簡(jiǎn)易電子鐘的設(shè)計(jì)

湖南建高等專(zhuān)科學(xué)校課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng):簡(jiǎn)易電子鐘的設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng):學(xué)生班級(jí):學(xué)生姓名:學(xué)生學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目：簡(jiǎn)易電子鐘的設(shè)計(jì)二、適用班級(jí)：電氣0401～0405三、指導(dǎo)教師：王韌四、任務(wù)與要求：在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，而單片機(jī)以其高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用，是設(shè)計(jì)智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機(jī)結(jié)合簡(jiǎn)單的接口電路即可構(gòu)成電子鐘，它可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活等領(lǐng)域，與傳統(tǒng)鐘表相比較，它具有高精度、高可靠性、操作方便、價(jià)格便宜、智能化等特點(diǎn)，是鐘表的一個(gè)發(fā)展方向，具有一定的實(shí)用價(jià)值。1、本課題任務(wù)如下：設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的電子鐘。該電子鐘上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進(jìn)入時(shí)鐘準(zhǔn)備狀態(tài)；第一次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，電子鐘從0時(shí)0分0秒開(kāi)始運(yùn)行，進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)；再次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，則電子鐘進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)可利用各調(diào)整鍵調(diào)整時(shí)間，調(diào)整結(jié)束后可按啟動(dòng)/調(diào)整鍵再次進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)。2、本課題可選擇設(shè)計(jì)方案如下：（1）、基于單片機(jī)并行口的電子鐘的設(shè)計(jì)在AT89S52的P0口和P2口外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器，用P0口作LED的段碼輸出口（P0.0～P0.7對(duì)應(yīng)于LED的a～dp），P2.5～P2.0作LED的位控輸出線（P2.5～P2.0對(duì)應(yīng)于LED5～LED0），P1口外接四個(gè)按鍵A、B、C、D（對(duì)應(yīng)于P1.0～P1.3）。（2）、基于單片機(jī)串行口的電子鐘的設(shè)計(jì)將AT89S52的串行口擴(kuò)展成并行口,外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器；P1口外接四個(gè)按鍵A、B、C、D（對(duì)應(yīng)于P1.0～P1.3）。（3）、基于Intel8279的電子鐘的設(shè)計(jì)利用Intel8279芯片為AT89S52擴(kuò)展并行口,通過(guò)Intel8279外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器和由四個(gè)按鍵A、B、C、D構(gòu)成的鍵盤(pán)。（4）、基于Intel8155的電子鐘的設(shè)計(jì)利用Intel8155芯片為AT89S52擴(kuò)展并行口,通過(guò)Intel8155外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器和由四個(gè)按鍵A、B、C、D構(gòu)成的鍵盤(pán)。（5）、基于Intel8255的電子鐘的設(shè)計(jì)利用Intel8255芯片為AT89S52擴(kuò)展并行口,通過(guò)Intel8255外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器和由四個(gè)按鍵A、B、C、D構(gòu)成的鍵盤(pán)。3、本課題基本要求如下：（1）、六個(gè)LED顯示當(dāng)前時(shí)間；（2）、四個(gè)按鍵的功能：A鍵用于電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整；B鍵用于調(diào)時(shí),范圍0-23,0為24點(diǎn),每按一次時(shí)加1;C鍵用于調(diào)分,范圍0-59,0為60分,每按一次分加1;D鍵用于調(diào)秒,范圍0-59，0為60秒,每按一次秒加1；（3）、單片機(jī)采用AT89S52，fosc=6MHZ；（4）、計(jì)算機(jī)打印《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；（5）、設(shè)計(jì)時(shí)間：二周；（6）、制作簡(jiǎn)易電子鐘實(shí)物；（7）、人員分組：一人一組或多人一組（不超4人）。五、《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文主要內(nèi)容參照“《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文主要內(nèi)容”文件。六、《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)書(shū)寫(xiě)格式參照“《單片機(jī)技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)書(shū)寫(xiě)格式”文件。