AT89C52電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、湖南文理學(xué)院物電學(xué)院光電技術(shù)裝配實(shí)踐報(bào)告 實(shí)習(xí)內(nèi)容： 單片機(jī)電子鐘的組裝 專業(yè)班級(jí)： 光電14101班 學(xué)生姓名： 李梓墅 指導(dǎo)教師： 彭光含 時(shí) 間： 2017/05/30-2017/06/12 1、 電子組裝產(chǎn)品的工作原理；利用單片機(jī)定時(shí)器完成計(jì)時(shí)功能，定時(shí)器0計(jì)時(shí)中斷程序每隔0.01s中斷一次并當(dāng)作一個(gè)計(jì)數(shù)，設(shè)定定時(shí)1秒的中斷計(jì)數(shù)初值為100，每中斷一次中斷計(jì)數(shù)初值減1，當(dāng)減到0時(shí)，則表示1s到了，秒變量加1，同理再判斷是否1min鐘到了，再判斷是否1h到了。 為了將時(shí)間在LED數(shù)碼管上顯示，可采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法，由于靜態(tài)顯示法需要譯碼器，數(shù)據(jù)鎖存器等較多硬件，可采用動(dòng)態(tài)顯示法實(shí)

2、現(xiàn)LED顯示，通過(guò)對(duì)每位數(shù)碼管的依次掃描，使對(duì)應(yīng)數(shù)碼管亮，同時(shí)向該數(shù)碼管送對(duì)應(yīng)的字碼，使其顯示數(shù)字。由于數(shù)碼管掃描周期很短，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，使數(shù)碼管看起來(lái)總是亮的，從而實(shí)現(xiàn)了各種顯示。2、 原理圖繪制和PCB圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；3、 電路中的電子元件認(rèn)識(shí)和常識(shí)；AT89C52：AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes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-51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，AT89C52有40個(gè)引腳

3、，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，3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，2 個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。AT89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9

4、 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義。P0 口P0 口是一組8 位漏極開(kāi)路型雙向I/O 口， 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(wèn)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(wèn)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

5、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(guò)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(IIL)。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），參見(jiàn)表1。Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。引腳功能特性P1.0T2，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2）P2 口P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O

6、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(guò)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(IIL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16 位地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)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)。P3 口P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流

7、）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(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機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外

8、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪問(wèn)允許。欲使CPU

9、僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（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。DS1302：DS1302是具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.0V5.5V。采用三線接口與CPU

10、進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302的引腳排列,其中Vcc2為主電源，VCC1為后備電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方

11、法。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)， SCLK為時(shí)鐘輸入端。DS1302 存在時(shí)鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時(shí)鐘混亂等缺點(diǎn)。DS1302可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方

12、式是隔時(shí)采樣或定時(shí)采樣，沒(méi)有具體的時(shí)間記錄，因此，只能記錄數(shù)據(jù)而無(wú)法準(zhǔn)確記錄其出現(xiàn)的時(shí)間；若采用單片機(jī)計(jì)時(shí)，一方面需要采用計(jì)數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費(fèi)單片機(jī)的資源，而且，某些測(cè)控系統(tǒng)可能不允許。但是，如果在系統(tǒng)中采用時(shí)鐘芯片DS1302，則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。CD4017：CD4017 是5 位Johnson 計(jì)數(shù)器，具有10 個(gè)譯碼輸出端，CP、CR、INH 輸入端。時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下降時(shí)間無(wú)限制。INH 為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)；反之，計(jì)數(shù)功能無(wú)效。CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。CO：進(jìn)位脈沖輸出CP

13、：時(shí)鐘輸入端CR：清除端INH：禁止端Y0Y9:計(jì)數(shù)脈沖輸出端VDD：正電源VSS：地8550：三極管8550是一種常用的普通三極管。 它是一種低電壓，大電流，小信號(hào)的PNP型硅三極管。8050：三極管8050是非常常見(jiàn)的NPN型晶體三極管，在各種放大電路中經(jīng)?？吹剿瑧?yīng)用范圍很廣，主要用于高頻放大。也可用作開(kāi)關(guān)電路。色環(huán)電阻：色環(huán)電阻，是在電阻封裝上（即電阻表面）涂上一定顏色的色環(huán)，來(lái)代表這個(gè)電阻的阻值。黑，棕，紅，橙，黃，綠，藍(lán)，紫，灰，白， 金， 銀0， 1， .2， .3， 4， .5， 6， .7， 8， .9，.± 5%，±10%倒數(shù)第二環(huán)，表示零的個(gè)數(shù)。最后一

