基于單片機(jī)的時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)

1、太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院-畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘 要時(shí)鐘是人類日常生活必不可少的工具，本設(shè)計(jì)從日常生活中常見的事物入手，通過對(duì)時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，讓我們認(rèn)識(shí)到單片機(jī)已經(jīng)深入到我們生活的每個(gè)領(lǐng)域，該設(shè)計(jì)不僅可以鍛煉我們的動(dòng)手能力，而且可以加深我們對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)和激發(fā)我們對(duì)未知科學(xué)領(lǐng)域的探索。本文利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能的主要內(nèi)容，采用獨(dú)立式按鍵進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，其中at89c52是核心元件同時(shí)采用數(shù)碼管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)。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯滿刻度為“23時(shí)59分59秒”，另外具有校時(shí)功能，斷電后有記憶功能，恢復(fù)供電

2、時(shí)可實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)同步等特點(diǎn)。該系統(tǒng)同時(shí)具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定性高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。關(guān) 鍵 字 at89c52 led顯示 244abstracthuman clock is an essential tool for everyday life, from the design of everyday things in common start, the clock timer through the design, let us recognize that scm has the depth to each area of our lives, not only the design c

3、an exercise our practical ability, but can also deepen our understanding of the scm and inspire us to explore the unknown field of science.using mcu digital clock timing of the main contents of a stand-alone keys to time to adjust, while at89c52 is the core component of the led digital display dynam

4、ic , points and seconds of modern timing devices. compared with the traditional mechanical watches, it has a precise path that intuitive, and other characteristics. its time for the 24-hour cycle, in full scale as 23:59:59, and a school function, memory function after power and restore power supply

5、can be realized at the time synchronization, and other characteristics. the system also has hardware design simple, high stability work, the advantages of low prices.keyword： at89c52 led display 244目 錄第一章 前 言3第一節(jié) 選題目的和意義3第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展情況4一 單片機(jī)的發(fā)展歷程4二 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)6三 單片機(jī)的組成及特點(diǎn)8四 單片機(jī)的分類9五 單片機(jī)的應(yīng)用9第三節(jié) 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和所做

6、的工作11小 結(jié)11第二章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)12第一節(jié) 設(shè)計(jì)方案的提出、論證和確定12一 時(shí)鐘功能12二 計(jì)時(shí)功能12三 功能按鍵12四 中斷嵌套和控制13五 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路13第二節(jié) 元件選擇16一 at89c52芯片16二 顯示部分30三 74ls244芯片說明30小 結(jié)32第三章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)33第一節(jié) 設(shè)計(jì)部分33一 主程序33二 顯示子程序34三 定時(shí)器t0中斷服務(wù)程序34四 定時(shí)器t1中斷服務(wù)程序35五 調(diào)試功能程序36六 秒表功能程序37七 鬧鐘時(shí)間設(shè)定功能程序37第二節(jié) 控制程序的編制和調(diào)試37一 硬件調(diào)試37二 軟件調(diào)試37三 性能分析38小 結(jié)38第四章 參考文獻(xiàn)

7、38第五章 附 錄39外文資料64中文譯文73致謝語79總結(jié)與展望80第一章 前 言第一節(jié) 選題目的和意義時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘。時(shí)鐘作為現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用廣泛的計(jì)時(shí)工具，在航天、電子等科研單位，工廠、醫(yī)院、學(xué)校等企事業(yè)單位，各種體育賽事及至我們每個(gè)人的日常生活中都發(fā)揮著重要的作用。 現(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使

8、用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用led顯示器代替顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。本文利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能的主要內(nèi)容，采用獨(dú)立式按鍵進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，其中at89c52是核心元件同時(shí)采用數(shù)碼管動(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)。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯滿刻度為“23時(shí)59分59秒”，另外具有校時(shí)功能，斷電后有記憶功能，恢復(fù)供電時(shí)可實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)同步等特點(diǎn)。該系統(tǒng)同時(shí)具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定性高、價(jià)格

9、低廉等優(yōu)點(diǎn)。作為本設(shè)計(jì)核心元件的單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面，而52單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展其應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，它的作用也越來越重要，時(shí)鐘是人類日常生活必不可少的工具，其制作也越來越簡(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)從日常生活中常見的事物入手，通過對(duì)時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，讓我們認(rèn)識(shí)到單片機(jī)已

