《基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘畢業(yè)設(shè)計(jì)論文》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 開(kāi)開(kāi) 題題 報(bào)報(bào) 告告1本課題的研究意義（1）鞏固和提高學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)；（2）提高運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考和綜合分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力；（3）培養(yǎng)掌握正確的思維方法和利用軟件和硬件解決實(shí)際問(wèn)題的基本技能；（4）增強(qiáng)對(duì)實(shí)際電路的認(rèn)識(shí)，掌握分析處理方法，進(jìn)行調(diào)試、計(jì)算等基本技能的訓(xùn)練，使之具有一定程度的實(shí)際工作能力。（5）掌握科研、資料查詢(xún)的基本方法以及獲取新知識(shí)的能力。（6）促使我們學(xué)習(xí)和獲取新知識(shí)，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。（7）通過(guò)參與實(shí)際工作，使我們了解社會(huì)和工作，具備一定的實(shí)際工作能力（8）通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)字電子鐘，了

2、解電子鐘的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造。2本課題的主要內(nèi)容1根據(jù)數(shù)字電子鐘課題任務(wù)制定合理、可行的工作計(jì)劃；2進(jìn)行必要的調(diào)研和資料搜集、文獻(xiàn)閱讀；3軟件設(shè)計(jì)要符合軟件工程規(guī)范，硬件設(shè)計(jì)符合原理表示、電路圖紙和工藝要求的各種規(guī)范；4制定系統(tǒng)的測(cè)試方法，并根據(jù)完整的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)做出分析和評(píng)價(jià)；5.實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的顯示時(shí)間和時(shí)間校對(duì)的功能；6對(duì)課題成果進(jìn)行總結(jié)，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3本課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)及預(yù)期目標(biāo) 本課題的重點(diǎn)是：設(shè)計(jì)出能顯示時(shí)間且能校對(duì)時(shí)間的一個(gè)電子鐘；本課題的難點(diǎn)是：熟練掌握 Proteus、ProtelSE99 及 keil c51 的應(yīng)用和能實(shí)現(xiàn)的功能；預(yù)期目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示且

3、能校對(duì)時(shí)間的一塊電子時(shí)鐘。4設(shè)計(jì)提綱、進(jìn)度計(jì)劃1、了解機(jī)的基本機(jī)構(gòu)；2、根據(jù)數(shù)字電子鐘課題任務(wù)制定合理、可行的工作計(jì)劃；3、根據(jù)課題任務(wù)書(shū)選擇合理的單片機(jī)；4、根據(jù)課題任務(wù)書(shū)繪出合理的原理圖；5、根據(jù)課題任務(wù)書(shū)編寫(xiě)正確的應(yīng)用程序；6、在應(yīng)用軟件中進(jìn)行仿真練習(xí)；7、購(gòu)買(mǎi)元器件進(jìn)行焊接；8、下載程序進(jìn)行調(diào)試；29、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)論文。 進(jìn)度計(jì)劃：第十一周：查閱資料，搜集所需信息；第十二、三周：根據(jù)數(shù)字電子鐘課題任務(wù)制定合理、可行的工作計(jì)劃；第十四、五周：根據(jù)所制定的任務(wù)書(shū)編寫(xiě)電氣原理圖；第十六、七周：根據(jù)所制定的任務(wù)書(shū)編寫(xiě)程序在 Proteus 中進(jìn)行仿真調(diào)試；第十八、九周：編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，裝訂成冊(cè)；

4、第二十周:進(jìn)行畢業(yè)答辯；5、完成課題所需條件及落實(shí)措施1、資料：相關(guān)設(shè)備資料和圖紙資料已由指導(dǎo)教師提供，其他的參考資料通過(guò)圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)，可滿(mǎn)足完成任務(wù)設(shè)計(jì)需要；2、機(jī)、plc、Proteus、ProtelSE99、eil c51 及軟件運(yùn)行環(huán)境；3、時(shí)間和場(chǎng)地：由于要參加畢業(yè)實(shí)習(xí)，學(xué)院提供了教為靈活教學(xué)進(jìn)度計(jì)劃、輔導(dǎo)時(shí)間及相應(yīng)的教室、實(shí)驗(yàn)室，可保證靈活有效地按進(jìn)度完成設(shè)計(jì)任務(wù)。指導(dǎo)教師意見(jiàn)：（對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）參考文獻(xiàn)、資料：1 代啟化.基于 Proteus 的電路設(shè)計(jì)與仿真J.現(xiàn)代電子技術(shù).2006,第 19 期.2 曹洪奎;馬瑩瑩 基于 Proteus 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5、與仿真J. 遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào)07 年 04 期3 侯玉寶 基于 Proteus 的 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真M電子工業(yè)出版社，2008.27028834 蔡希彪,曹洪奎; 單片機(jī)電子時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 J;中國(guó)科技信息; 2007 年 04 期5 方怡冰.單片機(jī)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革J.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào).2006，第 3期.6 劉文秀.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真的研究J.現(xiàn)代電子技術(shù).2005, 第 286 期7 張友德.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)M.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2003.225256.8 李光飛.單片機(jī)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,2004.5,96100.9 胡漢才 單片

