畢業(yè)論文-LED顯示電子鐘

重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書設(shè)計(jì)(論文)題目單片機(jī)時(shí)鐘顯示學(xué)生姓名系別電子信息工程系專業(yè)通信工程班級(jí)01110708指導(dǎo)教師王軍職稱高工聯(lián)系電話指導(dǎo)教師所在單位重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院主要研究?jī)?nèi)容、方法和要求主要研究?jī)?nèi)容：利用單片機(jī)與外圍電路實(shí)現(xiàn)四位（時(shí)分）時(shí)鐘顯示要求：利用protel實(shí)現(xiàn)原理圖和PCB設(shè)計(jì)給出元器件匯總表畫出軟件流程圖給出編譯通過(guò)的原代碼（包括注釋）進(jìn)度計(jì)劃4月16日到4月20日畫出原理圖和PCB設(shè)計(jì)4月21日到4月23日給出元器件匯總表4月24日到4月26日畫出軟件流程圖4月27日到5月1日給出初稿主要參考文獻(xiàn)[1]張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用接口技術(shù).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.1[2]何利民單片機(jī)高級(jí)教程.北京：航空航天大學(xué)出版社，2000.8[3]謝維成單片機(jī)原理與應(yīng)用與51程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2006.8指導(dǎo)教師簽字：年月日教研室主任簽字：年月日備注：此任務(wù)書于第一學(xué)期第十六周前各系發(fā)放給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師填寫完整后于下學(xué)期第一周內(nèi)交回各系，由各系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并組織學(xué)生于第二周進(jìn)行選題，確定選題后，交至輔導(dǎo)員于第三周發(fā)放給學(xué)生。畢業(yè)設(shè)計(jì)于第四周開始進(jìn)行。摘要隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，以與移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，單片機(jī)從4位、8位、16位到32位，其發(fā)展歷程一直受到廣大電子愛好者的極大關(guān)注。單片機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)大，價(jià)格卻不斷下降的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑成為嵌入式系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的首選，同時(shí)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大也使得更多人加入到基于單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)行列中，推動(dòng)著單片機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)步。然而傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)除了需要購(gòu)置諸如仿真器、編程器、示波器等價(jià)格不菲的電子設(shè)備外，開發(fā)過(guò)程也較繁瑣。來(lái)自Altium公司的Protel軟件很好地詮釋了利用現(xiàn)代EDA工具方便快捷開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。它包括設(shè)計(jì)流程、集成化PCB設(shè)計(jì)、可編程器件（如FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開發(fā)功能，在PC機(jī)上就能實(shí)現(xiàn)原理圖電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證以與形成PCB文件的完整嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)過(guò)程。單片機(jī)在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，人們對(duì)數(shù)字鐘的功能與工作順序都非常熟悉。但是卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以與工作原理。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過(guò)它實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來(lái)。通過(guò)鍵盤可以進(jìn)行校時(shí)、定時(shí)等功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù)。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)等功能的數(shù)字時(shí)鐘，是以單片機(jī)AT89C51為核心元件同時(shí)采用LED動(dòng)態(tài)顯示“時(shí)”，“分”，“秒”的現(xiàn)代計(jì)時(shí)裝置。與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)精確,顯示直觀等特點(diǎn)。同時(shí)本文還對(duì)兩種不同的單片機(jī)時(shí)鐘顯示方案進(jìn)行了比較，通過(guò)比較，LED方案在實(shí)現(xiàn)難易程度、體積、節(jié)能、成本等方面明顯優(yōu)于LCD方案；因此，LED方案可用于大規(guī)模批量化生產(chǎn)當(dāng)中。關(guān)鍵詞：數(shù)字電子鐘；單片機(jī)；AT89C51；LED；LCD；

AbstractWiththerapiddevelopmentofsemiconductortechnology,andmobilecommunication,networktechnology,multimediatechnologyintheapplicationoftheembeddedsystemdesign,fromfour,eightmicrocontrollerbits,16to32bit,itsdevelopmentprocesshasbeenreceivedbytheelectronicloversenormousattention.Single-chipfunctionmoreandmorepowerful,theadvantageoffallingpriceshaveundoubtedlybecomeembeddedsystemdesign,andmicrocomputerapplicationfieldspreferredtheexpandingalsomakesmorepeopletojointheranksofdevelopmentbasedonsingle-chipmicrocomputersystem,pushthemicrocontrollertechnologyinnovationadvances.However,thetraditionalsingle-chipmicrocomputersystemdevelopmentinadditiontoneedtopurchasesuchassimulators,programmer,oscilloscopeetcexpensiveelectronicequipmentoutside,thedevelopmentprocessismorecomplicated.ThecompanyfromAltiumProtelsoftwareisverygoodtointerpretthemodernEDAtoolsusingSCMsystem,convenientdevelopmentofadvantage.Itincludesthedesignprocess,integrationPCBdesign,programmabledevices(suchastheFPGA)designandprocessorbaseddesignofembeddedsoftwaredevelopmentfunction,inthePCcanachieveprinciplediagramcircuitdesign,circuitanalysisandsimulation,asinglechipmicrocomputercodeleveladjustmentandsimulation,systemtestandfunctionofverifiedandformingPCBfileembeddedsystemsdesignandr&dcompleteprocess.Microcomputerintheapplicationofmulti-functiondigitalclockalreadyisverycommon,peopleonadigitalclockfunctionandworkingorderareveryfamiliar.Butfewknowitsinternalstructureandworkingprinciple.Bysinglechipmicrocomputerasadigitalclockcorecontrollercanachievetimingfunction,throughwhichthetimedataSCMoutputs,usingmonitorsdisplayed.Throughthekeyboardcanbereset,timing,andotherfunctions.OutputdevicesmonitorcanuseLCDtechnologyanddigitaltubedisplaytechnology.Thisdesignusingthemicrocomputertimer,resetwithfunctionsofdigitalclock,basedonsingle-chipmicrocomputerAT89C51asthecorecomponentandusingLEDwhendynamicdisplay",""points","seconds"moderntimingdevice.Comparedwiththetraditionalmechanicalwatch,itisaccurate,showintuitionalwhenetc..Meanwhile,thisarticlealsototwodifferentmicrocontrollerclockdisplayschemesarecompared,throughcomparing,LEDtherealizationschemedegreeofdifficulty,volume,energysaving,costetc.obviouslybetterthanLCDplan;Therefore,theLEDschemescanamongbatchforlarge-scaleproduction.Keywords:Digitalelectricclock;SCM;AT89C51;LED;LCD;目錄TOC\o"1-3"\h\u重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 I第一章前言 11.1系統(tǒng)功能 11.2基本參數(shù) 11.3注意事項(xiàng) 1第二章模塊特性簡(jiǎn)介 22.1AT89C51單片機(jī) 22.2LED簡(jiǎn)介 32.2.1LED優(yōu)勢(shì) 32.2.2LED顯示屏 32.3系統(tǒng)總體方案介紹 4第三章硬件電路設(shè)計(jì) 53.2Protel電路圖設(shè)計(jì)與印制電路板（PCB板） 5第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 74.1軟件的結(jié)構(gòu) 74.2概述 74.2.1主程序 74.2.2調(diào)時(shí)程序 84.2.3LED顯示模組顯示數(shù)字 8第五章程序設(shè)計(jì) 105.1程序預(yù)覽 10第六章方案1與方案2的比較 166.1方案2的簡(jiǎn)介 166.2方案間的對(duì)比 24結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 26致謝 27附錄1主要元器件清單 28附錄2外文原文 29+ 35附錄3外文翻譯 36第一章前言1.1系統(tǒng)功能此課程設(shè)計(jì)要求用單片機(jī)AT89C51定時(shí)功能，中斷系統(tǒng)，按鍵與LED數(shù)碼管顯示，設(shè)計(jì)一個(gè)能顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字時(shí)鐘。數(shù)字時(shí)鐘通過(guò)數(shù)碼管顯示，使用按鍵開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)功能。1.2基本參數(shù)1.工作電壓：4.5V；2.時(shí)間采用24小時(shí)制。1.3注意事項(xiàng)1.在接通電源時(shí)注意正負(fù)極，否則容易燒壞芯片；2．在印制電路板上的焊接元器件前要認(rèn)真對(duì)照原理圖，仔細(xì)查看印制電路板，找到對(duì)應(yīng)的元器件功能區(qū)；3．在電源測(cè)試期間請(qǐng)勿將單片機(jī)芯片插入座中，以免電源部分有問(wèn)題造成芯片燒壞。注：以下視我的設(shè)計(jì)為方案1。第二章模塊特性簡(jiǎn)介2.1AT89C51單片機(jī)89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。圖2-189C51引腳圖89C51芯片的引腳功能為：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)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(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，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(shí)，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(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。2.2LED簡(jiǎn)介在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。2.2.1LED優(yōu)勢(shì)資料顯示，LED光源比白熾燈節(jié)電87%、比熒光燈節(jié)電50%，而壽命比白熾燈長(zhǎng)20~30倍、比熒光燈長(zhǎng)10倍。LED光源因具有節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、安全、響應(yīng)快、體積小、色彩豐富、可控等系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是節(jié)電降能耗的最佳實(shí)現(xiàn)途徑。2.2.2LED顯示屏LED顯示屏（LEDpanel）：LED就是lightemittingdiode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡(jiǎn)稱LED。