10、經(jīng)深入到我們生活的每個(gè)領(lǐng)域，該設(shè)計(jì)不僅可以鍛煉我們的動(dòng)手能力，而且可以加深我們對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)和激發(fā)我們對(duì)未知科學(xué)領(lǐng)域的探索。使的原本枯燥的學(xué)習(xí)變的更有趣味和更加形象。第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展情況一 單片機(jī)的發(fā)展歷程單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了scm、mcu、soc三大階段。1.scm即單片微型計(jì)算機(jī)（single chip microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了scm與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，intel公司功不可沒。2.mcu即微控制器（micro controller unit

11、）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展mcu的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，intel逐漸淡出mcu的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展mcu方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)philips公司。philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將mcs-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記intel和philips的歷史功績(jī)。3.單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向mcu階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上

12、的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了soc化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、ic設(shè)計(jì)、eda工具的發(fā)展，基于soc的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個(gè)階段：（1）第一階段（1976-1978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控索階段。20世紀(jì)70午代，美國的fairchild(仙童)公司首先推出了第一款單片機(jī)f8，隨后intel公司推出了影響面大、應(yīng)用更廣的mcs48單片機(jī)系列，以intel公司的mcs 48為代表。mcs 48的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還

13、有motorola 、zilog等，都取得了滿意的效果。這就是scm的誕生年代，“單機(jī)片”一詞即由此而來。這一時(shí)期的特點(diǎn)是： 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的芯片集成設(shè)計(jì)； 少資源、無軟件，只保證基本控制功能。（2）第二階段（1978-1982）單片機(jī)的完善階段。intel公司在mcs 48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列mcs 51，標(biāo)志single chip microcomputer體系結(jié)構(gòu)的完善。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。完善的總線結(jié)構(gòu)：并行總線：8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線及相應(yīng)的控制總線，兩個(gè)獨(dú)立的地址空間；串行總線：通信總線，擴(kuò)展總線。完善的指令系統(tǒng)：具有很強(qiáng)

14、的位處理功能和邏輯控制功能，以滿足工業(yè)控制等方面的需要；功能單元的sfr(特殊功能寄存器)集中管理。完善的mcs-51成為scmc的經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)。日后，許多電氣商在mcs-51的內(nèi)核和體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出各具特色的單片機(jī)。指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。（3）第三階段（1982-1990）：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。intel公司推出的mcs 96系列單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。隨著mcs 51系列的廣應(yīng)用，許多電氣廠商競(jìng)相使用80c5

15、1為內(nèi)核，將許多測(cè)控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道a/d轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。微控制器(microcontrollers)成為單片機(jī)較為準(zhǔn)確表達(dá)的名詞。其特點(diǎn)是：滿足嵌入式應(yīng)用要求的外圍擴(kuò)展，如wdt、pwm、adc、dac、高速i/0口等。眾多計(jì)算機(jī)外圍功能集成，如：提供串行擴(kuò)展總線：spi、i2c、bus、microwire；配置現(xiàn)場(chǎng)總線接口：can bus。cmos化，提供功耗管理功能。提供otp供應(yīng)狀態(tài)，利于太規(guī)模和批量生產(chǎn)。（4）第四階段（1990）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，

16、出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位/16位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。 單片機(jī)發(fā)展到這一階段，表明單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具-小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測(cè)試、工業(yè)過程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用電子、辦公自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空航天等領(lǐng)域。為滿足不同的要求，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力和多機(jī)通信能力的8位、16位、32位通用型單片機(jī)，小型廉價(jià)型、外圍系統(tǒng)集成的專用型單片機(jī)，以及形形色色各具特色的現(xiàn)代單片機(jī)。可以說，單片機(jī)的發(fā)展進(jìn)人了百花齊放的時(shí)代，為用戶的選擇提供了空間。這一時(shí)期的特點(diǎn)為：(1)電氣商、

17、半導(dǎo)體商的普遍介入(2)大力發(fā)展專用單片機(jī)(3)提高綜合品質(zhì)(4)c語言的廣泛支持(5) 多種選擇下的選擇原則。二 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)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)方面發(fā)展。下面是單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)。 cmos化 近年，由于chmos技術(shù)的進(jìn)小，大大地促進(jìn)了單片機(jī)的cmos化。cmos芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機(jī)可以工作在功耗精細(xì)管理狀態(tài)。這也是今后以80c51取代8051為標(biāo)準(zhǔn)mcu芯片的原因。因?yàn)閱纹瑱C(jī)芯片多數(shù)是采用cmos（金屬柵氧化物）半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。cmos電