6、機(jī)原理及其接口技術(shù)M. 北京： 清華大學(xué)出版社 , 1996.89110.10 楊立民.單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.1997.90120.【11】李軍.51 系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南 北京航空航天大學(xué)出版社 指導(dǎo)教師： 年 月 日 目錄第一章第一章 緒論緒論71.1 引言741.2 Proteus 軟件簡(jiǎn)介8第二章第二章 單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)82.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介82.2 單片機(jī)的發(fā)展史92.2.1 4 位單片機(jī)92.2.2 8 位單片機(jī)92.2.3 16 位單片機(jī)92.2.4 32 位單片機(jī)102.2.5 64 位單片機(jī)102.3 單片機(jī)的特點(diǎn)102.4 A

7、T89C51 單片機(jī)介紹112.4.1 主要特性112.4.2 管腳說(shuō)明12第三章第三章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)143.1 電子鐘系統(tǒng)硬件組成143.2 電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程153.3 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)153.4 單片機(jī)的選擇203.5Protel DXP 電路圖設(shè)計(jì)223.6 Proteus 電路圖設(shè)計(jì)23第四章軟件設(shè)計(jì)第四章軟件設(shè)計(jì)244.1 程序流程圖設(shè)計(jì)244.2 源程序設(shè)計(jì)294.3 KeilC51 進(jìn)行程序調(diào)試344.4 仿真與調(diào)試354.4.1 Proteus 中 Hex 文件選擇354.4.2 Proteus 進(jìn)行電子鐘系統(tǒng)仿真35結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)36參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)37致致 謝

8、謝385第一章第一章 緒論緒論1.1 引言引言近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此越來(lái)越廣泛地應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域. 本文的電子鐘系統(tǒng)是以單片機(jī)（AT89C51）為核心，時(shí)鐘芯片 DS1302、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219 等元器件組成。具體介紹應(yīng)用 Proteus 的 ISIS 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的電子鐘設(shè)計(jì)與仿真的實(shí)現(xiàn)方法。該方法既能準(zhǔn)確驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否滿(mǎn)足技術(shù)要求,又能提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量,降低開(kāi)發(fā)成本,具有推廣價(jià)值。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，以及移動(dòng)通信、

9、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，單片機(jī)從 4 位、8 位、16 位到 32 位，其發(fā)展歷程一直受到廣大電子愛(ài)好者的極大關(guān)注。單片機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)大，價(jià)格卻不斷下降的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑成為嵌入式系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的首選，同時(shí)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大也使得更多人加入到基于單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)行列中，推動(dòng)著單片機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)步。然而傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)除了需要購(gòu)置諸如仿真器、編程器、示波器等價(jià)格不菲的電子設(shè)備外，開(kāi)發(fā)過(guò)程也較繁瑣。來(lái)自英國(guó) Labcenter Electronics 公司的 Proteus 軟件很好地詮釋了利用現(xiàn)代 EDA 工具方便快捷開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。它包括 PROTEUS VSM（Vir

10、tual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN 兩大組成部分，在 PC 機(jī)上就能實(shí)現(xiàn)原理圖電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證以及形成 PCB 文件的完整嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)過(guò)程。單片機(jī)系統(tǒng)作為一種典型的嵌入式系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程設(shè)計(jì)兩個(gè)方面, 其調(diào)試過(guò)程一般分為軟件調(diào)試、硬件測(cè)試、系統(tǒng)調(diào)試 3 個(gè)過(guò)程。如果采用單片機(jī)系統(tǒng)的虛擬仿真軟件Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作。61.2 Proteus 軟件簡(jiǎn)介軟件簡(jiǎn)介PROTEUS 軟件由 Labcenter 公司開(kāi)發(fā)，是目前世界上最先進(jìn)

11、、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和 PCB 設(shè)計(jì)等功能，是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真、調(diào)試與測(cè)試的 EDA 工具。微控制器系統(tǒng)相關(guān)的仿真需建立編譯和調(diào)試環(huán)境，可選擇 Keil C51uVision2 軟件。該軟件支持眾多不同公司的芯片，集編輯、編譯和程序仿真等于一體，同時(shí)還支持PLM、匯編和 C 語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)。它的界面友好易學(xué)，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強(qiáng)大的功能。 其革命性的功能是：將電路仿真和微處理器仿真進(jìn)行協(xié)同，直接在基于原理圖的虛擬原型上進(jìn)行處理器編程調(diào)試，并進(jìn)行功能驗(yàn)證，通

12、過(guò)動(dòng)態(tài)器件如電機(jī)、LED、LCD、開(kāi)關(guān)等，實(shí)時(shí)看到運(yùn)行后的輸入、輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等， Proteus 為我們建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。第二章第二章 單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)2.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)簡(jiǎn)介單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，是典型的嵌入式 微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě) MCU 表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由 芯片內(nèi)僅有 CPU 的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。