它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。2.3系統(tǒng)總體方案介紹電腦鐘的原理框圖如圖1所示。它由以下幾個(gè)部件組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)89C51、電源、時(shí)分顯示部件。時(shí)分顯示采用動(dòng)態(tài)掃描，以降低對(duì)單片機(jī)端口數(shù)的要求，同時(shí)也降低系統(tǒng)的功耗。時(shí)分顯示模塊以與顯示驅(qū)動(dòng)都通過(guò)89C51的I/O口控制。電源部分：電源部分有二部分組成。一部分是由220V的市電通過(guò)變壓、整流穩(wěn)壓來(lái)得到+5V電壓，維持系統(tǒng)的正常工作。圖2-2電子鐘系統(tǒng)原理框圖第三章硬件電路設(shè)計(jì)3.2Protel電路圖設(shè)計(jì)與印制電路板（PCB板）早期的PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在DOS環(huán)境，對(duì)硬件的要求很低，在無(wú)硬盤286機(jī)的1M內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的PROTEL已發(fā)展到PROTEL99（網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板），是個(gè)龐大的EDA軟件，完全安裝有200多M，它工作在WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100％布通率。以下是單片機(jī)時(shí)鐘顯示的系統(tǒng)原理圖：圖3-1Protel中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理圖印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為根據(jù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要考慮外部連接的布局。內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局。金屬連線和通孔的優(yōu)化布局。電磁保護(hù)。熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡(jiǎn)單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計(jì)需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)實(shí)現(xiàn)。以下是PCB板圖： 圖3-2PCB板第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件的結(jié)構(gòu)4.2概述本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序、調(diào)試程序和LED顯示三大模塊。下面對(duì)部分模塊作介紹。4.2.1主程序主程序的功能是完成系統(tǒng)的初始化，程序流程如圖5所示。定時(shí)器初始化，開定時(shí)器定時(shí)器初始化，開定時(shí)器暫停/啟動(dòng)時(shí)鍵按下分鍵按下秒鍵按下二次按下一次按下時(shí)鐘啟動(dòng)時(shí)鐘暫停時(shí)位加1分位加1秒位清零初始化顯示顯示時(shí)間結(jié)束圖4-1系統(tǒng)主程序流程圖4.2.2調(diào)時(shí)程序給三個(gè)按鍵，當(dāng)P2.0口的按鍵T/R按下，則進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)，按S按鍵，時(shí)加1；按F按鍵，分加1；按M按鍵，秒清零。再按T/R按鍵則退出調(diào)時(shí)功能，進(jìn)行正常計(jì)數(shù)運(yùn)行。4.2.3LED顯示模組顯示數(shù)字由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容較簡(jiǎn)單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟(jì)。LED有共陰極和共陽(yáng)極兩種。如圖6所示。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽(yáng)極則將發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，接入+5V的電壓。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆劃（段）a～g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段LED不被損壞，需外加限流電阻。圖4-2LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理圖眾所周知，LED顯示數(shù)碼管通常由硬件7段譯碼集成電路，完成從數(shù)字到顯示碼的譯碼驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)采用軟件譯碼，以減小體積，降低成本和功耗，軟件譯碼的另一優(yōu)勢(shì)還在于比硬件譯碼有更大的靈活性。所謂軟件譯碼，即由單片機(jī)軟件完成從數(shù)字到顯示碼的轉(zhuǎn)換。從LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理可知，為了顯示字符，要為L(zhǎng)ED顯示數(shù)碼管提供顯示段碼，組成一個(gè)“8”字形字符的7段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED數(shù)碼管的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。各段碼位與顯示段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。段碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba表4-1各段碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系需說(shuō)明的是當(dāng)用數(shù)據(jù)口連接LED數(shù)碼管a～dp引腳時(shí)，不同的連接方法，各段碼位與顯示段有不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常數(shù)據(jù)口的D0位與a段連接，D1位與b段連接，……D7位與dp段連接,如表1所示，表2為用于LED數(shù)碼管顯示的十六進(jìn)制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼。字型共陽(yáng)極段碼共陰極段碼字型共陽(yáng)極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3BOH4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H表4-2LED顯示段碼注：（1）本表所列各字符的顯示段碼均為小數(shù)點(diǎn)不亮的情況。（2）“空白”字符即沒有任何顯示。根據(jù)AT89C51單片機(jī)灌電流能力強(qiáng)，拉電流能力弱的特點(diǎn)，我們選用共陽(yáng)數(shù)碼管。