18、路的特點(diǎn)是低功耗、高密度、低速度、低價(jià)格。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的ttl電路速度快，但功耗和芯片面積較大。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了hmos（高密度、高速度mos）和chmos工藝。chmos和hmos工藝的結(jié)合。目前生產(chǎn)的chmos電路已達(dá)到lsttl的速度，傳輸延遲時(shí)間小于2ns，它的綜合優(yōu)勢(shì)已在于ttl電路。因而，在單片機(jī)領(lǐng)域cmos正在逐漸取代ttl電路。低功耗化 單片機(jī)的功耗已降到ma級(jí)，甚至1ua以下；使用電壓在36v之間，完全適應(yīng)電池工作。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)砹水a(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化。低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有wait、stop等省

19、電運(yùn)行方式。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在36v范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá)12v。目前0.8v供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。低噪聲與高可靠性 為提高單片機(jī)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片廠家在單片機(jī)內(nèi)部電路中都采用了新的技術(shù)措施。大容量化 以往單片機(jī)內(nèi)的rom為1kb4kb，ram為64128b。但在需要復(fù)雜控制的場(chǎng)合，該存儲(chǔ)容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，須運(yùn)用新的工藝，使片內(nèi)存儲(chǔ)器大容量化。目前，單片機(jī)內(nèi)rom最大可達(dá)64kb，ram最大為2kb。高性能化 主要是指進(jìn)一步改進(jìn)cpu的性能，加快指令運(yùn)

20、算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。采用精簡(jiǎn)指令集（risc）結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運(yùn)行速度。現(xiàn)指令速度最高者已達(dá)100mips（million instruction per seconds，即兆指令每秒），并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時(shí)控制功能。這類單片機(jī)的運(yùn)算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出10倍以上。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其i/o功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念。小容量、低價(jià)格化 與上述相反，以4位、8位機(jī)為中心的小容量、低價(jià)格化也是發(fā)展動(dòng)向之一。這類單片機(jī)的用途是把以往用數(shù)字邏輯集成電路組成的控制電路單片化，可廣泛用于家電產(chǎn)品。外圍電路內(nèi)裝化 這也是單片機(jī)發(fā)展的

21、主要方向。隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種處圍功能器件集成在片內(nèi)。除了一般必須具有的cpu、rom、ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等以外，片內(nèi)集成的部件還有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、dma控制器、聲音發(fā)生器、監(jiān)視定時(shí)器、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器、彩色電視機(jī)和錄像機(jī)用的鎖相電路等。單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。隨著低價(jià)位otp（one time programble）及各種類型片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的發(fā)展，加之處圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi)，推動(dòng)了單片機(jī)“單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。特別是 i c、spi等串行總線的引入，可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少，單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功

22、能將列強(qiáng)。在單片機(jī)家族中，80c51系列是其中的佼佼者，加之intel公司將其mcs 51系列中的80c51內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名ic制造廠商，如philips、 nec、atmel、amd、華邦等，這些公司都在保持與80c51單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了80c51的許多特性。這樣，80c51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為80c51系列。80c51單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。專家認(rèn)為，雖然世界上的mcu品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80c51可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)mcu芯片?？傮w而言單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是： 性能

23、增強(qiáng) ，增加位數(shù)， 提高速度與運(yùn)算能力 ，增強(qiáng)語言功能， 擴(kuò)大存儲(chǔ)容量 降低工作電壓， 降低功耗， 提高可靠性， 功能多樣化 ，增加功能部件，多種輸入 /輸出功能， dtmf 變頻 數(shù)控模擬 通信接口多樣化 rs-232 spi sci can 多 cpu 多種存儲(chǔ)器 rom ram eprom otp e 2 prom flash 。三 單片機(jī)的組成及特點(diǎn)單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是把cpu、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。1. 單片機(jī)的組成它通過內(nèi)部總線把計(jì)算機(jī)的各主要部件接為一

24、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(shí)提供地址，cpu通過它們將地址輸出到存儲(chǔ)器或i/o接口；/數(shù)據(jù)總線的作用是在cpu與存儲(chǔ)器或i/o接口之間，或存儲(chǔ)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(hào)線和外部送入cpu的應(yīng)答信號(hào)線等。單片機(jī)中的cpu、存儲(chǔ)器等部件將在后面章節(jié)陸續(xù)介紹。2. 單片機(jī)的特點(diǎn)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(diǎn)，因而在各個(gè)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(diǎn)：（1）有優(yōu)異的性能價(jià)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

