數(shù)字鐘硬件課設(shè)

1、基于單片機(jī)STC89S52勺數(shù)字鐘設(shè)計(jì)課題：基于單片機(jī)的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)_學(xué)院（部）：電子與信息工程系_專業(yè)班級(jí)： 電信1004班學(xué)生姓名：劉祥指導(dǎo)教師：張士軍2014年6月1. 引言隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)的使用已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中的各個(gè) 領(lǐng)域，幾乎很難找到有哪個(gè)領(lǐng)域沒有使用單片機(jī)的蹤跡。 導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各 種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處 理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用 說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了

2、。本文設(shè)計(jì)的電子萬年歷屬于小型智能家用電子產(chǎn)品。 利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí) 時(shí)鐘芯片進(jìn)行記時(shí)，外加掉電存儲(chǔ)電路和顯示電路， 可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整和顯示。電子 萬年歷既可廣泛應(yīng)用于家庭，也可應(yīng)用于銀行、郵電、賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、企 業(yè)、商店等相關(guān)行業(yè)的大廳，以及單位會(huì)議室、門衛(wèi)等場(chǎng)所。因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng) 重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。2. 關(guān)于單片機(jī)2.1單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場(chǎng)合的需要， 加之單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉 等特點(diǎn)，因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級(jí)計(jì)算 器、家用

3、電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機(jī)的潛力越來越被人們所重視。特別是當(dāng)前用 CMOS：藝制成的各種單片機(jī)，由 于功耗低，使用的溫度范圍大，抗干擾能力強(qiáng)、能滿足一些特殊要求的應(yīng)用場(chǎng)合，更 加擴(kuò)大了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，也進(jìn)一步促使單片機(jī)性能的發(fā)展。而現(xiàn)在單片機(jī)在液晶 顯示上也有了很多的應(yīng)用。隨著科技不斷進(jìn)步，各種顯示技術(shù)如雨后春筍般誕生，由于液晶顯示器（LCD具有輕 薄短小、低耗電量、無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，在近年 來價(jià)格不斷下跌的吸引下，逐漸取代CRT之主流地位，顯示器明日之星架勢(shì)十足。液 晶顯示器件從初期的實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)在的生產(chǎn)廠家，已

4、形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力，使液晶 顯示形成了獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)部門。 而今，液晶顯示已經(jīng)應(yīng)用于人們生產(chǎn)、 生活中的各個(gè)領(lǐng) 域，人們時(shí)時(shí)處處都要與這一神奇而又普通的產(chǎn)品打交道。液晶顯示技術(shù)以它跨越多學(xué)科的工作原理，高技術(shù)、專業(yè)化的制造工藝使它披上了一層神秘的面紗， 而它輕巧 薄形的體態(tài)，獨(dú)特而理想的性能以及廣泛的應(yīng)用價(jià)值，又使它充滿魅力，深深地吸引 著人們。在單片機(jī)技術(shù)日趨成熟的今天，其靈活的硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)， 讓單片 機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎是從小的電子產(chǎn)品，到大的工業(yè)控制，單片機(jī)都起到了舉 足輕重的作用。單片機(jī)小的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾乎是所有具有可編程硬件的一個(gè)縮影，可謂是“麻雀雖小，肝膽俱全”，單片

5、機(jī)的學(xué)習(xí)和研究是對(duì)微機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究的簡(jiǎn)捷途徑。在目前，用戶對(duì)單片機(jī)的需要越來越多，但是，要求也越來越高，因此，單片機(jī) 也在不斷的發(fā)展和進(jìn)步。單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步主要反映在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功率消耗、外部電 壓等級(jí)以及制造工藝上。在這幾方面，較為典型地說明了數(shù)字單片機(jī)的水平。下面分 別就這三個(gè)方面說明單片機(jī)的技術(shù)進(jìn)步狀況。(1) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)步單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來越多的部件， 這些部件包括一般常用的電路，例如： 定時(shí)器，比較器，A轉(zhuǎn)換器，D /A轉(zhuǎn)換器，串行通信接口， Watchdog電路，LCD控 制9器等。有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)，內(nèi)部含有局部網(wǎng)絡(luò)控制模塊CAN。 例如，Infin

