基于AT89C2051的電子鬧鐘設(shè)計(jì)

1、基于AT89C2051的電子鬧鐘設(shè)計(jì)電子鬧鐘的電路基本應(yīng)包括秒指示電路、時(shí)間顯示電路、按鍵電路、供電電源以及鬧鈴指示電路等幾部分。4.1電子鬧鐘的硬件系統(tǒng)框架電子鬧鐘的系統(tǒng)框架如圖4-1示。按鍵與按鈕電路復(fù)位等輔助電路位數(shù)碼管顯示電路鬧鈴聲光指示電路電源系統(tǒng)圖4-1時(shí)鐘系統(tǒng)電路原理框圖4.2電子鬧鐘電路的設(shè)計(jì)及原理電子鬧鐘電路的設(shè)計(jì)具體地說有：1.鬧鈴指示電路設(shè)計(jì)；2.系統(tǒng)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)；3.電子鬧鐘的顯示電路設(shè)計(jì)；4.系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì)。以下分別討論：4.2.1鬧鈴指示電路的設(shè)計(jì)圖4-2 鬧鈴指示電路鬧鈴指示可以有聲或光兩種形式。本系統(tǒng)采用聲音指示，其電路如圖4-2所示。其關(guān)鍵元件是蜂鳴器。蜂鳴

2、器有無源和有源兩種，前者需要輸入聲音頻率信號(hào)才能正常發(fā)聲，后者則只需外加適當(dāng)直流電源電壓即可，元件內(nèi)部已封裝了音頻振蕩電路，在得電狀態(tài)下即起振發(fā)聲。給予本電路的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)功能的要求，我們選用有源的蜂鳴器。4.2.2系統(tǒng)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)振蕩電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2 。在芯片的外部有XTAL1和XTAL2之間跨接的晶體振蕩器和微調(diào)電容，共同構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。圖中的C1、C2電容起著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，應(yīng)正確選擇參數(shù)（30±10 pF），并保證其對(duì)稱性。實(shí)驗(yàn)表明，這2

3、個(gè)電容元件對(duì)鬧鐘的±走時(shí)誤差有較大關(guān)系。圖4-3系統(tǒng)時(shí)鐘電路4.2.3 電子鬧鐘的顯示電路設(shè)計(jì)譯碼是編碼的逆過程，在編碼時(shí)，每一種二進(jìn)制代碼狀態(tài)都賦予了特定的含義，即都表示了一個(gè)確定的信號(hào)或者對(duì)象。把代碼狀態(tài)的特定含義“翻譯”出來的過程叫做譯碼，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。本設(shè)計(jì)采用顯示譯碼器作為譯碼電路。在數(shù)字系統(tǒng)和裝置中，顯示器和譯碼器配合使用，或者直接利用譯碼器驅(qū)動(dòng)顯示器，這類譯碼器叫做顯示譯碼器。本設(shè)計(jì)采用74LS47譯碼電路。圖4-4 74LS47引腳圖中規(guī)模集成電路74LS47，是一種常用的七段顯示譯碼器，該電路的輸出為低電平有效，即輸出為0時(shí)，對(duì)應(yīng)字段點(diǎn)亮；輸出為1時(shí)

4、對(duì)應(yīng)字段熄滅。該譯碼器能夠驅(qū)動(dòng)七段顯示器顯示015共16個(gè)數(shù)字的字形。輸入A3、A2、A1和A0接收4位二進(jìn)制碼，輸出Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qf和Qg分別驅(qū)動(dòng)七段顯示器的a、b、c、d、e、f和g段。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用。在數(shù)字鐘電路中，譯碼器的輸入信號(hào)就是計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)，它的輸出端接至數(shù)碼管。計(jì)數(shù)器輸出的四位BCD碼經(jīng)譯碼后，變成某個(gè)十進(jìn)制數(shù)字對(duì)應(yīng)的控制電平，去驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管各段發(fā)光，從而把該數(shù)字顯示出來。8421BCD碼譯碼器74LS47真值表見表4-1。由表可看出，74LS47的輸出為一組七位二進(jìn)制代碼，有效信號(hào)為低電平。而共陽極數(shù)