13、 INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專(zhuān)用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。72.2 單片機(jī)的發(fā)展史單片機(jī)的發(fā)展史2.2.1 4 位單片機(jī)位單片機(jī) 1975 年，美國(guó)德克薩斯儀器公司首次推出 4 位單片機(jī) TMS-1000；此后，各個(gè)計(jì)算機(jī)公司競(jìng)相推出四位單片機(jī)。日本松下公司的 MN1400 系列，美國(guó)洛克威爾公司的 PPS/1 系列等。四位單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：PC 機(jī)的輸入裝置，電池充電器，運(yùn)動(dòng)器材，帶液晶顯示的音/視頻產(chǎn)品控制器，一般家用電器的控制及遙控器，電子玩具，鐘表，計(jì)算器，多功能電話(huà)等。 2.2.2 8 位單片機(jī)位單片機(jī) 1972 年，美國(guó) Int

14、el 公司首先推出 8 位微處理器 8008，并于 1976 年 9 月率先推出 MCS-48 系列單片機(jī)。在這以后，8 位單片機(jī)紛紛面市。例如，莫斯特克和仙童公司合作生產(chǎn)的 3870 系列，摩托羅拉公司生產(chǎn)的 6801 系列等。隨著集成電路工藝水平的提高，一些高性能的 8 位單片機(jī)相繼問(wèn)世。例如，1978 年摩托羅拉公司的 MC6801 系列及齊洛格公司的 Z8 系列，1979 年 NEC 公司的UPD78XX 系列。這類(lèi)單片機(jī)的尋址能力達(dá) 64KB，片內(nèi) ROM 容量達(dá) 4-8KB，片內(nèi)除帶有并行 IO 口外，還有串行 IO 口，甚至還有 AD 轉(zhuǎn)化器功能。8 位單片機(jī)由于功能強(qiáng)，被廣泛用

15、于自動(dòng)化裝置、智能儀器儀表、智能接口、過(guò)程控制、通信、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。2.2.3 16 位單片機(jī)位單片機(jī) 1983 年以后，集成電路的集成度可達(dá)幾十萬(wàn)只管/片，各系列 16 位單片機(jī)紛紛面市。這一階段的代表產(chǎn)品有 1983 年 Intel 公司推出的 MCS-96 系列，1987 年 Intel 推出了 80C96，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的 HPC16040，NEC 公司推出的 783XX 系列等。16 位單片機(jī)主要用于工業(yè)控制，智能儀器儀表，便攜式設(shè)備等場(chǎng)合。82.2.4 32 位單片機(jī)位單片機(jī) 隨著高新技術(shù)只智能機(jī)器人，光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，激光打印機(jī)，圖像與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，復(fù)雜實(shí)時(shí)控制，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

16、器等領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，20 世紀(jì) 80 年代末推出了 32 位單片機(jī)，如 Motorlora 公司的 MC683XX 系列，Intel 的 80960 系列，以及近年來(lái)流行的 ARM 系列單片機(jī)。32 位單片機(jī)是單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，隨著技術(shù)的發(fā)展及開(kāi)發(fā)成本和產(chǎn)品價(jià)格的下降，將會(huì)與 8 位單片機(jī)并駕齊驅(qū)。2.2.5 64 位單片機(jī)位單片機(jī) 近年來(lái)，64 位單片機(jī)在引擎控制，智能機(jī)器人，磁盤(pán)控制，語(yǔ)音圖像通信，算法密集的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合已有應(yīng)用，如英國(guó) Inmos 公司的 Transputer T800 是高性能的 64 位單片機(jī)。2.3 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的特點(diǎn)1 . 單片機(jī)的存儲(chǔ)器 ROM 和 RA

17、M 時(shí)嚴(yán)格區(qū)分的。ROM 稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器，只存放程序，固定常數(shù)，及數(shù)據(jù)表格。RAM 則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放用戶(hù)數(shù)據(jù)。 2 . 采用面向控制的指令系統(tǒng)。為滿(mǎn)足控制需要，單片機(jī)有更強(qiáng)的邏輯控制能力，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。 3 . 單片機(jī)的 I/O 口通常時(shí)多功能的。由于單片機(jī)芯片上引腳數(shù)目有限，為了解決實(shí)際引腳數(shù)和需要的信號(hào)線(xiàn)的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來(lái)設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來(lái)區(qū)分。 4 . 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力很強(qiáng)。在內(nèi)部的各種功能部件不能滿(mǎn)足應(yīng)用的需求時(shí)，均可在外部進(jìn)行擴(kuò)展，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。92.4

18、 AT89C51 單片機(jī)介紹單片機(jī)介紹AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)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 AT89C51 是一種