6、eon 公司的 C 505C, C515C，C167CR，C167CS-32FM, 81C90; Motorola 公司的68HC08AZ系列等。特別是在單片機(jī)C167CS-32FM中，內(nèi)部還含有2個(gè)CAN。 因此，這類單片機(jī)十分容易構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。特別是在控制，系統(tǒng)較為復(fù)雜時(shí)，構(gòu)成一個(gè)控 制網(wǎng)絡(luò)十分有用。為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有 的單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置了專門用于變頻控制的脈寬調(diào)制控制電路，這些單片機(jī)有Fujitsu公司的 MB89850 系列、MB89860 系列；Motorola 公司的 MC68HC08MR16、MR24 等。在這些單片機(jī)中，脈寬調(diào)制電路

7、有6個(gè)通道輸出，可產(chǎn)生三相脈寬調(diào)制交流電壓， 并內(nèi)部含死區(qū)控制等功能。(2) 功耗、封裝及電源電壓的進(jìn)步現(xiàn)在新的單片機(jī)的功耗越來越小， 特別是很多單片機(jī)都設(shè)置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等工作方式。Philips公司的單片機(jī)P87LPC762是一個(gè)很典型的例子，在空閑時(shí)，其功耗為 1.5 mA而在節(jié)電方式中，其 功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人驚嘆的是 TI公司的單片機(jī)MSP43係列，它是一 個(gè)16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1 LPM3 LPMQ種。當(dāng)電源為3V時(shí)，如果工作于LMP1方式，即使外圍電路處于活動(dòng)，由于 CPU不活動(dòng)，

8、振蕩器處于14MHz這時(shí)功耗只有50?A在LPM3時(shí)，振蕩器處于32kHz,這時(shí)功 耗只有1.3?A。在LPM4寸，CPU外圍及振蕩器32kHz都不活動(dòng)，則功耗只有0.1?A?，F(xiàn)在單片機(jī)的封裝水平已大大提高，隨著貼片工藝的出現(xiàn)，單片機(jī)也大量采用了 各種合符貼片工藝的封裝方式出現(xiàn)，以大量減少體積。在這種形勢(shì)中，Microchip公司推出的8引腳的單片機(jī)特別引人注目。這是PIC12CXX）系列。它含有0.52K程序 存儲(chǔ)器，25128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，6個(gè)I/O端口以及一個(gè)定時(shí)器，有的還含4道A/D， 完全可以滿足一些低檔系統(tǒng)的應(yīng)用。擴(kuò)大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作 是今天單片機(jī)發(fā)展的目標(biāo)

9、之一。目前，一般單片機(jī)都可以在3.35.5V的條件下工作。 而一些廠家，則生產(chǎn)出可以在2.26V的條件下工作的單片機(jī)。這些單片機(jī)有Fujitsu 公司的MB891989195, MB8912125A, MB8913C系列等，應(yīng)該說該公司的F2MC-8L 系列單片機(jī)絕大多數(shù)都滿足 2.26V的工作電壓條件。而TI公司的MSP430X11系列 的工作電壓也是低達(dá)2.2V的。（3）工藝上的進(jìn)步現(xiàn)在的單片機(jī)基本上采用CMO技術(shù)，但已經(jīng)大多數(shù)采用了 0.6?m以上的光刻工 藝，有個(gè)別的公司，如 Motorola公司則已采用0.35?m甚至是0.25?m技術(shù)。這些技 術(shù)的進(jìn)步大大地提高了單片機(jī)的內(nèi)部密度和

10、可靠性。單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢(shì)下，可靠性及應(yīng)用越來越高的水平和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明 顯的走向。所集成的部件越來越多；NS （美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體）公司的單片機(jī)已把語音、 圖象部件也集成到單片機(jī)中，也就是說，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路， 而不 在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機(jī)。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用 電路。功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多也將會(huì)成為單片機(jī)的一個(gè)發(fā)展的方向。 隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和 進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來越小，甚至難以辨認(rèn)。3.方案選擇由于現(xiàn)在市面上的電子萬年歷的種類比較多，因此