七、參考資料1、曹巧媛，單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]，北京：電子工業(yè)出版社，1997.7；2、趙秀珍，單永磊，單片微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用[M]，北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.8；3、張毅剛，修林成，胡振江，MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990.8；4、張洪潤(rùn)，蘭清華，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程[M]，北京：清華大學(xué)出版社，1997.11；5、李華，MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.8；6、陳景初，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社；7、馬家辰，MCS-51單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；8、劉守義，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社；9、馬忠梅，單片機(jī)的C語(yǔ)言Windows環(huán)境編程寶典[M],北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.6；10、李光飛,單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M],北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003.01；11、李朝青,單片機(jī)學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M],北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005.10；12、李朝青,單片機(jī)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)測(cè)驗(yàn)及解答講義[M],北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003.7；13、李光飛,單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)[M],北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2004.9。電氣自動(dòng)化教研室摘要第1章電子鐘功能說(shuō)明及方案介紹1.1電子鐘功能說(shuō)明該電子鐘上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進(jìn)入時(shí)鐘準(zhǔn)備狀態(tài)；第一次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，電子鐘從0時(shí)0分0秒開(kāi)始運(yùn)行，進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)；再次按電子鐘啟動(dòng)/調(diào)整鍵，則電子鐘進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)可利用各調(diào)整鍵調(diào)整時(shí)間，調(diào)整結(jié)束后可按啟動(dòng)/調(diào)整鍵再次進(jìn)入時(shí)鐘運(yùn)行狀態(tài)。1.2總體方案介紹與選擇1.2.1本課題可選擇設(shè)計(jì)方案如下：（1）、基于單片機(jī)并行口的電子鐘的設(shè)計(jì)在AT89S52的P0口和P2口外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器，用P0口作LED的段碼輸出口（P0.0～P0.7對(duì)應(yīng)于LED的a～dp），P2.5～P2.0作LED的位控輸出線（P2.5～P2.0對(duì)應(yīng)于LED5～LED0），P1口外接四個(gè)按鍵A、B、C、D（對(duì)應(yīng)于P1.0～P1.3）。（2）、基于單片機(jī)串行口的電子鐘的設(shè)計(jì)將AT89S52的串行口擴(kuò)展成并行口,外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器；P1口外接四個(gè)按鍵A、B、C、D（對(duì)應(yīng)于P1.0～P1.3）。（3）、基于Intel8279的電子鐘的設(shè)計(jì)利用Intel8279芯片為AT89S52擴(kuò)展并行口,通過(guò)Intel8279外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器和由四個(gè)按鍵A、B、C、D構(gòu)成的鍵盤(pán)。（4）、基于Intel8155的電子鐘的設(shè)計(jì)利用Intel8155芯片為AT89S52擴(kuò)展并行口,通過(guò)Intel8155外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器和由四個(gè)按鍵A、B、C、D構(gòu)成的鍵盤(pán)。（5）、基于Intel8255的電子鐘的設(shè)計(jì)利用Intel8255芯片為AT89S52擴(kuò)展并行口,通過(guò)Intel8255外接由六個(gè)LED數(shù)碼管(LED5～LED0)構(gòu)成的顯示器和由四個(gè)按鍵A、B、C、D構(gòu)成的鍵盤(pán)。