19、高效微控制器， AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C 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。AT89C51 單片機(jī)2.4.1 主要特性主要特性與 MCS-51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000 寫(xiě)/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz-24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*810位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線(xiàn) 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2.4.2 管腳說(shuō)明管腳說(shuō)明V VC CC C：供電電壓。G GN ND D：接地。P P0 0 口口：

20、P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門(mén)電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。P P1 1 口口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1

21、 口作為第八位地址接收。 P P2 2 口口：P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P P3 3 口口：P

22、3 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(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“1”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（ ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：11P3.0 RXD串行輸入口P3.1 TXD串行輸出口P3.2 /INT0外部中斷 0P3.3 /INT1外部中斷 1P3.4 T0記時(shí)器 0 外部輸入P3.6 /WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.7 /RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通R RS ST T：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST 腳兩個(gè)機(jī)器

23、周期的高電平時(shí)間。A AL LE E/ /P PR RO OG G：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE 禁止，置位無(wú)效。/ /P PS SE

24、EN N：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪(fǎng)問(wèn)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)。/ /E EA A/ /V VP PP P：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1 時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。X XT TA AL L1 1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。X XT TA AL L2 2：來(lái)自反向振

25、蕩器的輸出。振振蕩蕩器器特特性性: :12XTAL1 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。第三章第三章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 電子鐘系統(tǒng)硬件組成電子鐘系統(tǒng)硬件組成電子鐘系統(tǒng)硬件主要由 AT89C51 單片機(jī)、時(shí)鐘芯片 DS1302、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219 等元器件組成。AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，

26、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)。MAX7219 是 MAXIM 公司生產(chǎn)的串行輸入 /輸出共陰極數(shù)碼管顯示 驅(qū)動(dòng)芯片。單單片片機(jī)機(jī)晶晶振振電電路路單單片片機(jī)機(jī)復(fù)復(fù)位位電電路路AT89C51單單片片機(jī)機(jī)時(shí)時(shí)鐘鐘芯芯片片DS13028位位LED顯顯示示數(shù)數(shù)碼碼管管顯顯示示驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)芯芯片片MAX7219按按鍵鍵電電路路蜂蜂鳴鳴器器電子鐘系統(tǒng)硬件電路組成框圖133.2 電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程Protel DXP 與與 Proteus電電路

27、路設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)源源程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)生生成成目目標(biāo)標(biāo)代代碼碼基基于于Proteus仿仿真真。3.3 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)MCS-52 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8052 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等三大總線(xiàn)，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明：中央處理器： 中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。14數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) 8052 內(nèi)部有 12

28、8 個(gè) 8 位用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶(hù)只能訪(fǎng)問(wèn)，而不能用于存放用戶(hù)數(shù)據(jù)，所以，用戶(hù)能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶(hù)定義的字型表。圖 3-1 單片機(jī) 8052 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)程序存儲(chǔ)器(ROM)：8052 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶(hù)程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8052 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I/O)口：8052 共有 4 組 8 位 I/O 口(P0、 P1、P2

29、或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：8052 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：8052 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿(mǎn)足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。時(shí)鐘電路：158052 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8052 單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

30、合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INTEL 的 MCS-52 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS-96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。下圖是 MCS-52 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖 3-2 MCS-52 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS-52 的引腳說(shuō)明：MCS-52 系列單片機(jī)中的 8031、8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線(xiàn)兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線(xiàn)兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線(xiàn)與 P3 口線(xiàn)復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以

31、說(shuō)明：MCS-51 的引腳說(shuō)明：MCS-52 系列單片機(jī)中的 8031、8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線(xiàn)兩根，外置石16英振蕩器的時(shí)鐘線(xiàn)兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線(xiàn)與 P3 口線(xiàn)復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： 單片機(jī)的引腳圖Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8052 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H，P0-P3 輸出口全部為高電平，堆棧指針寫(xiě)入 07

32、H，其它專(zhuān)用寄存器被清“0”。RESET 由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0-R7）的狀態(tài)，8052 的初始態(tài)。8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖 4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 17上電自動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位電路圖 內(nèi)部和外部時(shí)鐘方式圖 Pin30:ALE/當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用

33、于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，ALE 會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。 如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin29:當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC 的 16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。18Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線(xiàn)，8051 和 8751 單片機(jī)，內(nèi)置有4kB 的程序存儲(chǔ)器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 4kB 時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過(guò) 4kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如 EA 為低電

34、平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的8031,EA 端必須接地。3.4 單片機(jī)的選擇單片機(jī)的選擇單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱(chēng)為微控制器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過(guò) 1、2、3、3 代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量、強(qiáng) I/O 功能及較好的結(jié)構(gòu)兼容性方向發(fā)展。其發(fā)

35、展趨勢(shì)不外乎以下幾個(gè)方面：1、多功能 單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲(chǔ)器和 I/O 口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。比如 A/D、PWM、PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時(shí)器-看家狗）、高速 I/O 口及計(jì)數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。 有的單片機(jī)針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng)用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以 51 內(nèi)核為核心，集成了 USB 控制器、SMART CARD 接口、MP3 解碼器、CAN 或者 I*I*C 總線(xiàn)控制器等，LED、LCD 或 VFD 顯示驅(qū)動(dòng)器也開(kāi)始集成在 8 位單片機(jī)中。2、高效率和高性能 為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單