11、到底選擇什么樣的方案在設(shè) 計(jì)中是至關(guān)重要的。正確地選擇方案就可以使產(chǎn)品更加人性化，并且可以減小開發(fā)的難度，縮短開發(fā)的周期，降低產(chǎn)品的成本等等，因此就會(huì)被人們普遍接受，并且能夠 更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)其自身的價(jià)值。下面我們就擬訂了兩種方案，希望能夠選擇一種性價(jià)比高的方案?；赟TC89C5單片機(jī)的電子萬年歷設(shè)計(jì)不使用時(shí)鐘芯片，而直接用 STC89C52單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子萬年歷設(shè)計(jì)。STC89C52 是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS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)擦寫1000余次。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，ATM

12、E的 STC89C52是一種高效微控制器， 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。若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，利用它的一個(gè) 16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每50ms產(chǎn)生一個(gè)中斷信 號(hào)，中斷20次后產(chǎn)生一個(gè)秒信號(hào)，然后根據(jù)時(shí)間進(jìn)制關(guān)系依次向分、時(shí)、日、星期、 月、年進(jìn)位。這樣就實(shí)現(xiàn)了直接用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子萬年歷設(shè)計(jì)。用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子萬年歷設(shè)計(jì)，無須外接其他芯片，充分利用了單片機(jī)的資源。 但是精度不夠高，誤差較大，掉電后丟失所有數(shù)據(jù)，軟件編程較復(fù)雜。4. 摘要隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和信息化時(shí)代的來臨，各種各樣的小型智能家電產(chǎn)品陸續(xù)出現(xiàn)在我們的生活當(dāng)中。日歷是人們不可或缺的日常用品。但一般日歷都為紙

13、 制用品，使用不便，壽命不長(zhǎng)。電子萬年歷采用智能電子控制和顯示技術(shù)，改善了紙 制日歷的缺陷。本設(shè)計(jì)以 STC89S5洋片機(jī)為核心，構(gòu)成單片機(jī)控制電路， STC89C52 是一種帶8K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（PEROM的低電壓、高性能CMOS 8 位為控制器。該器件采用 ATMEL非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51和80C52指令集和輸出管腳相兼容。結(jié)合 DS1302時(shí)鐘芯片和24C02 FLASH存儲(chǔ)器， 完成時(shí)間的自動(dòng)調(diào)整和掉電保護(hù)，全部信息用液晶顯示。時(shí)間、日期調(diào)整由三個(gè)按鍵 來實(shí)現(xiàn)，并可對(duì)鬧鈴開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。日歷能顯示陽歷和陰歷年、月、日以及星期、時(shí)、 分、秒。在顯示

14、陰歷月份時(shí)，能標(biāo)明是否閏月。關(guān)鍵詞：電子萬年歷；單片機(jī)；時(shí)鐘芯片；FLASH存儲(chǔ)器；液晶顯示5、項(xiàng)目概述設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字鐘，能夠顯示年、月、日、時(shí)、分、秒等信息，并 支持時(shí)間的設(shè)定、鬧鐘等功能。5.1設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)背景采用單片機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字鐘：時(shí)鐘的生成、計(jì)數(shù)、譯碼顯示、按鍵調(diào)時(shí)等均可以利用單片 機(jī)內(nèi)部的功能模塊完成。只要單片機(jī)內(nèi)部具有定時(shí)器、中斷、 I/O、RS232等模塊就 能夠滿足選型基本要求，可用的單片機(jī)型號(hào)廣泛、并且價(jià)格低廉。系統(tǒng)的精度能夠保 證，如單片機(jī)選型恰當(dāng)也能滿足電池供電應(yīng)用。此外，系統(tǒng)除了可以選用一片單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)所有功能的方案外，還可以采用單片機(jī) +時(shí)鐘芯片、單片機(jī)+