5、碼管，要求輸入為低電平，正好與74LS47的輸出電平極性相適配。不必另加反相器。部分引腳功能LT：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)LT=0時(shí)，無論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，若驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管正常，是顯示8。BI：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。BI=0時(shí)。不論LT和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極7段數(shù)碼管熄滅。RBI：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對(duì)每一位A3= A2 =A1 =A0=0時(shí)，本應(yīng)顯示0，但是在RBI=0作用下，使譯碼器輸出全1。其結(jié)果和加入滅燈信

6、號(hào)的結(jié)果一樣，將0熄滅。 RBO：滅零輸出，它和滅燈輸入BI共用一端，兩者配合使用，可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。表 4-1 74LS47真值表字型輸入輸出NA4A3A2A1abcdefg000000000001100011001111200100010010300110000110401001001100501010100100601010100000701100001111810000000000910010000100最終的顯示部分電路圖如圖所示圖4-5 時(shí)鐘電路的顯示電路4.2.4系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路通常有：1)RC復(fù)位電路；2)專用µP監(jiān)控電路。本設(shè)計(jì)采用的是RC上

7、電復(fù)位電路。RC上電復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)是一階充放電電路，系統(tǒng)上電時(shí)該電路提供有效的復(fù)位信號(hào)RST（高電平）直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復(fù)位信號(hào)（低電平）。圖4-6C復(fù)位電路4.3電源設(shè)計(jì) 圖4-7鬧鐘的電源系統(tǒng)原理圖AT89C2051通常有12v和24v兩種型號(hào)，對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘頻率分別為12MHz和24MHz。考慮到交直流兩用的要求和三端穩(wěn)壓電路選用的方便，選擇工作電壓為5V。ST公司的7805三端穩(wěn)壓芯片最接近標(biāo)稱值（最大輸出電流為1.5A)。在設(shè)計(jì)中，必須保證7805的輸入電壓Vi和輸出電壓Vo滿足ViVo2.5V，否則失去穩(wěn)壓能力，從功耗角度，此壓差太大則增加7805本身功率消耗。因此，選為9V。交流

8、220V電壓經(jīng)TR1降壓后，經(jīng)BR1整流、C3和C6濾波及7805穩(wěn)壓后輸出。當(dāng)交流電源失電或失效時(shí)，則自動(dòng)啟用電池組作為備用電源。電壓為6V的直流電源通過二極管作用。4.4電子鬧鐘硬件系統(tǒng)原理圖P3.0口接時(shí)+鍵，來控制顯示小時(shí)的設(shè)置。P3.0初始狀態(tài)為1，每按一次按鍵，此時(shí)顯示的時(shí)個(gè)位加1。P3.1口接分+鍵，來控制顯示分鐘的設(shè)置。P3.1初始狀態(tài)為1，每按一次按鍵，此時(shí)顯示的分個(gè)位加1。P3.2口接定時(shí)按鍵。在電子鐘正常走時(shí)狀態(tài)下，P3.2為高電平，按定時(shí)鍵，P3.2變?yōu)榈碗娖?，觸發(fā)定時(shí)系統(tǒng)，此時(shí)可以設(shè)置鬧鈴時(shí)間，設(shè)置完成后再按確定/ 叫停鍵即可。P3.3口接12小時(shí)/24小時(shí)開關(guān)，來根