36、片機(jī)開(kāi)始使用 RISC、流水線(xiàn)和 DSP 的設(shè)計(jì)技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運(yùn)行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片內(nèi) ROM（FLASH）和 RAM 的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。19 由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開(kāi)始使用高級(jí)語(yǔ)言（如 C 語(yǔ)言）來(lái)開(kāi)發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級(jí)語(yǔ)言可以降低開(kāi)發(fā) 難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，增強(qiáng)軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。3、低電壓和低功耗 單片機(jī)的嵌入式應(yīng)用決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于 CMOS 等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（1.2

37、V 或 0.9V），功耗已經(jīng)降低到 uA 級(jí)。這些特性使得單片機(jī)系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長(zhǎng)的時(shí)間。4、低價(jià)格 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來(lái)的直接好處就是成本的降低。目前世界各大公司為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，在提高單片機(jī)性能的同時(shí)，十分注意降低其產(chǎn)品的價(jià)格。下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)。（1）家用電器領(lǐng)域 用單片機(jī)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字控制電路，使家用電器（如洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱、微波爐、和電視機(jī)等）功能更完善，更加智能化和易于使用。（2）辦公自動(dòng)化領(lǐng)域 單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話(huà)機(jī)和傳真機(jī)等。（3）商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

38、 商業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)部分與家用和辦公應(yīng)用系統(tǒng)相似，但更加注重設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計(jì)量?jī)x器、收款機(jī)、條形碼閱讀器、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和冷凍保鮮系統(tǒng)等，都采用了單片機(jī)構(gòu)成的專(zhuān)用系統(tǒng)。與通用計(jì)算機(jī)相比，這些系統(tǒng)由于比較封閉，可以更有效地防止病毒和電磁干擾等，可靠性更高。（4）工業(yè)自動(dòng)化 在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計(jì)算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。20（5）智能儀表與集成智能傳感器 目前在各種電氣測(cè)量?jī)x表中普遍采用了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)，使得測(cè)量系統(tǒng)具有存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查詢(xún)及聯(lián)網(wǎng)等智能功能。將單片機(jī)和傳感器相結(jié)合，

39、可以構(gòu)成新一代的智能傳感器。它將傳感器變換后的物理量作進(jìn)一步的變化和處理，使其成為數(shù)字信號(hào)，可以遠(yuǎn)距離傳輸并與計(jì)算機(jī)接口。（6）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域 通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)等。這些領(lǐng)域?qū)w積、功耗、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的要求往往比商用系統(tǒng)還要高，因此采用單片機(jī)系統(tǒng)更加重要。目前，我國(guó)生產(chǎn)很多型號(hào)的單片機(jī)，在此，我們采用型號(hào)為 STC89C52 的單片機(jī)。因?yàn)椋?STC89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM

40、） ，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-52 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，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C52 提供了高性?xún)r(jià)比的解決方案。 STC89C52 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40 個(gè)引腳，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，2 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，STC89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本3.5Protel DXP

41、電路圖設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)21 Protel DXP 設(shè)計(jì)的電子鐘電路原理圖主要元器件功能介紹：AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)。具有調(diào)時(shí)功能。時(shí)鐘操作可通過(guò) AMPM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。MAX7219 是 MAXIM 公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片。采用三線(xiàn)制串行接口技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，可直接與單片機(jī)連接，用戶(hù)能方便地修改內(nèi)部參數(shù)實(shí)現(xiàn)多位 LE

42、D 數(shù)碼管顯示。內(nèi)含有硬件動(dòng)態(tài)掃描顯示控制，每塊芯片可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LED 數(shù)碼管。3.6 Proteus 電路圖設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)運(yùn)行 Proteus 的 ISIS 后出現(xiàn)程序主窗口界面，鼠標(biāo)左鍵單擊窗口左側(cè)的元器件工具欄的 component.按鈕, 接著再點(diǎn)擊窗口左側(cè)的元器件選擇區(qū)的 Pick Divices.按鈕，彈出如圖 1 所示的 Pick Devices 窗口，再在 Categ 欄里點(diǎn)擊MicroprocessorICs 項(xiàng)后，在 Results 欄里會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的 CPU 器件，找到 AT89C51 后雙擊，AT89C51 就被添加到當(dāng)前窗口左側(cè)的元器件列表區(qū)了。22用同樣的方法