15、顯示芯片、單片機(jī)+ 時(shí)鐘芯片+顯示芯片等多芯片的各種設(shè)計(jì)方案。5.2項(xiàng)目功能指標(biāo)5.2.1基本要求 基于單片機(jī)，單片機(jī)型號(hào)自選; 至少12位信息顯示（年2位，月2位，日2位，時(shí)2位，分2位，秒2位）, 顯示可用LED數(shù)碼管，也可用液晶顯示； 精度要求：1小時(shí)誤差1s； 可通過外部按鍵進(jìn)行時(shí)間的設(shè)定； 系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，不會(huì)有按鍵響應(yīng)錯(cuò)誤、運(yùn)行狀態(tài)混亂等不足。5.2.2發(fā)揮部分1）支持鬧鐘功能；2）支持2節(jié)以內(nèi)電池供電；3）具有掉電存儲(chǔ)功能，可以存儲(chǔ)掉電前的系統(tǒng)時(shí)間信息，再次上電后系統(tǒng)自動(dòng)調(diào) 用掉電時(shí)的時(shí)間，并從此時(shí)間開始新的計(jì)時(shí)；4）時(shí)間的設(shè)定、調(diào)整可通過 COM端口，由PC端程序完成；其它功能

16、。5.3系統(tǒng)框圖數(shù)碼管顯示STC89C鍵盤矩陣模塊52單片機(jī)電源LED狀態(tài)顯示5.4程序設(shè)計(jì)框圖開始系統(tǒng)初始化顯示年月日時(shí)分秒5.5模塊說明a. 數(shù)碼管顯示模塊：用數(shù)碼管顯示時(shí)間、環(huán)境溫度、電網(wǎng)頻率及電壓溫度轉(zhuǎn) 換模塊：測(cè)量環(huán)境溫度，并經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)。b. 鍵盤和狀態(tài)顯示模塊：用可編程并行I/O芯片8255接狀態(tài)顯示所用的發(fā)光 二極管及選擇各功能的鍵盤。c. 電源模塊：向各用電系統(tǒng)提供電源。d. LED狀態(tài)顯示模塊：用于在調(diào)節(jié)數(shù)字鐘年月日、時(shí)分秒時(shí)選定設(shè)置位的顯 示。6. 實(shí)驗(yàn)開發(fā)板簡(jiǎn)介及開發(fā)板模塊介紹6.1開發(fā)板簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)是采用HL-1型開發(fā)板，上面有8位LED流水燈，6位共陰極數(shù)碼

17、管，USB供 電，USB下載，4X4矩陣鍵盤，STC89C52芯片，74HC573數(shù)碼管鎖存，復(fù)位電路 等，用上述幾個(gè)模塊就可以做出簡(jiǎn)單的數(shù)字鐘。6.2STC89C52STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在 系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改 VCC143:T2EX.P1/ 匚230 Pt C ADCIF1-2E338h Pt 1 iADPK3匚437 PC2P1.4 C5305 PC 3 i：AD31(MCSI.P1.5 匚6遷 PC 4 (AD4(Miso Pi e c7343 PC f (A

18、DS i:SOP .P1.T匚&33 PC t (AM-1氏5T匚0二 PC 7 (AD7)(RXDF3lO 匚031p EppiTXD.PJ/ 匚1130p ALEROGPlTC匚122&b pser,FTT PJ.3L132S P2 7 (Alt：(TO. P3 4 匚14y P2 (Ali：i：T1 .PJ.5 匚1520 P2 f i：AT3：?jiǎn)蘁3E匚Ifl25 P24A12)R2.PS.7 匚1724 P23(A11KTAL2 匚523 P2.2 (A10)XTAL1C1自22, P21 鬧GND匚2021 P2 0 (A8I進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備 的功能。在單芯片上，

19、擁有靈巧的8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52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。具 有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512 字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM ,MAX810 復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié) 構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié) 構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停 止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片

20、機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。（1）主要電源引腳 VCC電源端 GND接地端（2）EA控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST ALE/PROG、PSEN和EA/VPP RST復(fù)位輸入端。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平 將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE （地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址 的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率 的1/6 ）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一

21、個(gè)ALE脈沖。在對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。 PSEN 程序存儲(chǔ)允許（PSEN ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)STC89C52/LV5曲外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效（既輸出2個(gè)脈沖）。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(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外部訪問允許端。要使CPU只訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HH FFFFH，則EA端必須保持低電平（接到 GND端）。當(dāng)EA端保持高電平（接VSS端） 時(shí)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。（4）輸入/輸出引腳 P0.0 P0.7、P1.