9、據(jù)需求選擇合適的時(shí)間制式。未按開關(guān)時(shí)，P3.3為高電平，此時(shí)為12小時(shí)制式；按下開關(guān)，P3.3變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)為24小時(shí)制式。P3.4口接蜂鳴器。P3.4初始狀態(tài)為1，此時(shí)蜂鳴器不響。當(dāng)?shù)竭_(dá)鬧鈴時(shí)間后P3.4置0，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。P3.5接秒指示。初始狀態(tài)為1，每走1s，P3.5取反，以此來進(jìn)行秒指示。圖4-8電子鬧鐘硬件系統(tǒng)電路原理圖圖4-9鬧鐘的電源系統(tǒng)原理圖5電子鬧鐘的軟件系統(tǒng)本設(shè)計(jì)主要由主模塊、基本顯示模塊、時(shí)間設(shè)置模塊、系統(tǒng)走時(shí)模塊以及鬧鈴判斷模塊等組成，下面依次進(jìn)行介紹：5.1 主模塊設(shè)計(jì)主模塊是系統(tǒng)軟件的主框架。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)一般有“自上而下”和“自下而上”兩種方式，基于本設(shè)計(jì)的

10、思路，我們采用“自上而下”的方法來設(shè)計(jì)程序?！白陨隙隆狈ǖ暮诵木褪侵骺蚣艿臉?gòu)建。它的合理與否關(guān)系到程序最終的功能的多少和性能的好壞。程序中，對(duì)于程序何時(shí)跳轉(zhuǎn)、程序何時(shí)調(diào)用，都要慎重安排。最終確定以下的順序：設(shè)置蜂鳴器，秒指示寄存器清零外部輸出置1顯示初狀態(tài)0000設(shè)置當(dāng)前時(shí)間啟動(dòng)走時(shí)CPU初始化P3.2=0N設(shè)置鬧鈴時(shí)間啟動(dòng)走時(shí)設(shè)置鬧鈴標(biāo)志清零，蜂鳴器報(bào)警，鬧鈴存儲(chǔ)清零延時(shí)鬧鈴小時(shí)到了嗎？鬧鈴分到了嗎？Y 顯示刷新NN圖5-1 主流程圖單片機(jī)數(shù)據(jù)緩存單元分配如下：走時(shí)時(shí)間存儲(chǔ)單元：R4、R5、R6定時(shí)時(shí)間存儲(chǔ)單元：R0、R1分別存儲(chǔ)時(shí)鐘時(shí)間分位、時(shí)位鬧鈴時(shí)間存儲(chǔ)單元：38H、39H分別存儲(chǔ)第

11、一次鬧鐘時(shí)間分位、時(shí)位，40H、41H分別存儲(chǔ)第二次鬧鐘時(shí)間分位、時(shí)位。主程序清單如下：ORG 00H ；開始地址AJMP START1 ；跳轉(zhuǎn)到開始程序ORG 03H ；外部中斷0入口地址LJMP CLOCK1 ；跳轉(zhuǎn)到鬧鐘設(shè)置程序START1:MOV R0, #00H ；分鐘數(shù)據(jù)BCD碼MOV R1, #00H ；小時(shí)數(shù)據(jù)BCD碼SETB P3.4 ；關(guān)閉蜂鳴器SETB P3.5 ；秒指示置1SETB P3.0 ；按鍵初始化SETB P3.1SETB P3.2SETB P3.7START:MOV A, R0 ；更新顯示LCALL XSMOV A, R1LCALL XS15.2 基本顯示模塊

12、AT89C2051中 P1為輸出口，低四位P1.0-P1.3為要顯示的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制碼，高四位P1.4-P1.7為片選口，用來選擇具體令哪一個(gè)數(shù)碼管亮。例如想要顯示時(shí)間10點(diǎn)51 分。先顯示分位，51經(jīng)BCD碼調(diào)整后變?yōu)?1010001，存入累加器A中，累加器A先壓棧，目的為保護(hù)原累加器A中內(nèi)容，累加器A與00001111相與變?yōu)?0000001，此操作意為保護(hù)低位即要顯示的數(shù)據(jù)。此時(shí)00000001與10000000相加為10000001，即最終P1口輸出的數(shù)據(jù)位10000001.高四位1000控制數(shù)碼管的顯示，P1.7、P1.6、P1.5、P1.4分別控制第四個(gè)、第三個(gè)、第二個(gè)、第一個(gè)數(shù)碼管