43、依次把 DS130、MAX7219、數(shù)碼管、晶振以及多個(gè)電阻、電容也添加到器件列表區(qū)里。然后再依次點(diǎn)擊列表區(qū)里的器件，單擊左鍵把他們放到繪圖區(qū)，右鍵選中元件，并編輯其屬性，合理布局后，進(jìn)行連線(xiàn)。連線(xiàn)時(shí)當(dāng)鼠標(biāo)的指針靠近一個(gè)對(duì)象的引腳時(shí)，跟著鼠標(biāo)的指針 r ICs 就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“”提示符號(hào)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可畫(huà)線(xiàn)了，需要拐彎時(shí)點(diǎn)擊一下即可，在終點(diǎn)再點(diǎn)擊確認(rèn)一下就畫(huà)出了一段導(dǎo)線(xiàn)，所有導(dǎo)線(xiàn)畫(huà)完后，點(diǎn)擊工具欄的 Inter-sheeTerminal.按鈕，添加上電源和接地符號(hào)，原理圖的繪制就完成了。 Proteus 中設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘系統(tǒng)原理圖第四章第四章軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序流程圖設(shè)計(jì)程序流程圖設(shè)計(jì)

44、23系統(tǒng)程序流程圖按鍵處理是先檢測(cè)秒按鍵是否按下，秒按鍵如果按下，秒就加1；如果沒(méi)有按下，就檢測(cè)分按鍵是否按下，分按鍵如果按下，分就加1；如果沒(méi)有按下，就檢測(cè)時(shí)按鍵是否按下，時(shí)按鍵如果按下，時(shí)就加1；如果沒(méi)有按下，就把時(shí)間顯示出來(lái)。24按鍵處理流程圖定時(shí)器中斷時(shí)是先檢測(cè) 1 秒是否到，1 秒如果到，秒單元就加 1；如果沒(méi)到，就檢測(cè) 1 分鐘是否到，1 分鐘如果到，分單元就加 1；如果沒(méi)到，就檢測(cè) 1 小時(shí)是否到，1 小時(shí)如果到，時(shí)單元就加 1，如果沒(méi)到，就顯示時(shí)間。NYNYNY時(shí)加 1顯示時(shí)間結(jié)束開(kāi)始秒按鍵按下？秒加 1分按鍵按下？分加 1時(shí)按鍵按下？25定時(shí)器中斷流程圖N24 小時(shí)到？分單元

45、清零，時(shí)單元加 1NNNYY時(shí)單元清零時(shí)間顯示中斷返回開(kāi)始一秒時(shí)間到？60 秒時(shí)間到？60 分鐘到？秒單元加 1秒單元清零，分單元加1YY26時(shí)間顯示是先秒個(gè)位計(jì)算顯示，然后是秒十位計(jì)算顯示，再是分個(gè)位計(jì)算顯示，再然后是分十位顯示，再就是時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示，最后是時(shí)十位顯示。時(shí)間顯示流程圖時(shí)十位計(jì)算顯示結(jié)束開(kāi)始秒個(gè)位計(jì)算顯示秒十位計(jì)算顯示分個(gè)位計(jì)算顯示分十位計(jì)算顯示時(shí)個(gè)位計(jì)算顯示274.2 源程序設(shè)計(jì)源程序設(shè)計(jì)中斷技術(shù)在單片系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它不僅可以提高單片機(jī)CPU 的效率，也可以對(duì)突發(fā)事件處理。所謂中斷就是當(dāng)CPU 正在執(zhí)行程序A 時(shí)，發(fā)生了另一個(gè)急需處理的事件 B，這是 CPU 暫停

46、當(dāng)前執(zhí)行的程序 A，立即轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理事件 B 的程序，處理完事件 B 后，再返回到程序 A 繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)過(guò)程被叫做中斷。關(guān)于中斷的概念有下列幾個(gè)名詞：（1）程序A 稱(chēng)為主程序，（ 2）處理事件 B 的程序稱(chēng)為中斷服務(wù)程序，（ 3）主程序中轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的地方稱(chēng)為斷點(diǎn)，（ 4）引起中斷的原因即事件 B 稱(chēng)為中斷源，（5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序稱(chēng)為中斷響應(yīng)。關(guān)于中斷的概念可以打個(gè)如下的比喻。領(lǐng)導(dǎo)（ CPU）在自己的房間辦公（執(zhí)行主程序），下屬（外設(shè)）有問(wèn)題打電話(huà)來(lái)請(qǐng)示（中斷源），領(lǐng)導(dǎo)停下正在進(jìn)行的工作，通過(guò)電話(huà)給下屬做指示（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），指示完后，領(lǐng)導(dǎo)掛斷電話(huà)，繼續(xù)做自己的工作（返回主程序

47、繼續(xù)執(zhí)行）。中斷是一個(gè)過(guò)程，當(dāng)中央處理器 CPU 在處理某件事情時(shí)，外部又發(fā)生了另一緊急事件，請(qǐng)求 CPU 暫停當(dāng)前的工作而去迅速處理該緊急事件。處理結(jié)束后，再回到原來(lái)被中斷的地方，繼續(xù)原來(lái)的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源，稱(chēng)為中斷源。單片機(jī)一般允許有多個(gè)中斷源，當(dāng)幾個(gè)中斷源同時(shí)向CPU 請(qǐng)求中斷時(shí)，就存在 CPU 優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷請(qǐng)求源的問(wèn)題（優(yōu)先級(jí)問(wèn)題），一般根據(jù)中斷源的輕重緩急排隊(duì)，優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請(qǐng)求，于是便規(guī)定每一個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)別，并且CPU 總是響應(yīng)級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求。當(dāng) CPU 正在處理一個(gè)中斷源請(qǐng)求的時(shí)候，又發(fā)生了另一個(gè)優(yōu)先級(jí)比它高的中斷源請(qǐng)求，