22、0P1.7、P2.0P2.7 和 P3.0P3.7 P0端口（ P0.0P0.7 ） P0是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O端口。作為輸出 口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8個(gè)TTL輸入，對(duì)端口寫1時(shí)，又可作高阻抗 輸入端用。 P1端口（ P1.0P1.7 ） P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。作輸入口時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2端口 （P2.0P2.7） P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O端口。P

23、2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P3端口（ P3.0P3.7） 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“ T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，這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為STC89C52勺一些特殊功能，這些特殊功能見表 3-1。6.3 6位共陰極數(shù)碼管與74HC573數(shù)碼管鎖存器6.3.1 6位共陰

24、極數(shù)碼管可顯示內(nèi)容：數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)和部分英文字符、符號(hào)。特點(diǎn)：自發(fā)光、亮度高，特別適合環(huán)境亮度低的場(chǎng)合使用。、牢固，不怕沖擊。數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。6位共陰極數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)方式數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼 管 的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形， 取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM端電路的控制，所以我們只要 將需要顯示的

25、數(shù)碼管的 選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制 各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流 顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)， 不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一 樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。6.3.2 74HC573數(shù)碼管鎖存器SL74HC573跟LS/AL573的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS ? 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALST

26、TL輸出兼容。? 當(dāng)鎖存使能端為高時(shí)，這些器件的鎖存對(duì) 于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖 存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù) 據(jù)會(huì)被鎖存。74HC573和74LS373原理一樣，8數(shù)據(jù)鎖存 器。主要用于數(shù)碼管、按鍵等的控制。HL-1/HJ-3G/HJ-C52用于控制驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，也可以 用于控制驅(qū)動(dòng)8X8點(diǎn)陣管。共陰數(shù)碼管字形碼表0x3f , 0x06,0x5b , 0x4f , 0x66 ,012340x6d , 0x7d , 0x07,0x7f , 0x6f ,567890x77,0x7 c , a blACH EN/BLE :斗 A1niiTPirTFNULRjF0x39,0

27、x5e , 0x79,0x71 , 0x00 c d e f g章土主D!15?T5T5c c affiC573J VCC數(shù) 碼管的ABCDE FGH對(duì)應(yīng)74HC573-1苦片遽至 3二處丄巳二WseUDoId 口二W m U H 工 口 二 | 工 L： H - 口 Z：-R5 善予 flQQQW3QSQQIQ I 3 3 4 xw 7 * 1DR md!De-DwD0D7分 別 按卩(1O(U7 口臨位其陰數(shù)碼管?？靪&milrDT4X 4矩陣鍵盤矩陣鍵盤的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，可以節(jié)約大量的I/O 口資源。KIe 証 Pse|eePSS3P3.0WRRD島獨(dú)立鍵盤碑翌門廠Bese門廠匪牡牛

28、廠匪詰曠S9P3.1S10SJ4SUS12SIC廠匪露曠 廠SESEf 廠fifeSEfi4X4矩陣鍵盤P3.2JNT1LCDENRSKD7關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)施描述7.1總體程序流程圖開始時(shí)間、定時(shí)器初始化判斷是否為閏年判斷按鍵次數(shù)對(duì)LED燈進(jìn)行設(shè)定J 定時(shí)器溢出后產(chǎn)生中斷，時(shí)間間隔設(shè)定為1S自動(dòng)走時(shí)進(jìn)位系統(tǒng)按鍵輸入掃描進(jìn)行年月日或者時(shí)分秒的調(diào)整將結(jié)果送入六位數(shù)碼管顯示進(jìn) 行年月日或時(shí)分秒的顯示7.2閏年判斷過程將年份后兩位除以四，能夠整除的是閏年，標(biāo)志位leap為1,不能整除的是平年，標(biāo)志位為07.3二月份28日和29日的處理將閏年和平年的12個(gè)月份分別列出來，形成兩個(gè)一維數(shù)組，然后將兩個(gè)數(shù)組合并