14、位，表示誤差。這個(gè)規(guī)律有一個(gè)巧記的口訣，類似彩虹七色，黑色是0，棕色是1，紅橙黃綠藍(lán)紫灰白對(duì)應(yīng)29，金銀對(duì)應(yīng)5%或10%誤差。例如，紅，黃，棕，金 表示240歐。色環(huán)電阻分四環(huán)和五環(huán)，通常用四環(huán)。倒數(shù)第二環(huán)，可以是金色（代表×0.1）和銀色的（代表×0.01），最后一環(huán)誤差可以是無(wú)色（±20%）的。五環(huán)電阻為精密電阻，前三環(huán)為數(shù)值，最后一環(huán)還是誤差色環(huán)，通常也是金、銀和棕三種顏色，金的誤差為5%，銀的誤差為10%，棕色的誤差為1%，無(wú)色的誤差為20%，另外偶爾還有以綠色代表誤差的，綠色的誤差為0.5%。精密電阻通常用于軍事，航天等方面。色環(huán)實(shí)際上是早期為了幫助人們

15、分辨不同阻值而設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在應(yīng)用還是很廣泛的，如家用電器、電子儀表、電子設(shè)備中常?？梢砸?jiàn)到。但由于色環(huán)電阻比較大，不適合現(xiàn)代高度集成的性能要求。3、焊接工藝技巧1 掌握好加熱時(shí)間 錫焊時(shí)可以采用不同的加熱速度，例如烙鐵頭形狀不良，用小烙鐵焊大焊件時(shí)我們不得不延長(zhǎng)時(shí)間以滿足錫料溫度的要求。在大多數(shù)情況下延長(zhǎng)加熱時(shí)間對(duì)電子產(chǎn)品裝配都是有害的， 這是因?yàn)?（1） 焊點(diǎn)的結(jié)合層由于長(zhǎng)時(shí)間加熱而超過(guò)合適的厚度引起焊點(diǎn)性能劣化。 （2） 印制板，塑料等材料受熱過(guò)多會(huì)變形變質(zhì)。 （3） 元器件受熱后性能變化甚至失效。 （4） 焊點(diǎn)表面由于焊劑揮發(fā)，失去保護(hù)而氧化。 結(jié)論：在保證焊料潤(rùn)濕焊件的前提下時(shí)間越短

16、越好。 2 保持合適的溫度 如果為了縮短加熱時(shí)間而采用高溫烙鐵焊校焊點(diǎn)，則會(huì)帶來(lái)另一方面的問(wèn)題：焊錫絲中的焊劑沒(méi)有足夠的時(shí)間 在被焊面上漫流而過(guò)早揮發(fā)失效；焊料熔化速度過(guò)快影響焊劑作用的發(fā)揮；由于溫度過(guò)高雖加熱時(shí)間短也造成過(guò)熱現(xiàn)象。 結(jié)論：保持烙鐵頭在合理的溫度范圍。一般經(jīng)驗(yàn)是烙鐵頭溫度比焊料熔化溫度高50較為適宜。 理想的狀態(tài)是較低的溫度下縮短加熱時(shí)間，盡管這是矛盾的，但在實(shí)際操作中我們可以通過(guò)操作手法獲得令人滿意的解決方法。 3 用烙鐵頭對(duì)焊點(diǎn)施力是有害的 烙鐵頭把熱量傳給焊點(diǎn)主要靠增加接觸面積，用烙鐵對(duì)焊點(diǎn)加力對(duì)加熱是徒勞的。很多情況下會(huì)造成被焊件的損傷，例如電位器，開(kāi)關(guān)，接插件的焊接點(diǎn)