25、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，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)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 peripheral interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)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

26、規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。四 單片機(jī)的分類單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域，應(yīng)用一個(gè)較科學(xué)的分類方法。根據(jù)目前發(fā)展情況，從不同角度單片機(jī)大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。1. 通用型/專用型這是按單片機(jī)適用范圍來區(qū)分的。例如，80c51是通用型單片機(jī)，它不是為某種專用途設(shè)計(jì)的；專用型單片機(jī)是針對(duì)一類產(chǎn)品甚至某一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成adc接口等功能的溫度測(cè)量控制電路。2. 總線型/非總線型這是按單片機(jī)是否提供并行總線來區(qū)分的?？偩€型單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過串行口與單片機(jī)連接，另

27、外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機(jī)稱為非總線型單片機(jī)。3. 控制型/家電型這是按照單片機(jī)大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。顯然，上述分類并不是惟一的和嚴(yán)格的。例如，80c51類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。五 單片機(jī)的應(yīng)用由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1. 單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用單片機(jī)

28、廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測(cè)量的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。2. 單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用機(jī)電一體化是械工業(yè)發(fā)展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。3. 單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用單片機(jī)廣泛地用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測(cè)控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可

29、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。 上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。4. 單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用在比較復(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(tái)功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)。5. 單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用自從單片機(jī)誕生以后，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、

30、豐富多彩。綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)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(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)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(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。第三節(jié) 本設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和所做的工作時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)主要利用at89c52單片機(jī),采用at89c52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)，采用共陽極7段led顯示器。由單片機(jī)的p0口輸出短碼數(shù)據(jù)；單片機(jī)的 p2.0p2.5口作列掃描輸出；p1.0，p1.1，p1.2和p1.3口與按鍵相接用于時(shí)間的校正及功能設(shè)置

31、；p1.7端口接5v的小蜂鳴器，用于按鍵發(fā)音和定時(shí)提醒，整點(diǎn)到時(shí)提醒等；為了提供共陽極led數(shù)碼管的列掃描驅(qū)動(dòng)電壓，用三極管9012作電源驅(qū)動(dòng)輸出；采用12mhz晶振，以提高妙計(jì)時(shí)的精確性。在設(shè)計(jì)中，外部電源系統(tǒng)產(chǎn)生+5v電壓，用于給cpu及顯示電路提供工作電壓，這是數(shù)字時(shí)鐘正常工作時(shí)的總電壓。整個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)，秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)

32、數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的累計(jì)。顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出，通過六個(gè)七段led顯示器顯示出來。校時(shí)電路是直接加一個(gè)脈沖信號(hào)到時(shí)計(jì)數(shù)器或者分計(jì)數(shù)器或者秒計(jì)數(shù)器來對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。小 結(jié)本章開始敘述了基于at89c52單片機(jī)的時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)的選題目的和意義，是我明白一個(gè)好的設(shè)計(jì)題目不僅可以鍛煉我們的動(dòng)手能力，加深我們對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)和激發(fā)我們對(duì)未知科學(xué)領(lǐng)域的探索，使的原本枯燥的學(xué)習(xí)變的更有趣味和更加形象，而且還要有廣闊的市場(chǎng)前景和好的經(jīng)濟(jì)效益。單片機(jī)作為當(dāng)今世界工礦企業(yè)運(yùn)用最為廣泛的一類控制芯片，有著其獨(dú)特的魅力，熟悉

33、單片機(jī)的發(fā)展情況是作為一名自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生所必須的，因此選題目的和意義介紹了單片機(jī)國內(nèi)外發(fā)展情況，包括單片機(jī)的發(fā)展歷程、組成、特點(diǎn)、分類、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，使我對(duì)單片機(jī)有了更加系統(tǒng)、全面的了解，為以后單片機(jī)的學(xué)習(xí)和研究起了好的開端。最后闡述了時(shí)鐘計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容和所做的工作，給整個(gè)設(shè)計(jì)起到了綱領(lǐng)性的指導(dǎo)作用。第二章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)方案的提出、論證和確定一 時(shí)鐘功能對(duì)于時(shí)鐘功能，需要在數(shù)碼管上顯示小時(shí)、分鐘和秒鐘，因此，可以在內(nèi)部存儲(chǔ)空間分別定義它們的顯示緩存空間，來存放小時(shí)、分鐘和秒鐘的bcd碼，各2個(gè)字節(jié)。由于時(shí)鐘是不能停止的，因此需要采用內(nèi)部定時(shí)器自動(dòng)計(jì)時(shí)，并使用定時(shí)器中斷處理