1.2.2方案選擇的確定在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，而單片機(jī)以其高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用，是設(shè)計(jì)智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機(jī)結(jié)合簡(jiǎn)單的接口電路即可構(gòu)成電子鐘，它可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活等領(lǐng)域，與傳統(tǒng)鐘表相比較，它具有高精度、高可靠性、操作方便、價(jià)格便宜、智能化等特點(diǎn)，是鐘表的一個(gè)發(fā)展方向，具有一定的實(shí)用價(jià)值。所以我們小組選擇方案二基于單片機(jī)串行口的電子鐘的設(shè)計(jì)。第2章電子鐘的工作原理2.1電子鐘的組成框圖本電子鐘電路主要由振蕩電路、復(fù)位電路、AT89S52、鍵盤(pán)電路、顯示電路驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)功能如圖2-1所示。鍵盤(pán)電路 ＬＥＤ 路驅(qū)動(dòng)電復(fù)位電路振蕩電路圖2-1電子鐘的組成框圖2.２電子鐘的工作原理2.1、實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)的基本方法：利用MCS-51系列單片機(jī)的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)。(1)、計(jì)數(shù)初值計(jì)算；把定時(shí)器設(shè)為工作方式1，定時(shí)時(shí)間為125mS，則計(jì)數(shù)溢出8次即得時(shí)鐘計(jì)時(shí)最小單位秒，而8次計(jì)數(shù)可用軟件方法實(shí)現(xiàn)。假設(shè)使用T/C0，方式1，125mS定時(shí)，fosc=12MHz。則初值X滿足（216-X）×2=125000X=6070→1011110110110→0BDCH(2)、采用中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì),計(jì)滿8次為秒計(jì)時(shí)（1秒）；(3)、從秒到分和從分到時(shí)的計(jì)時(shí)是通過(guò)累加和數(shù)值比較實(shí)現(xiàn)。2.2、電子鐘的時(shí)間顯示電子鐘的時(shí)鐘時(shí)間在六位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示，因此，在內(nèi)部RAM中設(shè)置顯示緩沖區(qū)共6個(gè)單元。LED5LED4LED3LED2LED1LED07EH7DH7CH7BH7AH79H顯示緩沖區(qū)從左至右依次存校時(shí)，分、秒的數(shù)值。2.3、電子鐘的啟、停及時(shí)間調(diào)整電子鐘設(shè)置4個(gè)按鍵通過(guò)程序控制來(lái)完成電子鐘的啟、停及時(shí)間調(diào)整。A鍵控制電子鐘的啟、停；B鍵調(diào)整時(shí)；C鍵調(diào)整分；D鍵調(diào)整秒。電子鐘整機(jī)電路框圖、整機(jī)電路原理圖、電源電路原理圖PCB圖第4章、電子鐘元器件清單第５章電子鐘單元電路工作原理５.1單片機(jī)介紹AT89S51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(chēng)單片機(jī)。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AT89S51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。51單片機(jī)主要包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出電路、串行口電路、中斷和定時(shí)電路，如下圖2-2單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。中斷中斷4KB程序存儲(chǔ)器128B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器64KB總線擴(kuò)展控制可編程I/O口可編程串行口CPU振蕩器及定時(shí)電路中斷頻率基準(zhǔn)源計(jì)數(shù)器控制并行I/O口串行輸入串行輸出圖2-2單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5.1.1單片機(jī)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)（1）中央處理器（CPU）：CPU是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制操作，中央處理器包括運(yùn)算器和控制器兩部分電路。（2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：80C51芯片中共有256個(gè)RAM單元，其中后128單元被專(zhuān)用寄存器占用，供用戶使用只是前128個(gè)單元，用于薦放可讀定的數(shù)據(jù)。（3）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：80C51共有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始數(shù)據(jù)。（4）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：80C51共有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制。（5）并行I/O口：80C51共有4個(gè)8位的I/O口，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入輸出。（6）串行口：以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和共它數(shù)據(jù)設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。（7）中斷控制系統(tǒng)：80C51共有5個(gè)中斷源，即外中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)。