48、如果 CPU 能夠暫時(shí)中止對(duì)原來(lái)中斷處理程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理優(yōu)先級(jí)更高的中斷源請(qǐng)求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的低級(jí)中斷處理程序，這樣的過(guò)程稱(chēng)為中斷嵌套。以下為部分源程序：#include AT89X51.H#include delay.h28#include max7219.c#include music.c#define uchar unsigned char#define uint unsigned int idatasbit ADD=P11;sbit SUB=P10;sbit ACC0 = ACC0;sbit ACC7 = ACC7;void showDay(void);/顯示時(shí)間

49、void showData(void);/顯示日期void showDishi(void);/顯示定時(shí)void int_0(void);/中斷 0void int_1(void);/中斷 1void flash_max7219(unsigned char n);/閃一個(gè)位 max7219/*/* 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 時(shí)鐘芯片型號(hào)： DS1302 */*/*/sbit T_CLK = P23; /*實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)鐘線(xiàn)引腳 */sbit T_IO = P24; /*實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)線(xiàn)引腳 */sbit T_RST = P25; /*實(shí)時(shí)時(shí)鐘復(fù)位線(xiàn)引腳 */*/void v_RTInputByte(uchar u

50、cDa); /往 DS1302 寫(xiě)入 1Byte 數(shù)據(jù)uchar uc_RTOutputByte(void);/ 從 DS1302 讀取 1Byte 數(shù)據(jù)29void v_W1302(uchar ucAddr, uchar ucDa);/往 DS1302 寫(xiě)入數(shù)據(jù)uchar uc_R1302(uchar ucAddr);/讀取 DS1302 某地址的數(shù)據(jù)/void v_BurstW1302T(uchar *pSecDa);/往 DS1302 寫(xiě)入時(shí)鐘數(shù)據(jù)(多字節(jié)方式)/void v_BurstR1302T(uchar *pSecDa);/讀取 DS1302 時(shí)鐘數(shù)據(jù)/void v_BurstW

51、1302R(uchar *pReDa);/往 DS1302 寄存器數(shù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)(多字節(jié)方式)/void v_BurstR1302R(uchar *pReDa);/讀取 DS1302 寄存器數(shù)據(jù)void v_Set1302(uchar *pSecDa) ;/設(shè)置初始時(shí)間 ,輸入: pSecDa: 初始時(shí)間地址。初始時(shí)間格式為 : 秒 分 時(shí) 日 月 星期 年 void v_Get1302(uchar ucCurtime) ;/讀取 DS1302 當(dāng)前時(shí)間uchar showTime8=0,0,10,0,0,10,0,0;/顯示的時(shí)間*全局變量uchar setTime2=0,0;/定時(shí)的設(shè)定uch

52、ar time7=0,0 x59,0 x19,0 x24,0 x7,0 x01,0 x08;/秒 分 時(shí) 日 月 星期 年uchar Tmod=7;/此時(shí)的調(diào)節(jié)模式void main()delay_ms(200);/sound();initMAX7219();/初始化 max7219cls();/清屏 max7219/v_Get1302(& time);/v_Set1302(& time);EX0=1;30EX1=1;IT1=1;/下降沿觸發(fā)IT0=1;EA=1;/開(kāi)中斷v_Get1302(& time);showDay();/int_1();/int_0();while(1)v_Get130

53、2(& time);showDay();if (setTime0=time2)&(setTime1=time1)sound();/*顯示時(shí)間void showDay(void)/將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為顯示格式showTime7=time0 & 0 x0f;/個(gè)位showTime6=time04;/十位showTime4=time1 & 0 x0f;showTime3=time14;showTime1=time2 & 0 x0f;showTime0=time24;31showTime2=showTime5=10;disp_88(& showTime);/*顯示日期void showData(void)sh

54、owTime7=time3 & 0 x0f;showTime6=time34;showTime4=time4 & 0 x0f;showTime3=time44;showTime1=time6 & 0 x0f;showTime0=time64;showTime2=showTime5=10;disp_88(& showTime);/*顯示定時(shí)void showDishi(void)showTime1=setTime0 & 0 x0f;showTime0=setTime04;showTime4=setTime1 & 0 x0f;showTime3=setTime14;showTime6=12;sho