13、的亮滅，此時(shí)P1.7為高電平，所以第四個(gè)數(shù)碼管亮，其余滅。低四位0001送入74LS47，74LS47輸入為0001，譯碼后輸出信號(hào)為1001111，數(shù)碼管為共陽極相接，所以最終為第四個(gè)數(shù)碼管顯示為1，即分個(gè)位為1。釋放累加器A，此時(shí)交換累加器A中高半字節(jié)與低半字節(jié)的內(nèi)容，最終內(nèi)容變?yōu)?0010101，再同00001111相與，然后同00100000相加，最終結(jié)果為00100101。經(jīng)片選、74LS47譯碼后，最終第三個(gè)數(shù)碼管顯示為5，即分十位為5。時(shí)個(gè)位與時(shí)十位的顯示原理與分個(gè)位顯示原理相似，唯一不同之處是時(shí)個(gè)位顯示中與累加器A相加的為00100000，時(shí)十位顯示中與累加器A相加的為0001

14、0000，即第一個(gè)數(shù)碼管的片選信號(hào)為0001，第二個(gè)數(shù)碼管的片選信號(hào)為0010。每一個(gè)數(shù)碼管顯示一個(gè)數(shù)，調(diào)用延時(shí)，四個(gè)數(shù)碼管循環(huán)點(diǎn)亮，由于調(diào)用延時(shí)時(shí)間為20ms，利用人的視覺暫留生理特性，所以最終看到的為1051，表示10點(diǎn)51分。顯示模塊程序清單如下：XS:PUSH ACC ；進(jìn)棧ANL A,#0FH ；保護(hù)低位MOV R3, #80H ；設(shè)置片選信號(hào)ADD A, R3 ；加片選信號(hào) DA A ；累加器內(nèi)容十進(jìn)制調(diào)整MOV P1, A ；輸出數(shù)據(jù)LCALL FILTER ；調(diào)用延時(shí)子程序POP ACC ；出棧SWAP A ；累加器交換高半字節(jié)與低半字節(jié)內(nèi)容ANL A, #0FH ；保護(hù)低位M

15、OV R3, #40H ；設(shè)置片選信號(hào)ADD A, R3 ；加片選信號(hào)MOV P1, A ；輸出數(shù)據(jù)LCALL FILTERRETXS1:PUSH ACC ；進(jìn)棧ANL A, #0FH ； 保護(hù)低位MOV R3, #20H ；設(shè)置片選信號(hào)ADD A, R3 ；加片選信號(hào)MOV P1, A ；輸出數(shù)據(jù)LCALL FILTERPOP ACC ；出棧SWAP AANL A, #0FHMOV R3, #10H ；設(shè)置片選信號(hào)ADD A, R3MOV P1, ALCALL FILTERRET5.3 時(shí)間設(shè)定模塊初始狀態(tài)為0000，用累加器存儲(chǔ)總的按鍵次數(shù)，累加器內(nèi)容給R1,從AT89C2051P1口輸出