34、程序來定時(shí)進(jìn)行時(shí)間數(shù)值的刷新。52單片機(jī)的3個(gè)定時(shí)器都具有16位定時(shí)器的工作模式。當(dāng)晶振為12mhz時(shí)，16位定時(shí)器的最大定時(shí)值為65.536ms；要達(dá)到1秒鐘，可以采用兩種方法：采用一個(gè)定時(shí)器定時(shí)與軟件計(jì)數(shù)相結(jié)合的方法；或者采用兩個(gè)定時(shí)器級(jí)聯(lián)的方法。由于秒表在計(jì)時(shí)功能時(shí)也需要用到1個(gè)定時(shí)器，因此，我們采用第一個(gè)方法，只使用1個(gè)定時(shí)器，例如使用t0。為了達(dá)到較為準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)，使t0的溢出時(shí)間為50ms，使用一個(gè)字節(jié)作為軟件計(jì)數(shù)器st，計(jì)數(shù)值為20。定時(shí)器的中斷處理程序?qū)t進(jìn)行減1操作，當(dāng)st為0時(shí)，1秒到達(dá)，此時(shí)更新存放小時(shí)、分鐘、秒鐘的顯示緩存區(qū)。二 計(jì)時(shí)功能當(dāng)秒表用作計(jì)時(shí)功能時(shí)，也需要一個(gè)

35、定時(shí)器進(jìn)行10ms的定時(shí)，在本設(shè)計(jì)中使用單片機(jī)的timer1。在timer1的中斷處理程序中對(duì)ss和ss的緩存空間進(jìn)行更新，與上面類似。三 功能按鍵再看按鍵的處理。這4個(gè)鍵可以采用中斷的方法，也可以采用查詢的方法來識(shí)別。p1.0口按鍵用于調(diào)分和省電（數(shù)碼管不亮，時(shí)鐘不停），p1.1口按鍵主要功能在于時(shí)鐘/秒表功能切換和數(shù)值復(fù)位，p1.2口按鍵用于秒表清0、秒表啟動(dòng)、秒表暫停功能。而c鍵主要用于時(shí)間的設(shè)定和調(diào)整，需要比較準(zhǔn)確的控制。因此可以考慮，采用中斷的方法。四 中斷嵌套和控制現(xiàn)在在我的方案中有2個(gè)中斷，t0和t1中斷。這2個(gè)中斷的特點(diǎn)是：t0的工作是連續(xù)的，可以在誤差范圍內(nèi)可以被打斷但不可以

36、停止；t1的工作同樣可以在誤差范圍內(nèi)被打斷。為了實(shí)現(xiàn)led顯示器的數(shù)字顯示，可以采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件，接口復(fù)雜一些，有考慮到時(shí)鐘顯示只有6位，并且系統(tǒng)沒有其他復(fù)雜的處理任務(wù)，所以決定采用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)led的顯示。單片機(jī)采用易購的at89c52系列，這種單片機(jī)具有足夠的空余硬件資源，可以實(shí)現(xiàn)其他的擴(kuò)充功能。如果考慮使用電池供電，則可采用lv系列單片機(jī)。時(shí)鐘計(jì)時(shí)器電路的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖2.1所示按鍵開關(guān)用來實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的啟動(dòng)、停止調(diào)時(shí)及功能設(shè)置。單片機(jī)at89c52通過內(nèi)部程序把采集到的信號(hào)經(jīng)過p0口輸出段碼數(shù)據(jù)給6位led顯示器，p2口作為列掃描輸

37、出，把輸出信號(hào)作為6位led顯示器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。小蜂鳴器，用于按鍵發(fā)音，定時(shí)提醒，整點(diǎn)到時(shí)提醒等，當(dāng)按鍵開關(guān)進(jìn)行以上功能設(shè)定和調(diào)整時(shí)，蜂鳴器會(huì)通過單片機(jī)at89c52的輸出信號(hào)發(fā)出長(zhǎng)短不同的聲音。五 時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路時(shí)鐘計(jì)時(shí)器的硬件電路圖見附錄圖2.0。該電路采用at89c52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)，單片機(jī)的最小化系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必須的外圍元件，主要可以分成時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，我們采用的是at89c52芯片，它內(nèi)部自帶8k的flash程序存儲(chǔ)器，一般情況下，這8k的存儲(chǔ)空間足夠我們使用，所以我們只用芯片內(nèi)部的8k程序存儲(chǔ)器。單片機(jī)的時(shí)鐘電路有一個(gè)12m的晶振和兩個(gè)30pf的小電容組成

