=0*00; TMOD=0*02; TH0=0*06; TL0=0*06; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1) { if(P3_0==0) { for(i=5;i!=0;i--) for(j=248;j!=0;j--); if(P3_0==0) { second++; if(second==60) { econd=0; } dispbuf[0]=second%10; dispbuf[1]=second/10; while(P3_0==0); } } if(P3_1==0) { for(i=5;i!=0;i--) for(j=248;j!=0;j--); if(P3_1==0) { minite++; if(minite==60) { minite=0;