29、形成一個(gè)二維數(shù)組，在上述閏年判斷過程中有一個(gè)標(biāo)志位，當(dāng)leap為1時(shí)，在進(jìn)行月的調(diào)整時(shí)，選擇第一個(gè)數(shù)組，2月為28天；當(dāng)leap為0時(shí)，選擇第二個(gè)數(shù)組，2月 為29天。7.4定時(shí)器延時(shí)模塊本實(shí)驗(yàn)采用定時(shí)器溢出中斷的方式來進(jìn)行延時(shí)，先簡(jiǎn)要介紹一下STC89C52內(nèi)部計(jì)時(shí) 器及中斷方式定時(shí)器結(jié)構(gòu)定時(shí)器實(shí)質(zhì)是加一計(jì)數(shù)器，有高八位和第八位兩個(gè)寄存器組成。 TMOD是定時(shí)/計(jì)數(shù) 器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能； TCON是控制寄存器，控制T0、T1的 啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。加1計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來源：一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來;一個(gè)是T0或T1引腳輸入的外部脈沖

30、源。每來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1,向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)計(jì)數(shù) 器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿。 可見，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。7.4.1工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器用于設(shè)置定時(shí) 計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于 T0，高四位用于T1, 其格式如下7萌和知Op字節(jié)地址:89H.GA1EC/t JMlM0GATEC/S-MlMOTMOD.GATE為門控位 C/TA為定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位本實(shí)驗(yàn)選擇定時(shí)

31、模式，M1、M2為工作方式設(shè)置位定時(shí)/計(jì)數(shù)器工柞方或設(shè)置表1 KLMO工作方式P說明門DO方式2押位定時(shí)/計(jì)數(shù)器卩01歳卩16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器卩10方式2日位自動(dòng)重裝定時(shí)/計(jì)數(shù)器喂IIP方式加T0分施兩個(gè)獨(dú)遼的8位定時(shí)卅數(shù)器；H此方式停止計(jì)數(shù)石驗(yàn)只用到了定時(shí)器T0，故只關(guān)心低四位。且其工作方式選擇方式 2, 8位自動(dòng)重裝定 時(shí)器。742控制寄存器TCONTCON的作用是控制定時(shí)器的啟、停，標(biāo)志定時(shí)器溢出和中斷情況。低四位用于控制 外部中斷，高四位用于定時(shí)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如下：位f-7*和3p2p1q帥字節(jié)地址：88H.TF1TR1TF0TR0h4TCON.各位定義如下:TF1 :定時(shí)器

32、1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件使TF1置“ 1 ”，并且申 請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清“ 0”，在查詢方式下用軟件清“ 0” R1 :定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件清“ 0”關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且INT1為高 電平時(shí)，TR1置“1”啟動(dòng)定時(shí)器1;當(dāng)GATE=0，TR1置“ 1”啟動(dòng)定時(shí)器1。TF0 :定時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同 TF1TR0 :定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同 TR17.5中斷系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)7.5.1中斷允許寄存器IE1也 2幻242CM字節(jié)地址：A8H|陰hid|es|ET1 ET0EXO1巴各單路開關(guān)總開關(guān)位査詢機(jī)構(gòu)INTOIE

33、OTFOETO中斷入口IE1EXITF1ET1TIiES中斷入口申斷源志位高中斷級(jí)中斷請(qǐng)求內(nèi)部 串行口申斷源志位低中斷級(jí) 中斷請(qǐng)求RITR壽點(diǎn)衆(zhòng)FA7 TP器稈眾外部中斷 請(qǐng)求0內(nèi)部定時(shí)器0INT1外部中斷諳求 內(nèi)部 定時(shí)器1EXO(IE.O)，外部中斷 0 允許位；(interrupt controller of external interrupt)ETO(IE.I), 定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T0 中斷允 許位； (interrupt controller of Timer0 interrupt) EX1(IE.2)，外部中斷 0 允許位；ET1(IE.3)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷允許位；ES