38、，它們決定了單片機(jī)的工作時(shí)間精度為1微秒。復(fù)位電路由22uf的電容和1k的電阻及in4148二極管組成，以前教科書上常推薦用10uf電容和10k電阻組成復(fù)位電路，這里我們根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)選用22uf的電容和1k的電阻，其好處是在滿足單片機(jī)可靠復(fù)位的前提下降低了復(fù)位引腳的對(duì)地阻抗，可以顯著增強(qiáng)單片機(jī)復(fù)位電路的抗干擾能力。二極管的作用是起快速泄放電容電量的功能，滿足短時(shí)間多次復(fù)位都能成功。如圖2.2：采用共陽七段led顯示器，其管腳a-g,ap與單片機(jī)at89c52的p0口相連；p0口輸出段碼數(shù)據(jù)；為保證其輸出的電平和led顯示器所需的電平相匹配，在它們之間加74ls244；p2.0-p2.5作為列掃

39、描輸出，作為led數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，為了提供共陽led數(shù)碼管的列掃描驅(qū)動(dòng)電壓，用三極管9012作電源驅(qū)動(dòng)輸出； p1.0，p1.1， p1.2和 p1.3口接4個(gè)按鈕開關(guān)，用于調(diào)時(shí)及功能設(shè)置；p1.7端口接5v的小蜂鳴器，用于按鍵發(fā)音，定時(shí)提醒，整點(diǎn)到時(shí)提醒等；采用12mhz晶振，可提高秒計(jì)時(shí)的精確性。其連線如圖2.3：第二節(jié) 元件選擇一 at89c52芯片本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)為at89c52，如圖2.4是其管腳圖，at89c52是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only mem

40、ory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。它的可擦除只讀存儲(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at89c52是一種高效微控制器。at89c52單片機(jī)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。主要性能參數(shù)：低功耗空閑和掉電模式與mcs51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重擦寫flash閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0hz24mhz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器2568字節(jié)內(nèi)部ram32個(gè)可編程i/o口線3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)

41、數(shù)器8個(gè)中斷源可編程串行uart通道功能特性概述：at89c52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部ram，32個(gè)i/o口線，3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)，at89c52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?？臻e方式停止cpu的工作，但允許ram，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。如圖2.5引腳功能說明：vcc：電源電壓，gnd：地 ，p0口：p0口是一組8位漏極開路型雙向i/o口，

42、也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(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)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)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)（吸收或輸出電流）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，此時(shí)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（ii

43、l）。與at89c51不同之處是，p1.0和p1.1還可分別作為定時(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），flash編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8位地址。參見表1。表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捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制）p2口：p2是一個(gè)帶有內(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)（吸收或輸出電流）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，此時(shí)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

44、部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（iil）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movxdptr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)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movxri指令）時(shí)，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片復(fù)位。特殊功能寄存器：at89c52片內(nèi)存儲(chǔ)器中，80hffh共128個(gè)單元為特殊功能寄存器（sfe），sfr的地址映象如表2所示。并非所有的地址都被定義，從80hffh共128個(gè)字節(jié)只有一部分被定義，還有相當(dāng)一部分沒有定義。對(duì)

45、沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失，不應(yīng)將數(shù)據(jù)“1”寫入未定義的單元，對(duì)于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。見表2at89c52除了與at89c51所有的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外，還增加了一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2。定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的控制狀態(tài)位位于t2con（見表3）t2mod（見表4），寄存器對(duì)（rca02h、rcap2l）是定時(shí)器2在16位捕獲方式或16位自動(dòng)重裝載方式下的捕獲/自動(dòng)重裝載寄存器。見表3ea/vpp：外部訪問允許。欲使cpu僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000hffffh），ea端必須保持低