（8）時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。（9）位處理器：位處理器以狀態(tài)寄存器中選擇進(jìn)位標(biāo)志位C為累加器，可進(jìn)行置位、復(fù)位、取反、等于“0”轉(zhuǎn)移、等于“1”轉(zhuǎn)移且清“0”以及C與可尋址之間的傳送、邏輯與、邏輯或等位操作。（10）總線：系統(tǒng)的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)都是通過(guò)總線傳送。5.1.2引腳功能80S51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列插式集成電路芯片，其外觀如圖2-3。圖2-3引腳排列1）、電源引腳VCC——40電源端GND——20接地端工作電壓為5V，另有AT89S51工作電壓則是2.7-6V,引腳功能一樣。2）、外接晶體引腳：XTAL1——19XTAL2——18XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。3）、復(fù)位RST——9在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開(kāi)始運(yùn)行程序。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部RAM有所影響。其第二功能可作為備用電源引腳，當(dāng)電壓降低到下限值時(shí)，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部RAM提供電壓，以保護(hù)內(nèi)部RAM中的信息不丟失。4）、輸入輸出引腳（1）、P0端口[P0.0～P0.7]P0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口，端口置1（對(duì)端口寫(xiě)1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8位)/數(shù)據(jù)總線，訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。（2）、P1端口[P1.0～P1.7]P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8位地址信息。（3）、P2端口[P2.0～P2.7]P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高8位地址和控制信息。在訪問(wèn)外部程序和16位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址。而在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。（4）、P3端口[P3.0－P3.7]P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專(zhuān)門(mén)功能，具體請(qǐng)看表2：表2P3口線的第二功能5）、ALE——30地址鎖存控制信號(hào)在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。此外ALE是以六分之一的晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。其次該引腳還可有第二功能，可作為編程時(shí)的編程脈沖。PSEN6）、——29外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSENPSEN在讀外部ROM時(shí)有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。PSENEA7）、——31訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)EAEA當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng)EAEAEA8）、VSS——20地線5.1.3單片機(jī)內(nèi)部資源分配AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)和程序存儲(chǔ)器(ROM),共256個(gè)RAM存儲(chǔ)器單元和4KBROM存儲(chǔ)單元。對(duì)于256個(gè)RAM單元?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)部分,低128單元(00H～7FH)和高128單元，其中低128單元是單片機(jī)供用戶使用的RAM存儲(chǔ)單元，分為寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、用戶RAM區(qū)。通用寄存器32個(gè)單元，位尋址區(qū)16個(gè)單元，用戶RAM區(qū)80個(gè)單元。高128單元為專(zhuān)用寄存器區(qū)。對(duì)于4KBROM區(qū)，其中0000H～0002H為啟動(dòng)單元，0003H～002AH共40個(gè)單元分為五段，每段8個(gè)單元為五個(gè)中斷源地址區(qū)?，F(xiàn)將本次課程設(shè)計(jì)中使用到的內(nèi)部資源情況如下所述：堆椎60H5.2時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘們號(hào)，單元片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序時(shí)行工作。C2晶振XTAL2XTAL1至內(nèi)部C2晶振XTAL2XTAL1至內(nèi)部時(shí)鐘電路8051C1圖（2）振蕩電路電路中的電容C1和C2為30pF左右，而晶體的振蕩頻率范圍通常是1.2MHZ～12MHZ，晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)種頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度就更快，本次設(shè)計(jì)晶振為6MHZ。