34、(IE.4),串行口 中斷允許位；(interrupt controller of serial port) EA (IE.7) , CPU 中 斷允許(總允許)位(global all interrupt)本實(shí)驗(yàn)中EA=1，ET0=17.6延時(shí)時(shí)間相關(guān)參數(shù)的計(jì)算及設(shè)定本實(shí)驗(yàn)的理想情況是在定時(shí)計(jì)數(shù)器溢出的整數(shù)個(gè)周期恰好為1s,實(shí)際情況有所區(qū)別。本實(shí)驗(yàn)芯片內(nèi)部時(shí)鐘芯片工作頻率為11M左右，在定時(shí)計(jì)數(shù)器溢滿從0開始到256,所用的時(shí)間為1 十 11M X 12X 256=279.3us那么延時(shí)一秒鐘所需的循環(huán)次數(shù)大約是：1 十 279.3X 1000000=3580這即是程序中t的設(shè)置，在實(shí)際調(diào)整

35、過程中，由于開關(guān)中斷等所帶來的誤差，最后進(jìn) 過微調(diào)，得到的最小誤差的t值為3582。7.7六位數(shù)碼管顯示年月日/時(shí)分秒模塊由前面模塊介紹可知，六塊數(shù)碼管由兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器控制，其中一塊作用是輸出自行 嗎，另外一塊作用是位選，選擇要輸出的數(shù)碼管。以顯示時(shí)分秒為例，說明輸出模塊 工作原理。將小時(shí)位除以10得到的整數(shù)位送至數(shù)碼管最高位，將其余數(shù)送至數(shù)碼管第二位。 以此類推，將分位、秒位分送 4位數(shù)碼管顯示。7.8按鍵掃描模塊 先介紹按鍵防抖模塊7.9鍵盤軟件消抖按鍵一般是利用機(jī)械觸點(diǎn)的閉合、斷開作用，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在其閉合、 斷開間均右抖動(dòng)過程，抖動(dòng)時(shí)間一般在5 10mS,穩(wěn)定閉合時(shí)間由操作

36、人員的按鍵動(dòng) 作決定，一般為零點(diǎn)幾秒到幾秒。為了保證單片機(jī)對(duì)一次閉合，僅作一次鍵輸入操作, 必須在編程時(shí)候編寫必要的程序代碼來去除抖動(dòng)影響，稱鍵盤軟件消抖。鍵盤掃描犍盤扌勺描7.10鍵盤掃描模塊鍵盤有S1, S2, S3, S4其流程圖如下SI鍵是否按下Y年月日顯示時(shí)分秒顯示S2鍵是否按下NY1N按下一次NY 11按下兩次YN按下二次t NS3 S4掃描時(shí)/年調(diào)整Y8. 項(xiàng)目測(cè)試及結(jié)果實(shí)驗(yàn)測(cè)得用手機(jī)上秒表與之對(duì)比，一小時(shí)誤差在4S以內(nèi)，基本滿足實(shí)驗(yàn)要求。主要器件清單經(jīng)費(fèi)用情況9. 項(xiàng)目實(shí)施總結(jié)及心得體會(huì)本設(shè)計(jì)硬件電路的使用比較簡(jiǎn)單，所用元器件較少，電路中使用了STC89C5單片機(jī)等主要芯片，實(shí)