46、電平（接地）。需注意的是：如果加密位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)部程序存儲(chǔ)器中的指令。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v編程電壓vpp。xtal1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。中斷寄存器：at89c52有6個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，ie寄存器控制各中斷位，ip寄存器中6個(gè)中斷源的每一個(gè)可定為2個(gè)優(yōu)先級(jí)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：at89c52有256個(gè)字節(jié)的內(nèi)部ram，80hffh高128個(gè)字節(jié)與特殊功能寄存器（sfr）地址是重疊的，也

47、就是高128字節(jié)的ram和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它們是分開的。當(dāng)一條指令訪問7fh以上的內(nèi)部地址單元時(shí)，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高128字節(jié)ram還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。例如，下面的直接尋址指令訪問特殊功能寄存器0a0h（即p2口）地址單元。mov0a0h，data。間接尋址指令訪問高128字節(jié)ram，例如，下面的間接尋址指令中，r0的內(nèi)容為0a0h，則訪問數(shù)據(jù)字節(jié)地址為0a0h，而不是p2口（0a0h）。movr0，data堆棧操作也是間接尋址方式，所以，高128位數(shù)據(jù)ram亦可作為堆棧區(qū)使用。定時(shí)器0

48、和定時(shí)器1：at89c52的定時(shí)器0和定時(shí)器1的工作方式與at89c51相同。定時(shí)器2：定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。它既可當(dāng)定時(shí)器使用，也可作為外部事件計(jì)數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能寄存器t2con（如表3）的c/t2位選擇。定時(shí)器2有三種工作方式：捕獲方式，自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由t2con的控制位來選擇，參見表4。表4定時(shí)器2工作方式 pclk+tclkcp/rl2tr2mode00116-bitauto-reload01116-bitcapture1x1baudrategeneratorxx0（off）定時(shí)器2由兩個(gè)8位寄存器th2和tl2組

49、成，在定時(shí)器工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期tl2寄存器的值加1，由于一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)振蕩時(shí)鐘構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/12。在計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，當(dāng)t2引腳上外部輸入信號(hào)產(chǎn)生由1至0的下降沿時(shí)，寄存器的值加1，在這種工作方式下，每個(gè)機(jī)器周期的5sp2期間，對(duì)外部輸入進(jìn)行采樣。若在第一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為1，而在下一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為0，則在緊跟著的下一個(gè)周期的s3p1期間寄存器加1。由于識(shí)別1至0的跳變需要2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期），因此，最高計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/24。為確保采樣的正確性，要求輸入的電平在變化前至少保持一個(gè)完整周期的時(shí)間，以保證輸入信號(hào)至少被采樣一次。在方式1

50、和方式3中，波特率由定時(shí)器2的溢出速率根據(jù)下式確定：方式1和3的波特率定時(shí)器的溢出率/16。捕獲方式：在捕獲方式下，通過t2con控制位exen2來選擇兩種方式。如果exen20，定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出時(shí)，對(duì)t2con的溢出標(biāo)志tf2置位，同時(shí)激活中斷。如查exen21，定時(shí)器2完成相同的操作，而當(dāng)t2ex引腳外部輸入信號(hào)發(fā)生1至0負(fù)跳變時(shí)，也出現(xiàn)th2和tl2中的值分別被捕獲到rcap2h和rcap2l中。另外，t2ex引腳信號(hào)的跳變使得t2con中的exf2置位，與tf2相仿，exf2也會(huì)活中斷。捕獲方式如圖2.6所示。自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)器）方式：當(dāng)定時(shí)器2工

51、作于16位自動(dòng)重裝載方式時(shí)，能對(duì)其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式，這個(gè)功能可通過特殊功能寄存器t2con的dcen位（允許向下計(jì)數(shù)）來選擇的。復(fù)位時(shí)，dcen位置“0”，定時(shí)器2默認(rèn)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)。當(dāng)dcen置位時(shí)，定時(shí)器2既可向上計(jì)數(shù)也可向下計(jì)數(shù)，這取決于t2ex引腳的值，參見圖2.7，當(dāng)dcen0時(shí)，定時(shí)器2自動(dòng)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)，在這種方式下，t2con中的exen2控制位有兩種選擇，若exen20，定時(shí)器2為向上計(jì)數(shù)至0ffffh溢出，置位tf2激活中斷，同時(shí)把16位計(jì)數(shù)寄存器rcap2h和rcap2l重裝載，rcap2h和rcap2l的值可由軟件預(yù)置。若exen21，定時(shí)器2的16位重裝載由溢