將AT89C51的P0.0～P0.7分別與共陽(yáng)數(shù)碼管的a～g與dp相連，高電平的位對(duì)應(yīng)的LED數(shù)碼管的段暗，低電平的位對(duì)應(yīng)的LED數(shù)碼管的段亮，這樣，當(dāng)P0口輸出不同的段碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。例如：當(dāng)P0口輸出的段碼為11000000，數(shù)碼管顯示的字符為0。數(shù)碼管顯示器有二種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。為節(jié)省端口與降低功耗，本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。動(dòng)態(tài)掃描顯示方式需解決多位LED數(shù)碼管的“段控”和“位控”問(wèn)題，本電路的“段控”（即要顯示的段碼的控制）通過(guò)P0口實(shí)現(xiàn)；而每一位的公共端，即LED數(shù)碼管的“位控”，則由P3口控制。這種連接方式由于多位字段線連在一起，因此，要想顯示不同的內(nèi)容，必然要采取輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字位線處于斷開狀態(tài)，同時(shí)字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。在這一瞬時(shí)，只有這一位在顯示，其他幾位則暗。在本系統(tǒng)中,字位線的選通與否是通過(guò)PNP三極管的導(dǎo)通與截止來(lái)控制,即三極管處于“開關(guān)”狀態(tài)。第五章程序設(shè)計(jì)5.1程序預(yù)覽以下為部分源程序：//單片機(jī)AT80C51,晶振11.0592MHz#include<reg51.h>sbitB1=0xa0;sbitB2=0xa1;sbitB3=0xa2;sbitB4=0xa3;sbitB5=0xa4;sbitB6=0xa5;sbitA0=0x94;sbitA1=0X95;sbitA2=0X96;sbitA3=0X97;sbitaj0=0x90;sbitaj1=0x91;sbitaj2=0x92;sbitaj3=0x93;voids_z();voidaj_time();voidTime();voidxian_s();voidji_s();voidaj_pd();voidD_s();unsignedcharxx=0;unsignedcharwei=0;unsignedcharz_t=0;unsignedcharaj_0,aj_1,aj_2;aj_3;unsignedcharS1,S2,F1,F2,M1,M2;unsignedcharshu_z[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};voidmain()TH0=0X00;TL0=0X00;D_s();S1=S2=F1=F2=M1=M2=0;P2=0XFF;P0=0XFF;A0=0;A1=0;A2=0;A3=0;aj_0=0;aj_1=0;aj_2=0;aj_3=0;while(1)if(z_t==0)ET0=1;if(z_t==1)ET0=0;xian_s();s_z();aj_pd();voidTime()//顯示掃描時(shí)間unsignedchara,b,c,d;for(a=0;a<120;a++)for(b=0;b<2;b++)voidxian_s()//數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示P0=shu_z[M1];B6=0;Time();B6=1;P0=shu_z[M2];B5=0;Time();B5=1;P0=shu_z[F1];B4=0;Time();B4=1;P0=shu_z[F2];B3=0;Time();B3=1;P0=shu_z[S1];B2=0;Time();B2=1;P0=shu_z[S2];B1=0;Time();B1=1;voidji_s()//時(shí)鐘計(jì)算M1=M1+1;if(M1==10)M1=0;M2=M2+1;if(M2==6)M2=0;F1=F1+1;if(F1==10)F1=0;F2=F2+1;if(F2==6)F2=0;S1=S1+1;if(S1==10)S1=0;S2=S2+1;if(S2==2)if(S1==4)S2=0;S1=0;voidD_s()//定時(shí)器016位工作方式TMOD=0x01;TR0=1;ET0=1;EA=1;timer0()interrupt1//定時(shí)器中斷TH0=0X00;TL0=0X00;xx++;if(xx==14){xx=0;ji_s();voidaj_time()//按鍵消抖延時(shí)unsignedchara,b,c;for(a=0;a<80;a++)for(b=0;b<3;b++)voidaj_pd()//按鍵處理if(aj0==1)if(aj_0==1)aj_0=0;if(aj1==1)if(aj_1==1)aj_1=0;if(aj2==1)if(aj_2==1)aj_2=0;if(aj3==1)if(aj_3==1)aj_3=0;voids_z()//按鍵判斷if(aj_0==0)if(aj0==0)aj_time();if(aj0==0)aj_0=1;z_t=z_t+1;if(z_t==2)z_t=0;if(aj_1==0)if(aj1==0)aj_time();if(aj1==0)aj_1=1;F1=F1+1;if(F1==10)F1=0;F2=F2+1;if(F2==6)F2=0;if(aj_2==0)if(aj2==0)aj_time();if(aj2==0)aj_2=1;S1=S1+1;if(S1==10)S1=0;S2=S2+1;if(S2==6)S2=0;if(S2==2)if(S1==4)S2=0;S1=0;if(aj_3==0)if(aj3==0)aj_time();if(aj3==0)aj_3=1;M1=0;M2=0;第六章方案1與方案2的比較6.1方案2的簡(jiǎn)介AT89S52簡(jiǎn)介：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。AT89S52引腳圖：圖6-1AT89S52引腳圖VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp："EA"為英文"ExternalAccess"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說(shuō)當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來(lái)執(zhí)行程序。因此在8031與8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用8751內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來(lái)輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文"AddressLatchEnable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S52是以多工的方式送出地址與數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。PSEN：此為"ProgramStoreEnable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN與RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（OpenDrain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）與數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來(lái)使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來(lái)使用了。PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋Ｆ湟_分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，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)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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與內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。LCD簡(jiǎn)介：LCD液晶顯示器是LiquidCrystalDisplay的簡(jiǎn)稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫面。LCD液晶投影儀是液晶和投影技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用了液晶的電光效應(yīng)，通過(guò)電路控制液晶單元的透射率與反射率，從而產(chǎn)生不同灰度層次與多達(dá)1670萬(wàn)種色彩的靚麗圖像。LCD投影機(jī)的主要成像器件是液晶板。LCD投影機(jī)的體積取決于液晶板的大小，液晶板越小，投影機(jī)的體積也就越小。方案2的電路圖：圖6-2方案2的電路圖方案2的部分程序：voidmain(void)Speaker=1;//關(guān)閉蜂鳴器LED=0;//打開LED，低電平有效，外接9012驅(qū)動(dòng)Delay400Ms();//啟動(dòng)等待，等LCM進(jìn)入工作狀態(tài)LCMInit();//LCM初始化TMOD=0x01;//16位定時(shí)TH0=0x3c;//50msTL0=0xb0;EA=1;TR0=1;ET0=1;while(1)if(TimerDown==0)//左移鍵按下后背光燈打開{Delay5Ms();if(TimerDown==0){KeySound();//蜂鳴聲LED=0；//打開背光燈LedTime=R1302(0xc1)/16*10+R1302(0xc1)%16;}//取出背光燈時(shí)間并轉(zhuǎn)換為十進(jìn)

制數(shù)b=1;//模式鍵是否動(dòng)作標(biāo)志。為1時(shí)不動(dòng)作，為0時(shí)動(dòng)作。Modset();//調(diào)用模式鍵處理程序判斷案件是否按下。if(b==0)KeySound();//蜂鳴聲LED=0；//打開背光燈systemsetup();//進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置模式LedTime=R1302(0xc1)/16*10+R1302(0xc1)%16;}//取出背光燈時(shí)間并轉(zhuǎn)換為十進(jìn)

制數(shù)if((LED==0)&&LedTime==0)//延時(shí)間是否到LED=1;//關(guān)閉背光燈if(R1302(0xc3)==1)//鬧鈴是否打開，0xc3為讀鬧鈴寄存器地址。{if((R1302(0x85)==R13020xc5))&&(R1302(0x83)==R1302(0xc7)))//判斷鬧鈴時(shí)

間是否到，ClockSound();//發(fā)出鬧鈴蜂鳴聲，無(wú)按鍵動(dòng)作蜂鳴一分鐘。model0();//輸出顯示屏幕voidKeySound()//按鍵音Speaker=0;//開蜂鳴聲Delay5Ms();Speaker=1;//關(guān)蜂鳴聲voidClockSound()//鬧鈴蜂鳴聲if(a==0)Speaker=0;//開蜂鳴聲Delay5Ms();Delay5Ms();Delay5Ms();Speaker=1;voidModset()//模式鍵處理{if(system==0)Delay5Ms();if(system==0){while(system==0);KeySound();//蜂鳴聲a=0;msec=0;b=0;//a、msec為閃爍標(biāo)志，按鍵有動(dòng)作時(shí)清零，不閃爍。}//b為模式鍵確認(rèn)動(dòng)作。其他程判斷b是否為零時(shí)來(lái)確定模式鍵是否動(dòng)作。voidsystemsetup(void)//系統(tǒng)設(shè)置model=1;while(model!=0)Out_LCM();if(TimerUp==0)//設(shè)置項(xiàng)目左移{Delay5Ms();if(TimerUp==0){a=0;msec=0;KeySound();//蜂鳴聲if(model--==1)//6種系統(tǒng)設(shè)置項(xiàng)目model=6;while(TimerUp==0);if(TimerDown==0)//設(shè)置項(xiàng)目右移Delay5Ms();if(TimerDown==0){a=0;msec=0;KeySound();//蜂鳴聲if(model++==6)model=1;while(TimerDown==0);b=1;//模式鍵是否動(dòng)作標(biāo)志。為1時(shí)不動(dòng)作，為0時(shí)動(dòng)作。Modset();//調(diào)用模式鍵處理程序判斷按鍵是否按下。if(b==0){KeySound();//蜂鳴聲switch(model)//進(jìn)入逐個(gè)項(xiàng)目設(shè)置case1:timesetup();break;//時(shí)間設(shè)置case2:datesetup();break;//日期設(shè)置case3:alarmclockset();break;//鬧鈴設(shè)置case4:lampsetup();break;//背光燈設(shè)置case5:timereset();break;//時(shí)間清零case6:model=0;break;//退出系統(tǒng)設(shè)置6.2方案間的對(duì)比區(qū)別點(diǎn)方案1方案2所選單片機(jī)方案1的單片機(jī)是AT89C51，AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能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(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。方案2選擇的是AT89S52，AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，AT89S52擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52同時(shí)兼容AT89C51，具有更強(qiáng)大的功能。所選顯示方案1的是LED，發(fā)光二極管，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，它具有成本低，節(jié)能，環(huán)保，地方小，亮度高等特點(diǎn)。方案2選擇的是LCD，液晶顯示器的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫面。它具有成本比較高，亮度比較柔和，亮度可調(diào)范圍大等特點(diǎn)。所寫程序方案1所寫程序簡(jiǎn)單易懂，比較適合初學(xué)者。方案2所寫程序使用了多種C語(yǔ)言語(yǔ)法，適合熟練者提升編程水平。所達(dá)到的功能功能簡(jiǎn)單，僅僅顯示時(shí)間和時(shí)間的設(shè)定。功能全面，包含了年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示，還包含鬧鐘。表6-1方案間的對(duì)比優(yōu)劣比較：成本方面：89C51和89S52的成本在市場(chǎng)上都差不多，但是方案1選用LED作作為顯示器材，這樣大大的節(jié)約了成本，和能源；實(shí)現(xiàn)的功能：方案2包含了鬧鐘，年月日時(shí)分秒。星期、功能齊全，在功能方面方案1不如方案2；實(shí)現(xiàn)的難易程度：正因?yàn)榉桨?功能簡(jiǎn)單，所以方案1在實(shí)現(xiàn)的程度上來(lái)說(shuō)，很好容易實(shí)現(xiàn)；體積：方案1所用元器件少，所用的空間也小于方案2。方案1的功能簡(jiǎn)單，便于編程和設(shè)計(jì)電路；所選單片機(jī)AT89C51是AT89C2051的精簡(jiǎn)版，便于初學(xué)者使用；同時(shí)，選擇LED作為顯示器材，降低了成本，也達(dá)到了節(jié)能，環(huán)保的目的。