16、，高四位進(jìn)行片選，低四位送入74ls47經(jīng)譯碼后輸出，顯示其間有一個(gè)上下線的判斷。具體如下：小時(shí)的設(shè)置：每按一次時(shí)+鍵，R1內(nèi)容自動(dòng)加1，把R1內(nèi)容給A。A進(jìn)行BCD調(diào)整，判斷P3.3的狀態(tài)，若P3.3等于0，則系統(tǒng)為24小時(shí)制式，此時(shí)比較A中內(nèi)容是否滿24，滿24后A清零，最終輸出顯示，表示時(shí)十位、時(shí)個(gè)位為00。否則直接輸出顯示。流程圖如下：圖5-2 小時(shí)的設(shè)置的流程圖時(shí)+鍵為0時(shí)位寄存器加1時(shí)數(shù)據(jù)BCD碼調(diào)整顯示時(shí)清零顯示判斷P3.3=1更新顯示NNY滿13滿24顯示時(shí)置1顯示NYYN分的設(shè)置：刷新顯示，每按一次分+鍵R0內(nèi)容自動(dòng)加1，把R0內(nèi)容給A。A進(jìn)行BCD調(diào)整，此時(shí)比較A中內(nèi)容是否

17、滿60，滿60后A清零，然后輸出顯示，表示分十位、分個(gè)位為00，否則直接輸出顯示。流程圖如下所示：按分+鍵，P3.1為0分滿60分顯示顯示分位寄存器加1分?jǐn)?shù)據(jù)BCD碼調(diào)整分清零YN刷新顯示N 圖5-3 分鐘設(shè)置的流程圖時(shí)間設(shè)置模塊的程序清單如下：MADD:JB P3.1, HADD ；判斷分+1按鍵是否操作 JNB P3.1, $ ;等待釋放按鍵 INC R0 ；內(nèi)容自加1MM1:MOV A, R0 ；設(shè)定分 ADD A, #00HDA A ；十進(jìn)制調(diào)整 CJNE A, #60H, M1 MOV A, #00HM1:MOV R0, ALCALL XSMOV A, R1LCALL XS1HADD

18、:MOV A, R0 ；更新顯示LCALL XSMOV A, R1LCALL XS1JB P3.0, OK ；設(shè)置小時(shí)數(shù)據(jù)JNB P3.0, $INC R1HH1:MOV A, R1ADD A, #00HDA AJB P3.3, HHH ；制式判斷CJNE A, #24H, H1 ；24小時(shí)制式MOV A, #00HAJMP H1HHH:CJNE A, #13H,H1 ；12小時(shí)制式MOV A, #01HH1:MOV R1, A ；更新顯示LCALL XS1MOV A, R0LCALL XS5.4 系統(tǒng)走時(shí)模塊更新顯示，調(diào)用基本循環(huán)單元，基本循環(huán)單元計(jì)時(shí)時(shí)間為1s，滿1s P3.5取反，進(jìn)行秒

19、指示，并進(jìn)行鬧鈴判斷。滿60秒分加1并進(jìn)行鬧鈴判斷，滿60分時(shí)加1，分清零并進(jìn)行鬧鈴判斷，BCD調(diào)整并輸出顯示。12小時(shí)制式時(shí)，時(shí)滿13則時(shí)賦新值為1，24小時(shí)制時(shí)，時(shí)滿24則賦新值為0并輸出顯示。流程圖如下：設(shè)置初值設(shè)置外部中斷開啟定時(shí)器設(shè)置定時(shí)/計(jì)時(shí)工作方式鬧鐘判斷N更新顯示秒指示取反鬧鐘判斷顯示分位寄存器加1BCD碼調(diào)整顯示到60分鬧鈴判斷Y小時(shí)賦新值#01到60S了嗎？時(shí)位寄存器加1時(shí)數(shù)據(jù)BCD碼調(diào)整時(shí)賦#00NY滿13小時(shí)3滿24小時(shí)顯示NYYN判斷P3.3=1NY圖5-4 系統(tǒng)走時(shí)模塊流程圖系統(tǒng)走時(shí)模塊程序的清單：TIME: MOV A, R0 ；更新顯示LCALL XS MOV

