1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p><b>　　1．概述3</b></p><p>　　1.1本課題研究目的及意義3</p><p>　　

2、1.2國內(nèi)外研究背景3</p><p>　　1.3本課題的研究方法及預(yù)期達(dá)到的目的4</p><p>　　2總體控制方案設(shè)計5</p><p>　　2.1數(shù)字時鐘的工作原理5</p><p>　　2.2單片機(jī)的選型5</p><p>　　2.3 AT89C51單片機(jī)介紹7</p><p&

3、gt;　　2.4總體方案設(shè)計8</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計9</b></p><p><b>　　3.1鍵盤模塊9</b></p><p><b>　　3.2顯示模塊9</b></p><p>　　3.3復(fù)位電路12</p><p&g

4、t;　　3.4蜂鳴器驅(qū)動電路13</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計15</b></p><p>　　4.1總體軟件設(shè)計15</p><p>　　4.2中斷服務(wù)函數(shù)15</p><p>　　4.3計時子函數(shù)16</p><p>　　4.4鬧鐘子函數(shù)流程圖17</p>

5、<p>　　4.5鍵盤掃描子函數(shù)18</p><p>　　4.6 時間和鬧鐘的設(shè)置19</p><p>　　4.7 軟件設(shè)計總結(jié)20</p><p><b>　　5 總結(jié)22</b></p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)23</b></p><p>

6、<b>　　7致謝24</b></p><p><b>　　附錄24</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性

7、能進(jìn)一步提高。</p><p>　　數(shù)字時鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式機(jī)械鐘。在這次設(shè)計中，我們采用8位8段LED數(shù)碼管顯示，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)顯示原理來進(jìn)行顯示，用12MHz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定時器計數(shù)，并采用外置喇叭作為響鈴。在此次設(shè)計中，電路具有顯示時間的其本功能，還可以實現(xiàn)對時間的調(diào)整。數(shù)字時鐘因外形小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功

8、能多，便于集成化而受廣大消費的喜愛，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　關(guān)鍵字：單片機(jī) 數(shù)字時鐘 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In recent years, electronic technology has gained rapid development, modern elect

9、ronic products has been used in almost all spheres of society, It’s a strong impetus to the development of social productivity and improvement in the level of social information. The performance of modern electronic prod

10、ucts also has been further improved.</p><p>　　The digital clock timing is a digital circuit which displays "hour", "minute", "second". The accuracy, stability of digital clock i

11、s far more than the old-fashioned mechanical clock. In this design, we use 8-segment LED digital display, and displayed according to digital dynamic display principle with a 12MHz crystal oscillator pulse and the timer c

12、ount, and an external speaker is used as the ring. In this design, the circuit has the function to display time and the time can be adjusted. Because</p><p>　　Keywords: single-chip machine digital clock</

13、p><p><b>　　1．概述</b></p><p>　　20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。單片機(jī)的出現(xiàn)至今已經(jīng)有30多年的歷史了，單片機(jī)嵌入式技術(shù)也已歷經(jīng)了幾個發(fā)展階段?，F(xiàn)在，以計算機(jī)和軟件為核心

14、的數(shù)字化電子技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，在其推動下，廣泛滲透到社會經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且電子產(chǎn)品幾乎深入到了社會的各個領(lǐng)域包括家電、娛樂、藝術(shù)、社會文化等等，因此推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，在此同時也使得現(xiàn)在電子產(chǎn)品的性能一步步的提高，所以電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來越快。研究具有相應(yīng)功能的電子產(chǎn)品的具有深遠(yuǎn)的意義。</p><p>　　1.1本課題研究目的及意義</p>&

15、lt;p>　　單片機(jī)由于具有功能強(qiáng)、體積小、功耗低、價格便宜、使用便捷等特點，因而單片機(jī)技術(shù)則為研究的熱點。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。以前必須由模擬電路或者數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法實現(xiàn)了。單片機(jī)模塊中最常見的就是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒、計時的裝置，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，數(shù)字鐘與傳統(tǒng)機(jī)械式的時鐘相比來

16、說具有更高直觀性與準(zhǔn)確性，并且沒有機(jī)械裝置零件之類，則具有更長的使用壽命，而且大大地擴(kuò)展了傳統(tǒng)老式鐘表原先的報時功能。鐘表的數(shù)字化給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，譬如定時廣播、定時啟閉電路、定時開關(guān)烘箱、自動報警、按時自動打鈴、時間成都自動控制、通斷動力設(shè)備等等所有這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字時鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用有著非?，F(xiàn)實的意義。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究背景</p>&