52、出或外部輸入端t2ex從1至0的下降沿觸發(fā)。這個(gè)脈沖使exf2置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷。當(dāng)dcen1時(shí)，允許定時(shí)器2向上或向下計(jì)數(shù)，如圖2.8所示。這種方式下，t2ex引腳控制計(jì)數(shù)器方向。t2ex引腳為邏輯“1”時(shí)，定時(shí)器向上計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)0ffffh向上溢出時(shí)，置位tf2，同時(shí)把16位計(jì)數(shù)寄存器rcap2h和rcap2l載到th2和tl2中。t2ex引腳為邏輯“0”時(shí)，定時(shí)器2向下計(jì)數(shù)，當(dāng)th2和tl2中的數(shù)值等于rcap2h和rcap2l中的值時(shí)，計(jì)數(shù)溢出，置位tf2，同時(shí)將0ffffh數(shù)值重新裝入定時(shí)寄存器中。當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2向上溢出或向下溢出時(shí)，置位exf2位。定時(shí)器既能工作于定

53、時(shí)方式也能工作于計(jì)數(shù)方式，在大多數(shù)的應(yīng)用中，是工作在定時(shí)方式（c/t20）。定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器時(shí)，與作為定時(shí)器的操作是不同的，通常作為定時(shí)器時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期（1/12振蕩頻率）寄存的值加1，而作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，在每個(gè)狀態(tài)時(shí)間（1/2振蕩頻率）寄存器的值加1。波特率的計(jì)算公式如下：方式1和3的波特率振蕩頻率/3265536-（rcap2h，rcap2l）式中（rcap2h，rcap2l）是rcap2h和rcap2l中的16位無符號(hào)數(shù)。定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，t2con中的rclk或tclk1時(shí)，波特率工作方式才有效。在波特率發(fā)生器工作方式中，th2翻轉(zhuǎn)不能使tf2置位，故而

54、不產(chǎn)生中斷。但若exen2置位，且t2ex端產(chǎn)生由1至0的負(fù)跳變，則會(huì)使exf2置位，此時(shí)并不能將（rcap2h，rcap2l）的內(nèi)容重新裝入th2和tl2中。所以，當(dāng)定時(shí)器2作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，t2ex可作為附加的外部中斷源來使用。需要注意的是，當(dāng)定時(shí)器2工作于波特率器時(shí)，作為定時(shí)器運(yùn)行（tr21）時(shí)，并不能訪問th2和tl2。因?yàn)榇藭r(shí)每個(gè)狀態(tài)時(shí)間定時(shí)器都會(huì)加1，對(duì)其讀寫將得到一個(gè)不確定的數(shù)值。然而，對(duì)rcap2則可讀而不可寫，因?yàn)閷懭氩僮鲗⑹侵匦卵b載，寫入操作可能令寫和/或重裝載出錯(cuò)。在訪問定時(shí)器2或rcap2寄存器之前，應(yīng)將定時(shí)器關(guān)閉（清除tr2）。中斷：at89c52共有6個(gè)中斷向

55、量：兩個(gè)外中斷（int0和int1），3個(gè)定時(shí)器中斷（定時(shí)器0、1、2）和串行口中斷。所有這些中斷源如圖2.9所示。這些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器ie的置位或清0來控制每一個(gè)中斷的允許或禁止。ie也有一個(gè)總禁止位ea，它能控制所有中斷的允許或禁止。注意表5中的ie.6為保留位，在at89c51中的ie.5也是保留位。程序員不應(yīng)將“1”寫入這些位，它們是將來at89系列產(chǎn)品作為擴(kuò)展用的。定時(shí)器2的中斷是由t2con中的tf2和exf2邏輯或產(chǎn)生的，當(dāng)轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，這些標(biāo)志位不能被硬件清除，事實(shí)上，服務(wù)程序需確定是tf2或exf2產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標(biāo)志位。定時(shí)器0和定時(shí)器1的標(biāo)志

56、位tf0和tf1在定時(shí)器溢出那個(gè)機(jī)器周期的s5p2狀態(tài)置位，而會(huì)在下一個(gè)機(jī)器周期才查詢?cè)撝袛鄻?biāo)志。然而，定時(shí)器2的標(biāo)志位tf2在定時(shí)器溢出的那個(gè)機(jī)器周期s2p2狀態(tài)置位，并在同一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)查詢到該標(biāo)志。時(shí)鐘振蕩器：at89c52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1和xtal2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖2.10。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容c1、c2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容c1、c2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pf10pf，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pf10pf。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖右圖所示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到x