結(jié)論本設(shè)計(jì)利用protel仿真軟件實(shí)現(xiàn)，基本實(shí)現(xiàn)了要求的功能。為了校準(zhǔn)時(shí)鐘增加了按鍵，便于調(diào)節(jié)。在本次設(shè)計(jì)中對(duì)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一定了解，熟悉了各個(gè)引腳的功能，同時(shí)熟知了LED數(shù)碼管的使用與各種電路的功能。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，無(wú)論是從軟件方面還是硬件方面，都進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固了程序的總體設(shè)計(jì)。在軟件方面，進(jìn)一步熟悉了各條指令的功能與用法，定時(shí)、中斷的用法，更深一步學(xué)習(xí)了用C語(yǔ)言編寫實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘功能。在硬件方面，了解并學(xué)習(xí)使用keil軟件和protel軟件，在keil中編程，調(diào)試，運(yùn)行，在Protel中進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、仿真。在整一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)，從編程到調(diào)試，每一步都是自己親力親為，雖然從中遇到各種問(wèn)題，有時(shí)叫人很煩，但在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后去解決，并成功了，此時(shí)會(huì)有一種快樂(lè)和成就感。只有自己親自去操作，才能將學(xué)習(xí)的知識(shí)變成自己的。通過(guò)對(duì)LED和LCD的比較，使我對(duì)LED和LCD有了更深的認(rèn)識(shí)，LCD可能在柔和度和亮度可調(diào)范圍上比LED好；但是，LED具有節(jié)能、環(huán)保、體積小、亮度高、時(shí)尚、成本低等特點(diǎn)，在生產(chǎn)中明顯優(yōu)于LCD。我之所以要選擇方案1，是因?yàn)榉桨?在實(shí)現(xiàn)難易程度上、體積上、節(jié)能上和成本上都明顯優(yōu)于方案2。因此，我認(rèn)為，在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中，方案1設(shè)計(jì)的數(shù)字時(shí)鐘可大規(guī)?；蚺炕a(chǎn)。我對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)的目標(biāo)是在若干年以后能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，包括硬件電路和軟件部分。所以，這次設(shè)計(jì)我付出了比別人跟多的努力，同樣也學(xué)習(xí)到了更多的知識(shí)。在我能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)更復(fù)雜的實(shí)用系統(tǒng)的時(shí)候，回想現(xiàn)在我連設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字鐘系統(tǒng)都沒有很好的把握時(shí)，我一定會(huì)為自己的成長(zhǎng)感到喜悅。參考文獻(xiàn)[1]張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用接口技術(shù).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.1[2]何利民單片機(jī)高級(jí)教程.北京：航空航天大學(xué)出版社，2000.8[3]謝維成單片機(jī)原理與應(yīng)用與51程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2006.8[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[5]李朝青單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京：航空航天大學(xué)出版社，1999.3[6]夏繼強(qiáng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程.北京：航空航天大學(xué)出版社，2001.11[7]蔡希彪,曹洪奎;單片機(jī)電子時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[J];中國(guó)科技信息;2007年04期[8]方怡冰.單片機(jī)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào).2006，第3期.[9]劉文秀.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真的研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2005,第286期[10]張友德.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2003.225～256.致謝在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師王軍表示衷心的感謝并致以崇高的敬意在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授!附錄1主要元器件清單名稱數(shù)量備注AT89C511按扭44插腳晶振111.0592MHZLED數(shù)碼管6共陰電容310uF三極管69012或5401（PNP）電阻510K電阻141K線路板不定64×77mm

附錄2外文原文Single-chipSCMisalsoknownasmicro-controller(MicrocontrollerUnit),commonlyusedlettersoftheacronymMCUthatitwasfirstusedinindustrialcontrol.OnlyasinglechipbytheCPUchipdevelopedfromadedicatedprocessor.ThefirstdesignisbyalargenumberofperipheralsandCPUonachipinthecomputersystem,smaller,moreeasilyintegratedintoacomplexanddemandingonthevolumecontroldevicewhich.INTEL'sZ80isthefirstdesignedinaccordancewiththisideaprocessor,thenonthedevelopmentofmicrocontrolleranddedicatedprocessorshavepartedways.Are8-bitmicrocontrollerearlyor4bits.OneofthemostsuccessfulistheINTEL8031,forasimple,reliableandgoodperformancewasalotofpraise.Thendevelopedin8031outofMCS51MCUSystems.SCMsystemsbasedonthissystemuntilnowisstillwidelyused.Withtheincreasedrequirementsofindustrialcontrolfield,begana16-bitmicrocontroller,becausethecostisnotsatisfactorybuthavenotbeenverywidelyused.After90yearswiththegreatdevelopmentofconsumerelectronics,microcontrollertechnologyhasbeenahugeincrease.WithINTELi960series,especiallythelaterseriesofwidelyusedARM,32-bitmicrocontrollerquicklyreplacehigh-end16-bitMCUstatusandenterthemainstreammarket.Thetraditional8-bitmicrocontrollerperformancehavebeentherapidincreasecapacityincreasecomparedto80thenumberoftimes.Currently,high-end32-bitmicrocontrollerclockedover300MHz,theperformancecatchingthemid-90'sdedicatedprocessor,whiletheaveragemodelpricesfalltooneU.S.dollars,themosthigh-end[1]modelonly10dollars.ModernSCMsystemsarenolongeronlyinthedevelopmentanduseofbaremetalenvironment,alargenumberofproprietaryembeddedoperatingsystemiswidelyusedinthefullrangeofSCM.Thehandheldcomputersandcellphonesasthecoreprocessingofhigh-endmicrocontrollercanevenuseadedicatedWindowsandLinuxoperatingsystems.SCMismoresuitablethanthespecificprocessorusedinembeddedsystems,soitwasuptotheapplication.InfactthenumberofSCMistheworld'slargestcomputer.Modernhumanlifeusedinalmosteverypieceofelectronicandmechanicalproductswillbeintegratedsinglechip.Phone,telephone,calculator,homeappliances,electronictoys,handheldcomputersandcomputeraccessoriessuchasamousewitha1-2inboththeDepartmentofSCM.PersonalcomputerwillhavealargenumberofSCMinthework.Generalcarwithmorethan40SCM,complexindustrialcontrolsystemsmayevenhavehundredsofSCMinthesametimework!SCMisnotonlyfarexceedsthenumberofPCandothercomputingthesum,orevenmorethanthenumberofhumanbeingsSinglechip,alsoknownassingle-chipmicrocontroller,itisnotcompleteacertainlogicchips,buttoacomputersystemintegratedintoachip.Equivalenttoamicro-computer,andcomputerthanjustthelackofamicrocontrollerI/Odevices.Generaltalk:achipbecomesacomputer.Itssmallsize,lightweight,cheap,forthestudy,applicationanddevelopmentoffacilitiesprovided.Atthesametime,learningtousetheMCUistounderstandtheprincipleandstructureofthecomputerthebestchoice.SCMandthecomputerfunctionsinternallywithsimilarmodules,suchasCPU,memory,parallelbus,thesameeffectaswell,andharddiskmemorydevices,anddifferentisitsperformanceofthesecomponentswererelativelyweakmanyofourhomecomputer,butthepriceislow,usuallynotmorethan10yuanyoucandowithitsomecontrolforaclassisnotverycomplicatedelectricalworkisenoughof.Weareusingautomaticdrumwashingmachine,smokehood,VCDandsoonapplianceswhichcouldseeitsshadow!ItisprimarilyasacontrolsectionofthecorecomponentsItisanonlinereal-timecontrolcomputer,control-lineisthatthesceneisneededisastrongeranti-jammingability,lowcost,andthisis,andoff-linecomputer(suchashomePC),themaindifference.Singlechip

MCUisthroughrunning,andcanbemodified.Throughdifferentprocedurestoachievedifferentfunctions,inparticularspecialuniquefeatures,thisisanotherdevicemucheffortneedstobedone,somegreateffortsareverydifficulttodo.Anotverycomplexfunctionsifthe50'swiththeUnitedStatesdeveloped74series,orthe60'sCD4000seriesofthesepurehardwarebuttoned,thenthecircuitmustbealargePCBboard!ButiftheUnitedStatesifthe70'swithaseriesofsuccessfulSCMmarket,theresultwillbeadrasticchange!Justbecauseyouarepreparedbymicrocomputerprogramscanachievehighintelligence,highefficiencyandhighreliability!Asthemicrocontrolleronthecost-sensitive,sonowthedominantsoftwareorthelowestlevelassemblylanguage,whichisthelowestlevelinadditiontomorethanbinarymachinecodelanguage,andassolowwhyistheuse?Manyhigh-levellanguagehasreachedthelevelofvisualprogrammingWhyisnotit?ThereasonissimplythatthereisnohomecomputerasasinglechipCPU,notashardasamassstoragedevice.Avisualizationofsmallhigh-levellanguageprogramwhichevenifonlyonebutton,willreachtensofKofsize!ForthehomePC'sharddriveintermsofnothing,butintermsoftheMCUisnotacceptable.SCMintheutilizationofhardwareresourcestobeveryhighforthejobsoalthoughtheoriginalisstillinthecompilationofalotofuse.Thesametoken,ifthegiantcomputeroperatingsystemandapplicationsrunuptogethomePC,homePC,alsocannotaffordto.Canbesaidthatthetwentiethcenturyacrossthethree"power"era,thatis,theageofelectricity,theelectronicageandhasenteredintothecomputerage.However,thiscomputer,usuallyreferstothepersonalcomputer,referredtoasPC.Itconsistsofthehost,keyboard,monitorandothercomponents.Anothertypeofcomputer,mostpeopledonotknowhow.Thiscomputeristogiveallkindsofintelligentmachinessinglechip(alsoknownasmicro-controller).Asthenamesuggests,thiscomputersystemtookonlyaminimalintegratedcircuit,canbeasimpleoperationandcontrol.Becauseitissmall,usuallyhiddeninthechargedmechanical"stomach"in.Itisinthedevice,likethehumanbrainplaysarole,itgoeswrong,thewholeplantwasparalyzed.Now,thismicrocontrollerhasaverybroadfieldofuse,suchassmartmeters,real-timeindustrialcontrol,communicationsequipment,navigationsystems,andhouseholdappliances.OnceallkindsofproductswereusingSCM,canservetoupgradetheeffectivenessofproducts,oftenintheproductnameprecededbytheadjective-"intelligent,"suchasintelligentwashingmachines.Nowsometechnicalpersonneloffactoriesorotheramateurelectronicsdeveloperstoengageinoutofcertainproducts,notthecircuitistoocomplicated,thatfunctionistoosimpleandcaneasilybecopied.Thereasonmaybestuckintheproductdidnotuseamicrocontrollerorotherprogrammablelogicdevice.SCMhistorySCMwasborninthelate20thcentury,70,experiencedSCM,MCU,SOCthreestages.

Firstmodel

1.SCMthesinglechipmicrocomputer(SingleChipMicrocomputer)stage,mainlyseekingthebestofthebestsingleformofembeddedsystemsarchitecture."Innovationmodel"success,layingtheSCMandgeneralcomputercompletelydifferentpathofdevelopment.Intheopenroadofindependentdevelopmentofembeddedsystems,IntelCorporationcontributed.2.MCUthemicro-controller(MicroControllerUnit)stage,themaindirectionoftechnologydevelopment:expandingtomeettheembeddedapplications,thetargetsystemrequirementsforthevariousperipheralcircuitsandinterfacecircuits,highlighttheobjectofintelligentcontrol.Itinvolvestheareasassociatedwiththeobjectsystem,therefore,thedevelopmentofMCU'sresponsibilityinevitablyfallsonelectrical,electronicsmanufacturers.Fromthispointofview,IntelfadedMCUdevelopmenthasitsobjectivefactors.InthedevelopmentofMCU,themostfamousmanufacturersasthenumberofPhilipsCorporation.Philipscompanyinembeddedapplications,itsgreatadvantage,theMCS-51single-chipmicro-computerfromtherapiddevelopmentofthemicro-controller.Therefore,whenwelookbackatthepathofdevelopmentofembeddedsystems,donotforgetIntelandPhilipsinHistory.

EmbeddedSystems

Embeddedsystemmicrocontrollerisanindependentdevelopmentpath,theMCUimportantfactorinthedevelopmentstage,isseekingapplicationstomaximizethesolutiononthechip;Therefore,thedevelopmentofdedicatedsinglechipSOCtrendofthenaturalform.Asthemicroelectronics,ICdesign,EDAtoolsdevelopment,applicationsystembasedonMCUSOCdesignhavegreaterdevelopment.Therefore,theunderstandingofthemicrocontrollerchipmicrocomputercanbe,extendedtothesingle-chipmicro-controllerapplications.MCUapplications

SCMnowpermeateallareasofourlives,whichisalmostdifficulttofindtracesofthefieldwithoutSCM.Missilenavigationequipment,aircraft,alltypesofinstrumentcontrol,com