20、A, R1LCALL XS1 DJNZ R4, LOOP ；鬧鈴判斷CPL P3.5 ；秒指示取反MOV R4, #35 ；設(shè)定秒指示時(shí)間DJNZ R5, LOOP ；鬧鈴判斷INC R0MOV A, R0ADD A, #00HDA ACJNE A, #60H,TT1 ; 分不滿60分鐘，跳轉(zhuǎn)MOV A, #00H ；分滿60分清零TT1:MOV R0, AMOV A, R0LCALL XS ；刷新顯示MOV A, R1LCALL XS1MOV R5, #60DJNZ R6, LOOP ；鬧鈴判斷INC R1MOV A, R1ADD A, #00HDA AJB P3.3, TTT ；判斷制式的

21、選擇CJNE A, #24H, TT2 ；24小時(shí)制與24比較MOV A, #00HAJMP TT2TTT:CJNE A, #13H, TT2 ;12小時(shí)與13比較MOV A, #01HTT2:MOV R1, AMOV A, R0LCALL XS ；刷新顯示MOV A, R1LCALL XS1MOV R6, #605.5 鬧鈴判斷模塊設(shè)置鬧鈴時(shí)間后正常走時(shí)，時(shí)間每變化一秒都要進(jìn)行鬧鈴判斷。當(dāng)前小時(shí)與鬧鈴小時(shí)相同時(shí)進(jìn)行分鐘判斷不同時(shí)正常走時(shí)。當(dāng)前分鐘與鬧鈴分鐘相同時(shí)則啟動(dòng)鬧鈴不同時(shí)正常走時(shí)。鬧鈴響時(shí)按叫停鍵后鬧鈴?fù)Ｖ梗鎯?chǔ)鬧鈴時(shí)間的單元自動(dòng)清零時(shí)鐘正常走時(shí)。流程圖如下所示： CLR P3.4蜂鳴

22、器響更新顯示判斷小時(shí)計(jì)時(shí)是否設(shè)定鬧鈴時(shí)間計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)判斷分蜂鳴器不響存儲(chǔ)鬧鈴時(shí)間單元清零，F(xiàn)0=0YNNNYY圖5-5鬧鐘提醒功能流程圖鬧鈴判斷模塊程序清單如下所示：LOOP:JBC TF0,LOOP1 ；判斷溢出中斷MOV A,R0 ；刷新顯示LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1JNB F0,TIME ；判斷設(shè)置鬧鈴標(biāo)志是否為1MOV A,R1CJNE A,39H,TIME ；判斷當(dāng)前時(shí)間與設(shè)置小時(shí)時(shí)間MOV A,R0CJNE A,38H,TIME ；判斷分與設(shè)置分是時(shí)間CLR P3.4 ；鬧鈴響發(fā)出警報(bào)JB P3.7,TIME ；停止鳴叫JNB P3.7,$MOV 38H,#

23、00H ；存儲(chǔ)鬧鈴時(shí)間單元清零MOV 39H,#00HCLR F0 ；設(shè)置鬧鈴標(biāo)志清零SETB P3.4 ；蜂鳴器停止報(bào)警AJMP TIME ；跳轉(zhuǎn)到走時(shí)模塊5.6 定時(shí)器0初始化設(shè)定系統(tǒng)工作在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0且工作方式為1，設(shè)置系統(tǒng)外部中斷0，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0賦初值，定時(shí)時(shí)間為50ms。LOOP1:MOV TL0, #0B0H ；設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的初值MOV TH0, #3CHSETB TR06仿真Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路。該軟件的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真的結(jié)合

24、，具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。目前Proteus ISIS支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。Proteus ISIS仿真系統(tǒng)具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，還可以結(jié)合Keil C51 進(jìn)行編程仿真調(diào)試，使用起