17、lt;p>　　單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。</p><p>　　隨著科技的發(fā)展日益更新和社會的飛速進(jìn)步，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。因此，數(shù)字不管在性能還是樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，比如有電子鬧鐘、電子秒表等等，國內(nèi)外已有多種數(shù)字鐘的設(shè)計成果，比如：基于低

18、成本數(shù)字集成電路及配套的LED顯示器組成的數(shù)字鐘設(shè)計；基于VHDL的數(shù)字鐘設(shè)計；基于單片機(jī)數(shù)字時鐘設(shè)計，以單片機(jī)為中心控制單元，才用匯編語言編程，設(shè)計的數(shù)碼管或液晶顯示器時、分、秒的時鐘等等。</p><p>　　有關(guān)專家分析指出，我國電子商務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施將日臻完善，三網(wǎng)合一的潮流勢不可擋，而今我們已進(jìn)入了數(shù)字時代，數(shù)字鐘的使用將會越來越受歡迎。數(shù)字鐘未來將呈現(xiàn)出個性化、專業(yè)化的趨勢，而且每個網(wǎng)站在資源方面總是有限

19、的，客戶的需求又是全方位、多變的，所以不同類型的網(wǎng)站以戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式進(jìn)行相互協(xié)作也是必然趨勢，而數(shù)字鐘的實現(xiàn)，更體現(xiàn)了這一點。在不久的將來，數(shù)字鐘肯定會更深的被人們接受，走進(jìn)個個領(lǐng)域，千家萬戶，給人們帶來意想不到的方便。數(shù)字鐘的設(shè)計外表只會更加時尚、美觀，適合人們的審美觀點的改變。因此，更為先進(jìn)的電子中的研究有著良好的發(fā)展前景和市場潛力。</p><p>　　1.3本課題的研究方法及預(yù)期達(dá)到的目的</p&g

20、t;<p>　　本設(shè)計采用MCS51系列單片機(jī)作為微控制器，采用proteus進(jìn)行電路設(shè)計，使用軟硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)數(shù)字時鐘的功能。</p><p>　　本設(shè)計的數(shù)字時鐘具有功能強(qiáng)大，界面友好的特點。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進(jìn)行計時實現(xiàn)計時工程，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進(jìn)行定時、校時功能。本設(shè)計要求掌握數(shù)字鐘的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。熟悉單

21、片機(jī)邏輯功能及使用方法。掌握電板的結(jié)構(gòu)及其接線方法并熟悉仿真軟件的使用。</p><p>　　預(yù)期完成的任務(wù)包括數(shù)字時鐘的設(shè)計任務(wù)分析、方案選擇、功能實現(xiàn)、系統(tǒng)測試等。通過該設(shè)計，初步實現(xiàn)符合設(shè)計功能要求的數(shù)字鐘，熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計分析流程，掌握相應(yīng)的專業(yè)知識，提高自己的認(rèn)識及實踐能力。</p><p><b>　　2總體控制方案設(shè)計</b></p>&l

22、t;p>　　2.1數(shù)字時鐘的工作原理</p><p>　　本設(shè)計以AT89C51芯片為核心，輔以必要的外圍電路，設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全的電子時鐘，它由5V直流電源供電。在硬件方面，除了CPU外，使用八個七段LED數(shù)碼管來進(jìn)行顯示，LED采用的是動態(tài)掃描顯示，使用74LS245芯片進(jìn)行驅(qū)動。通過LED能夠較為準(zhǔn)確地顯示時、分、秒。通過四個簡單的按鍵實現(xiàn)對時間和時鐘的調(diào)整。軟件方面采用C語言編程。整個電子

23、鐘系統(tǒng)能夠完成時間的顯示、調(diào)時、校時和三組定時鬧鐘的功能。</p><p>　　選用單片機(jī)最小系統(tǒng)應(yīng)用程序，添加比較程序、時間調(diào)整程序及蜂鳴程序，通過時間比較程序觸發(fā)蜂鳴，實現(xiàn)鬧鐘功能，完成設(shè)計所需求的軟件環(huán)境。介紹并使用Keil單片機(jī)模擬調(diào)試軟件，測試程序的可行性并用Proteus進(jìn)行仿真。本設(shè)計應(yīng)解決的主要問題有兩大方面，即硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計兩大方面。其中硬件電路部分又可分為四個模塊：鍵盤模塊、顯示模塊、

24、計時模塊和發(fā)聲模塊。硬件電路部分致力于低成本、低功耗和易實現(xiàn)性。軟件部分則應(yīng)做到代碼的精簡、易懂。最后通過硬軟件的結(jié)合實現(xiàn)數(shù)字鐘的精確計時、校時、三組鬧鐘設(shè)置和定時報警功能。</p><p><b>　　2.2單片機(jī)的選型</b></p><p>　　單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器