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出.該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。定時(shí)振蕩器的工作可由專(zhuān)用寄存器PCON的PD位進(jìn)行控制，把PD位置“1”，振蕩器停止工作系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。單片機(jī)振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不直接使用，而是經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用，電路時(shí)鐘框圖如圖（3）所示。P2P2P1XTAL2XTAL1ALE÷3振蕩器÷2QQ狀態(tài)時(shí)鐘÷6機(jī)器周期圖（3）時(shí)鐘電路框圖振蕩脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后才作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，在二分頻的基礎(chǔ)上再三分頻產(chǎn)生ALE信號(hào)（ALE是以晶振六分之一的固定頻率輸出的正脈沖），再在二分頻的基礎(chǔ)上再六分頻得到機(jī)器周期信號(hào)。5.3復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為擺脫困境，也需按復(fù)位健以重新啟動(dòng)。圖3-3復(fù)位電路邏輯圖RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間要達(dá)到2個(gè)機(jī)器周期以上。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖3-3所示。圖3-3復(fù)位電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)外兩部分，外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)（RST）送施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式，本次設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位，其電路原理圖如圖3-4所示，其中按鍵電平是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與VCC電源接通面實(shí)現(xiàn)的。圖3-4按鍵電平復(fù)位圖3-4按鍵電平復(fù)位5.4鍵盤(pán)電路圖3-5鍵盤(pán)電接口電路由于本次電子鐘需要的鍵盤(pán)只有4個(gè)，所以采用了獨(dú)立式鍵盤(pán)，按鍵一端通過(guò)限流電阻接電源VCC，一端通過(guò)按鍵接地GND，在沒(méi)有按鍵時(shí)，鍵盤(pán)輸入單片機(jī)為高電平“1”，當(dāng)有鍵按下時(shí)，輸入單片機(jī)的為低電平“0”。電路如圖3-5所示。圖3-5鍵盤(pán)電接口電路5.5顯示電路本次設(shè)計(jì)采用了LED顯示，通常所說(shuō)的LED顯示器由7個(gè)發(fā)光二極管組成，因此也稱(chēng)之為七段LED顯示器，其排列形狀如圖3-6所示。圖3-6LED顯示器排列圖圖3-6LED顯示器排列圖為了顯示數(shù)字或符號(hào)，要為L(zhǎng)ED顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼是為顯示字形的,因此稱(chēng)之為字形代碼。七段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)八段，因此提供給LED顯示器的字形代碼正好一個(gè)字節(jié)。各代碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。表3段碼號(hào)代碼位D7D6D5D4D3D2D1D0顯示段dpgfedcba1.共陰極接法把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽(yáng)極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不亮。2.共陽(yáng)極接法把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5v，這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不亮。3.控制數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)級(jí)的控制電路有靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。1）靜態(tài)驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱(chēng)直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管各用一個(gè)筆畫(huà)譯碼器（如BCD碼二—十進(jìn)制譯碼器）譯碼驅(qū)動(dòng)。2）動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)：動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的譯碼驅(qū)動(dòng)器，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。5.6驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路主要由同向驅(qū)動(dòng)芯片74LS244和限流電阻組成，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的口線輸出電流有限，不能足夠點(diǎn)亮發(fā)光二極管，所以利用74LS244內(nèi)部的2個(gè)4位的三態(tài)緩沖器，擴(kuò)展成一個(gè)8位的輸入口，并串接8個(gè)限流電阻，一起組成LED顯示電路的驅(qū)動(dòng)電路。