37、現(xiàn)了預(yù)計(jì)的功能。在對(duì)芯片的管腳功能和用法有了充分的了解后， 根據(jù)原先的選擇好的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)硬件電路， 包括單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘電路、顯示 電路。然后通過軟件編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒、閏年的自動(dòng)調(diào)整，用按鍵進(jìn)行控制，用數(shù)碼管模塊進(jìn)行顯示。電子萬年歷可以正常顯示時(shí)間并進(jìn)行時(shí)間調(diào) 整，基本完成了預(yù)期要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。經(jīng)過調(diào)試，和多次改進(jìn)，本設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的效 果。數(shù)字鐘可以正常顯示時(shí)間和日期，并且對(duì)每個(gè)月份的天數(shù)進(jìn)行了處理，特別是2月這個(gè)特殊月份，本設(shè)計(jì)可以自動(dòng)從 2月28日直接過度到3月1日。而且，在本設(shè) 計(jì)中，閏年和平年的2月，其天數(shù)可以被正常區(qū)分，從而達(dá)到了實(shí)用和人性化的效果。 當(dāng)然，

38、還可以根據(jù)需要，增加整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，以使本設(shè)計(jì)更加完善?？傊?，本設(shè)計(jì)提供了一套行之有效的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方案，并且成本較低，具有較高的實(shí)用性。但是本設(shè)計(jì)中還有許多不盡如人意的地方，比如說體積過大不便于擺放， 誤差比較大，功能比較簡(jiǎn)單。希望老師多多指點(diǎn)和幫助。10參考資料1. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)于海生編2. MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用1996.43. 綜合電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐黃正謹(jǐn)?shù)染?. 電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽題解析黃正謹(jǐn)?shù)染幥迦A大學(xué)出版社1999.6孫涵芳等編北京航空航天大學(xué)出版社東南大學(xué)出版社2002.3東南大學(xué)出版社2003.5相關(guān)代碼#in elude #defi ne uchar un sig

39、ned char#defi ne uint un sig ned int sbit dula=P2A6;/ 段選 sbit wela=P2A7; 位選 sbit s仁 P3A4;sbit s2=P3A5;sbit s3=P3A6;sbit s4=P3A7;sbit g_56=P1A0;sbit g_34=P1A2;sbit g_12=P1A5;uchar nian,y ue,ri,shi,fe n, miao,leap,flag, num;uint t;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00

40、;uchar code table1213=0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31,0,31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31；void delay();void delay5(void);void delayhalf (void);void time0_i nit(void);void display_sfm(uchar shi_,uchar fen _,uchar miao_);void ini t_time();void display_ nyr();void keysca n();void mai n()dula=0;

41、wela=0;in it_time(); time0_i ni t();while(1)if(n ia n%4=0) leap=1;elseleap=0;if(num=1)g_56=g_56; g_34=0; g_12=0; delay();if(num=2)g_56=0; g_34=g_34; g_12=0;delay();if(num=3)g_56=0;g_34=0; g_i2=g_i2； delay(); if(num=O)g_56=0；g_34=0；g_i2=0；if(t=3582)t=0;miao+;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi

42、+;if(shi=24)shi=0;ri+;if(ri=(table1leapyue+1) ri=1;yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;if(n ia n=100)nian=0;if(flag=O)display_sfm(shi,fe n, miao); elsedisplay_ nyr();display_sfm (nian,y ue,ri); keysca n();void delay()un sig ned char a,b;for(b=102;b0;b-) for(a=3;a0;a_);void delay5(void)誤差 5msun sig ned char a

43、,b;for(b=15;b0;b-) for(a=152;a0;a-);void delayhalf (void)誤差 0.5sun sig ned char a,b,c;for(c=23;c0;c-) for(b=152;b0;b-)for(a=70;a0;a-);TMOD=0x02;定時(shí)器控制寄存器 THO=O;TLO=O;/TH0=(65536-50000)/256; /TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;開定時(shí)器T0中斷EA=1;開總中斷TR0=1;/置位，開定時(shí)器 T0t=0;flag=O;num=0;g_56=0;g_34=0;g_12=0;shi=0; fen=0;miao=0;nian=13;yue=7; ri=3;void time0() interrupt 1/ 中斷服務(wù)函數(shù)/TH0=(65535-50000)/256;/TL0=(65535-50000)%256;t+;void display_sfm(uchar shi_,uchar fen _,uchar miao_)wela=1;P0=0xfe;wela=0;P