25、來非常方便1。6.1系統(tǒng)的仿真步驟1.首先應(yīng)用KEIL軟件，打開KEIL軟件，通過建立工程，選擇芯片為ATMEL下的AT89C2051為系統(tǒng)CPU類型。如圖6-1所示：圖6-1 調(diào)入芯片對(duì)話框2.選擇好器件，首先生成gg.asm文件，然后在“Project Workspace ”窗口中的“TARGET 1”文件夾上單擊右鍵，在彈出的右鍵菜單中選擇“OPTION FOR TARGET”選項(xiàng)，這時(shí)會(huì)彈出“OPTION FOR TARGET”對(duì)話窗口，在此對(duì)話框中選擇“OUTPUT”選項(xiàng)卡，選中“CREAT HEX FILE”選項(xiàng)。在KEIL的菜單欄選擇“PROJICT”“BUILD TARGET

26、”命令，編譯匯編源文件。如果編譯成功，則在KEIL的“OUTPU WINDOWS”子窗口中會(huì)顯示下圖所示信息，且在當(dāng)前文件夾下生成一個(gè)hex的文件。在這里我們生成了一個(gè)“gg.hex”文件。如果編譯不成功，雙擊“OUTPUT WINDOWS”窗口的錯(cuò)誤信息，則會(huì)在編輯窗口中指示錯(cuò)誤的語句，修改后再進(jìn)行編譯，生成.hex文件。如圖所示圖6-2 程序編譯對(duì)話框3.運(yùn)行ISIS Professional v7.1 SP2的ISIS，打開畫好的電路圖文件，如圖6-3所示：圖6-3 完整的電路4.選擇SourceAdd/Remove Source File 菜單項(xiàng)，將出現(xiàn)Add/Remove Sourc

27、e Code Files對(duì)話框，在Code Generation Tool 選項(xiàng)區(qū)，單擊下三角按鈕，選擇ASEM51工具。如圖6-4所示：圖6-4 調(diào)入程序?qū)υ捒?.選中AT89C2051并單擊左鍵，打開如圖6-5所示的對(duì)話框。在 Program File 欄添加編譯好的十六進(jìn)制格式的程序文件dianzi.hex ,給AT89C2051輸入晶振頻率，此處默認(rèn)為12MHz， 單擊OK 按鈕完成程序添加工作，下面就可以進(jìn)行系統(tǒng)仿真。圖6-5 調(diào)入HEX文件對(duì)話框6.2仿真效果ISIS Professional v7.1 SP2所進(jìn)行的是一種交互式仿真, 在仿真進(jìn)行中可以對(duì)各個(gè)控制按鈕、開關(guān)等進(jìn)行操

28、作, 系統(tǒng)對(duì)輸入的響應(yīng)會(huì)被真實(shí)的反映出來。1.單擊運(yùn)行按鈕啟動(dòng)仿真，初始界面顯示0000，等待時(shí)間的設(shè)定。圖6-6 初始狀態(tài)，為00002.按時(shí)+按鈕、分+按鈕，進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置，每按按鈕一次，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)+1，按照所選走時(shí)制式顯示設(shè)置的當(dāng)前值，若超過正常時(shí)鐘顯示時(shí)間，自動(dòng)跳回0，重新設(shè)置。按確認(rèn)/停叫按鈕，保存當(dāng)前設(shè)置值，退出設(shè)置狀態(tài)，開始走時(shí)，并進(jìn)行秒指示。 圖6-7設(shè)定當(dāng)前時(shí)間，為7點(diǎn)12分開始走時(shí)，二極管一亮一滅，變換周期為兩秒，既每變化一個(gè)狀態(tài)，時(shí)間為一秒。利用二極管的亮滅來進(jìn)行秒指示 圖6-8 二極管亮 圖6-9 二極管滅設(shè)置當(dāng)前時(shí)間3.按定時(shí)鍵，設(shè)定鬧鈴時(shí)間為7點(diǎn)15分，按確定/叫停鍵確