17、往往都是固定在塑料構(gòu)件上，加力的結(jié)果容易造成原件失效。 錫焊操作要領(lǐng) 1 焊件表面處理 手工烙鐵焊接中遇到的焊件是各種各樣的電子零件和導(dǎo)線，除非在規(guī)模生產(chǎn)條件下使用“保險(xiǎn)期”內(nèi)的電子元件，一般情況下遇到的焊件往往都需要進(jìn)行表面清理工作，去除焊接面上的銹跡，油污，灰塵等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。手工操作中常用機(jī)械刮磨和酒精，丙酮擦洗等簡(jiǎn)單易行的方法。 2 預(yù)焊 預(yù)焊就是將要錫焊的元器件引線或?qū)щ姷暮附硬课活A(yù)先用焊錫潤(rùn)濕，一般也稱為鍍錫，上錫，搪錫等。稱預(yù)焊是準(zhǔn)確的，因?yàn)槠溥^(guò)程合機(jī)理都是錫焊的全過(guò)程焊料潤(rùn)濕焊件表面，靠金屬的擴(kuò)散形成結(jié)合層后而使焊件表面“鍍”上一層焊錫。 預(yù)焊并非錫焊不可缺少的操作，但對(duì)

18、手工烙鐵焊接特別是維修，調(diào)試，研制工作幾乎可以說(shuō)是必不可少的。 3 不要用過(guò)量的焊劑 適量的焊劑是必不可缺的，但不要認(rèn)為越多越好。過(guò)量的松香不僅造成焊后焊點(diǎn)周圍需要清洗的工作量，而且延長(zhǎng)了加熱時(shí)間（松香融化，揮發(fā)需要并帶走熱量），降低工作效率；而當(dāng)加熱時(shí)間不足時(shí)又容易夾雜到焊錫中形成“夾渣”缺陷；對(duì)開(kāi)關(guān)元件的焊接，過(guò)量的焊劑容易流到觸點(diǎn)處，從而造成接觸不良。 合適的焊劑量應(yīng)該是松香水僅能浸濕將要形成的焊點(diǎn)，不要讓松香水透過(guò)印制板流到元件面或插座孔里（如IC插座）。對(duì)使用松香芯的焊絲來(lái)說(shuō)，基本不需要再涂焊劑。 4 保持烙鐵頭的清潔 因?yàn)楹附訒r(shí)烙鐵頭長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，又接觸焊劑等受熱分解的物質(zhì)，其

19、表面很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)幾乎形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用。因此要隨時(shí)在烙鐵架上蹭去雜質(zhì)。用一塊濕布或濕海綿隨時(shí)擦烙鐵頭，也是常用的方法。 5 加熱要靠焊錫橋 非流水線作業(yè)中，一次焊接的焊點(diǎn)形狀使多種多樣的，我們不可能不斷換烙鐵頭。要提高烙鐵頭加熱的效率，需要形成熱量傳遞的焊錫橋。所謂焊錫橋，就是靠烙鐵上保留少量焊錫作為加熱時(shí)烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。 顯然由于金屬液的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)高于空氣,而使焊件很快被加熱到焊接溫度,如圖四。應(yīng)注意作為焊錫橋的錫保留量不可過(guò)多。 6 焊錫量要合適 過(guò)量的焊錫不但毫無(wú)必要地消耗了較貴的錫，而且增加了焊接時(shí)間，相應(yīng)降低了工作速度。更為嚴(yán)重的是

20、在高密度的電路中，過(guò)量的錫很容易造成不易察覺(jué)的短路。 但是焊錫過(guò)少不能形成牢固的結(jié)合，降低焊點(diǎn)強(qiáng)度，特別是在板上焊導(dǎo)線時(shí)，焊錫不足往往造成導(dǎo)線脫落。 7 焊件要牢固 在焊錫凝固之前不要使焊件移動(dòng)或振動(dòng)，特別使用鑷子夾住焊件時(shí)一定要等焊錫凝固再移去鑷子。這是因?yàn)楹稿a凝固過(guò)程是結(jié)晶過(guò)程，根據(jù)結(jié)晶理論，在結(jié)晶期間受到外力（焊件移動(dòng)）會(huì)改變結(jié)晶條件，導(dǎo)致晶體粗大，造成所謂“冷焊”。外觀現(xiàn)象是表面無(wú)光澤呈豆渣狀；焊點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，容易有氣隙和裂隙，造成焊點(diǎn)強(qiáng)度降低，導(dǎo)電性能差。因此，在焊錫凝固前一定要保持焊件靜止，實(shí)際操作時(shí)可以用各種適宜的方法將焊件固定，或使用可靠的夾持措施。 8 烙鐵撤離有講究 烙鐵處理要及時(shí)，而且撤離時(shí)的角度和方向?qū)更c(diǎn)形成有一定關(guān)系。 撤烙鐵時(shí)輕輕旋轉(zhuǎn)一下，可保持焊