其結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。第６章單片機(jī)控制程序及流程圖6.1電子鐘顯示“p.”主程序流程框圖6.1.1電子鐘顯示“p.”主程序程序清單ORG0000HSTART:AJMPMAINORG0030HMAIN:MOVSP,#60H;確立堆棧區(qū)MOVPSW,#00H;MOVR0,#20H;RAM區(qū)首地址MOVR7,#5FH;RAM區(qū)單元個(gè)數(shù)ML:MOV@R0,#00HINCR0DJNZR7,MLTSF:MOVDPTR,#DISBH系統(tǒng)初始化后提示符“P.”字符代碼表首地址MOVR5,#06HMOVR0,#79HDISPTSF:CLRAMOVCA,@A+DPTRMOV@R0,AINCR0INCDPTRDJNZR5,DISPTSFLCALLDISP;調(diào)顯示子程序顯示提示符“P.”LJMPTSF6.2電子鐘顯示子程序流程框6.2.1電子鐘顯示子程序顯示器設(shè)定---------------------------------------------------------------------------;P0.7---P0.0段控線，接LED的顯示段dp,g,f,e,d,c,b,a;P2.5---P2.0位控線,從左至右(LED5,LED4,LED3,LED2,LED1,LED0);顯示子程序;入口:79H,7AH,7BH,7CH,7DH,7EHDISP:PUSH DPHPUSH DPL PUSH ACC PUSH PSWCLRRS1;改變當(dāng)前寄存器組為組1SETBRS0MOVR1,#79H;顯示緩沖存儲(chǔ)單元首地址MOVR2,#01H;從右至左顯示DISP1: MOV A,@R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ;送段控MOV P2,R2;送位控 ACALL DL;延時(shí)2毫秒 MOV A,R2 JB ACC.5,DISP2 RL A INC R1 MOV R2,A AJMP DISP1DISP2: POP PSW;恢復(fù)當(dāng)前寄存器組的組號(hào) POP ACC POP DPL POP DPH RET;延時(shí)2毫秒子程序DL:PUSHPSWSETBRS1SETBRS0MOV R7,#02HDL1: MOV R6,#0FFHDL2: DJNZ R6,DL2 DJNZ R7,DL1POPPSW RET;常數(shù)表格區(qū)-------------------------------------------------------------------------------;系統(tǒng)初始化后提示符“P.”字符代碼表DISBH:DB10H,10H,10H,10H,10H,11H;提示符“P.”字符序號(hào);顯示字符段選碼表(共陽(yáng)極代碼)TAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H;0-8DB90H,0FFH,0CH;9,滅,p.6.3電子鐘加一子程序流程框圖6.3.1電子鐘加一子程序十進(jìn)制加1子程序入口：R0,出口：R0DADD1:MOVA,@R0;十進(jìn)制加1子程序，十位數(shù)1DECR0SWAPA;十位數(shù)占高4位ORLA,@R0;個(gè)位數(shù)占低4位ADDA,#01HDAAMOVR2,A;全值暫存R2中ANLA,#0FHMOV@R0,A;個(gè)位值送顯示緩沖單元MOVA,R2INCR0ANLA,#0F0HSWAPAMOV@R0,A;個(gè)位值送顯示緩沖單元RET6.4電子鐘顯示子程序定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用------------------------------------------------------------------定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0,定時(shí)功能,工作方式1,提供125毫秒的定時(shí)時(shí)間;系統(tǒng)中斷源的使用---------------------------------------------------------------------定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷0,計(jì)滿8次即得到秒計(jì)時(shí)單位SECGEEQU30H;秒個(gè)位存儲(chǔ)單元SECSHEQU31H;秒十位存儲(chǔ)單元MINGEEQU32H;分個(gè)位存儲(chǔ)單元MINSHEQU33H;分十位存儲(chǔ)單元HOUGEEQU34H;時(shí)個(gè)位存儲(chǔ)單元HOUSHEQU35H;時(shí)十位存儲(chǔ)單元INTCISHUEQU46H要求的計(jì)數(shù)溢出次數(shù)，即1秒計(jì)時(shí)的循環(huán)次數(shù)中斷服務(wù)程序區(qū)-------------------------------------------------------------------------------PITO:PUSH DPL PUSH DPHPUSH PSWPUSH ACCSETBRS1;改變當(dāng)前寄存器組為組3SETBRS0MOVTL0,#0DCH;裝計(jì)數(shù)初值MOVTH0,#0BH;MOVA,INTCISHU;循環(huán)次數(shù)減1DECAMOVINTCISHU,AJNZRET0;不滿8次，轉(zhuǎn)RET0返回MOVINTCISHU,#08H;滿8次，開(kāi)始計(jì)時(shí)操作MOVR0,#SECSH;秒十位存儲(chǔ)單元地址LCALLDADD1;十進(jìn)制秒加1MOVA,R2XRLA,#60H;判是否到60秒JNZRET0;不到，轉(zhuǎn)RET0返回LCALLCLR0;到60秒，秒顯示緩沖單元清0MOVR0,#MINSH;分十位存儲(chǔ)單元地址LCALLDADD1;十進(jìn)制分加1MOVA,R2