29、認(rèn)設(shè)置鬧鈴時(shí)間，此時(shí)鬧鈴時(shí)間存入38H、39H單元，等待鬧鈴判斷時(shí)調(diào)用。此時(shí)蜂鳴器未響。圖6-設(shè)定鬧鈴時(shí)間10 設(shè)置鬧鈴時(shí)間圖6-11 蜂鳴器未響4.系統(tǒng)在走時(shí)過程中，隨時(shí)進(jìn)行鬧鈴判斷。先與當(dāng)前小時(shí)判斷，到達(dá)小時(shí)時(shí)間后，再與鬧鈴分鐘判斷，兩者都相等時(shí)，即到達(dá)鬧鈴時(shí)間，P3.4置零，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，發(fā)出警報(bào)。圖6-12 到達(dá)鬧鈴時(shí)間蜂鳴器報(bào)警電路狀態(tài)圖：圖6-設(shè)定鬧鈴時(shí)間13 蜂鳴器未響 圖6-設(shè)定鬧鈴時(shí)間14 蜂鳴器響5.鬧鈴響后，按確定/叫停鍵警報(bào)停止，時(shí)鐘繼續(xù)正常走時(shí)。 圖6-15 時(shí)鐘正常走時(shí)6.12小時(shí)/24小時(shí)制式開關(guān)，根據(jù)需求來選擇合適的制式。打開開關(guān)，即P3.3為高電平，此時(shí)系統(tǒng)

30、為12小時(shí)制式，閉合開關(guān)，即P3.3為低電平，此時(shí)系統(tǒng)為24小時(shí)制式。下圖為24小時(shí)制式時(shí)設(shè)置的當(dāng)前時(shí)間。圖6-16 24小時(shí)制式時(shí)設(shè)定的時(shí)間源程序代碼：ORG 00HAJMP START1ORG 0003HLJMP CLOCK1START1:MOV R0,#00HMOV R1,#00HSETB P3.4SETB P3.5SETB P3.0SETB P3.1SETB P3.2SETB P3.7START:MOV A,R0LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1MADD:JB P3.1,HADDJNB P3.1,$INC R0MM1:MOV A,R0ADD A,#00HDA ACJNE

31、 A,#60H,M1MOV A,#00HM1:MOV R0,ALCALL XSMOV A,R1LCALL XS1HADD:MOV A,R0LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1JB P3.0,OKJNB P3.0,$INC R1HH1:MOV A,R1ADD A,#00HDA AJB P3.3,HHHCJNE A,#24H,H1MOV A,#00HAJMP H1HHH:CJNE A,#13H,H1MOV A,#01HH1:MOV R1,ALCALL XS1MOV A,R0LCALL XSOK:JB P3.7,STARTJNB P3.7,$MOV TMOD,#01HMOV IE,#8

32、1HMOV R4,#35MOV R5,#60MOV R6,#60LOOP1:MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHSETB TR0TIME:MOV A,R0LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1 DJNZ R4,LOOPCPL P3.5MOV R4,#35DJNZ R5,LOOPINC R0MOV A,R0ADD A,#00HDA ACJNE A,#60H,TT1MOV A,#00HTT1:MOV R0,AMOV A,R0LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1MOV R5,#60DJNZ R6,LOOPINC R1MOV A,R1ADD A,#00HDA A

33、JB P3.3,TTTCJNE A,#24H,TT2MOV A,#00HAJMP TT2TTT:CJNE A,#13H,TT2 MOV A,#01HTT2:MOV R1,AMOV A,R0LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1MOV R6,#60LOOP:JBC TF0,LOOP1MOV A,R0LCALL XSMOV A,R1LCALL XS1JNB F0,TIMEMOV A,R1CJNE A,39H,TIMEMOV A,R0CJNE A,38H,TIMECLR P3.4JB P3.7,TIMEJNB P3.7,$MOV 38H,#00HMOV 39H,#00HCLR F0SETB P3.4AJMP TIMEXS:PUSH ACCANL A,#0FHMOV R3,#80HADD A,R3MOV P1,ALCALL FILTERPOP ACCSWAP AANL A,#0FHMOV R3,#40HADD A,R3MOV P1,ALCALL