55、wTime7=13;showTime2=showTime5=10;disp_88(& showTime); 324.3 KeilC51 進(jìn)行程序調(diào)試進(jìn)行程序調(diào)試334.4 仿真與調(diào)試仿真與調(diào)試4.4.1 Proteus 中中 Hex 文件選擇文件選擇系統(tǒng)仿真分析電路原理圖在 ISIS 里設(shè)計(jì)完成，并將系統(tǒng)軟件編譯成.Hex文件，再進(jìn)行電子時(shí)鐘的系統(tǒng)虛擬仿真 。（1）在 ISIS 的原理圖中，右鍵單擊 AT89C51 將其選中，然后單擊左鍵打開(kāi) AT89C51 的 Edit Component 對(duì)話(huà)框，如下圖所示。（2）選擇相應(yīng)的.Hex 文件，再在 Proteus ISIS 編輯窗口的 Fil

56、e 菜單中選擇 Save Design 選項(xiàng)，保存設(shè)計(jì)，生成.DSN 文件。4.4.2 Proteus 進(jìn)行電子鐘系統(tǒng)仿真進(jìn)行電子鐘系統(tǒng)仿真在 Proteus ISIS 的 Debug 菜單中選擇 Execute，運(yùn)行程序，系統(tǒng)仿真結(jié)果如下圖所示。實(shí)現(xiàn)功能：34當(dāng)進(jìn)入調(diào)整功能時(shí)，按第一個(gè)鍵 K1 進(jìn)行減運(yùn)算，按第二個(gè)鍵 K2 進(jìn)行加運(yùn)算。按下第三個(gè)鍵 K3,實(shí)現(xiàn)日期時(shí)間調(diào)整及定時(shí)功能，等數(shù)字閃爍后，按一二鍵進(jìn)行加減，從而可以進(jìn)行具體日期時(shí)間調(diào)整。當(dāng)定時(shí)設(shè)定后，到預(yù)定時(shí)間后，系統(tǒng)通過(guò) C51 音樂(lè)程序演唱歌曲-八月桂花。按下第四個(gè)鍵 K4，可以進(jìn)行時(shí)間日期切換，8 位 LED 數(shù)碼管將顯示時(shí)間或

57、日期，采用 24 小時(shí)制。時(shí)間顯示格式為：時(shí)-分-秒；日期顯示格式為：日-月-年。具有實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)間和日期的功能。 Proteus 系統(tǒng)仿真結(jié)果結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)本文的電子鐘系統(tǒng)是以單片機(jī)（AT89C51）為核心，時(shí)鐘芯片 DS1302、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219 等元器件組成。具體介紹應(yīng)用 Protel DXP 進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)，Keil C51 軟件調(diào)試程序以及 Proteus 的 ISIS 軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的電子鐘設(shè)計(jì)與仿真。實(shí)現(xiàn)了硬件軟化的目的。我在這一次數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很是受益匪淺。通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)畢

58、業(yè)設(shè)計(jì)的35思考及書(shū)面表達(dá)能力，最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。撰寫(xiě)論文的過(guò)程也是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程，它使我運(yùn)用已有的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問(wèn)題或?qū)嶋H問(wèn)題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了；才能夠?qū)⒄n本知識(shí)與實(shí)踐相整合，理論知識(shí)服務(wù)于教學(xué)實(shí)踐，以增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性，也從中得知了很多書(shū)本上無(wú)法得知的知識(shí)。我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書(shū)本，以解決理論和實(shí)際

59、教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題為目的，還要以實(shí)踐相結(jié)合，理論問(wèn)題即實(shí)踐課題，解決問(wèn)題即課程研究，學(xué)生自己就是一個(gè)專(zhuān)家，通過(guò)自己的手來(lái)解決問(wèn)題比用腦子解決問(wèn)題更加深刻。學(xué)習(xí)就應(yīng)該采取理論與實(shí)踐結(jié)合的方式，理論的問(wèn)題，也就是實(shí)踐性的課題。這種做法既有助于完成理論知識(shí)的鞏固，又有助于帶動(dòng)實(shí)踐，解決實(shí)際問(wèn)題，加強(qiáng)我們的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 代啟化.基于 Proteus 的電路設(shè)計(jì)與仿真J.現(xiàn)代電子技術(shù).2006,第19 期.2 曹洪奎;馬瑩瑩 基于 Proteus 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真J. 遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào) 07 年 04 期3 侯玉寶 基于 Proteus 的 51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真M電

60、子工業(yè)出版社，2008.2702884 蔡希彪,曹洪奎; 單片機(jī)電子時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 J;中國(guó)科技信息; 2007 年 04 期5 方怡冰.單片機(jī)課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)改革J.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào).2006，第 3 期.366 劉文秀.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仿真的研究J.現(xiàn)代電子技術(shù).2005, 第 286 期7 張友德.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)M.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2003.225256.8 李光飛.單片機(jī)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,2004.5,96100.9 胡漢才 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M. 北京： 清華大學(xué)出版社 , 1996.89110.10 楊立民.單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.1997.90120.【11】李軍.51 系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南 北京航空航天大學(xué)出版社