25、ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。</p><p><b>　　單片機(jī)的發(fā)展趨勢：</b></p><p>　　1、多功能 </p><p>　　單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲器和I/O口都集成在

26、一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時器---看家狗）、高速I/O口及計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。</p><p>　　有的單片機(jī)針對某一個應(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總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示

27、驅(qū)動器也開始集成在8位單片機(jī)中。</p><p><b>　　2、高效率和高性能</b></p><p>　　為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開始使用RISC、流水線和DSP的設(shè)計技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機(jī)的時鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運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

28、突破了以往的數(shù)量和限制。</p><p>　　由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機(jī)的程序。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(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。</p><p><b>　　3、低電壓和低功耗</b></p><p>　　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

29、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（1.2V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級。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的時間。</p><p><b>　　4、低價格</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來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爭力，在提高單片機(jī)性能的同時，十分注意降

30、低其產(chǎn)品的價格。</p><p>　　考慮到本課題的數(shù)字時鐘功能較為簡單，采用51系列單片機(jī)即可滿足要求，且在價格和功耗等方面具有優(yōu)勢，所以本設(shè)計采用AT89C51單片機(jī)。下面我們對AT89C51單片機(jī)進(jìn)行簡單的介紹。</p><p>　　2.3 AT89C51單片機(jī)介紹</p><p>　　圖2.1 單片機(jī)AT89C51引腳圖</p><p&g

31、t;　　1.并行I/O引腳（小標(biāo)題的格式不對）</p><p>　　MCS-51單片機(jī)本身提供了4個8位的并行口，分別是P0、P1、P2和P3，共有32條I/O口線。其端口都是雙向端口，每個口包含兩個鎖存器，（及特殊功能寄存器P0、P1、P2和P3）、一個輸出驅(qū)動器和輸出緩沖器。為了方便，將4個端口和其中的鎖存器都表示為P0、P1、P2和P3。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)的并行

32、端口可以按字節(jié)操作，也可以按位操作。P0是多功能8位雙向端口，可用作低8位地址/數(shù)據(jù)總線。P1位準(zhǔn)雙向口，輸入前要先向鎖存器寫1。P2為多功能口，可用作高8位地址總線。P3的各位都有第二功能，可以為系統(tǒng)提供控制總線以及定時器/計數(shù)器和串行口的信號總線。</p><p><b>　　2.電源引腳</b></p><p>　　VCC：正常操作、EPROM編程和校驗是接+5

33、V。</p><p><b>　　GDN：接地。</b></p><p><b>　　3、外接晶振引腳</b></p><p>　　XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端</p><p>　　XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端</p><p><b>　　4.

34、控制引腳</b></p><p>　　RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號。</p><p>　　EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。</p>

35、;<p>　　PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號。</p><p><b>　　2.4總體方案設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計總體結(jié)構(gòu)包括單片機(jī)、晶振電路、按鍵、段碼驅(qū)動、位碼驅(qū)動、LED數(shù)碼管、蜂鳴器電路等。</p><p>　　硬件部分設(shè)置了的三個按鍵S1、S2、S3、S4。當(dāng)按鍵S1第一次按下時，停止計時進(jìn)

36、入鬧鐘1的秒設(shè)置，當(dāng)按鍵S1第二、第三次按下時，分別進(jìn)入鬧鐘1的分設(shè)置和時設(shè)置，當(dāng)按S1第四 、第五、第六次按下時分別進(jìn)入鬧鐘2的秒、分、時設(shè)置，當(dāng)按S1第七 、第八、第九次按下時分別進(jìn)入鬧鐘3的秒、分、時設(shè)置，當(dāng)按S1第十 、第二一、第十二次按下時分別進(jìn)入時間的秒、分、時設(shè)置，在S1按下的各階段，可用按鍵S2、S3進(jìn)行時間和鬧鈴時間的時、分、秒進(jìn)行加減設(shè)置；當(dāng)按鍵S1第十三次按下時恢復(fù)到時間顯示功能。當(dāng)顯示的時間和定時設(shè)置的時間一致時

37、，蜂鳴器發(fā)出等時間斷蜂鳴聲，鬧鈴時間設(shè)置為60秒。在各個鬧鐘設(shè)置階段，如果有S4按下，則相應(yīng)鬧鐘功能關(guān)閉或開啟；如在鬧鈴時有S4按下則提前停止鬧鈴。</p><p>　　另外，鬧鈴電路有音樂鬧鐘的擴(kuò)展的功能(可以將蜂鳴器換成揚聲器再加一段音樂程序或利用音樂芯片即可實現(xiàn))。其結(jié)構(gòu)如如圖2.2所示</p><p><b>　　圖2.2 總體方案</b></p>

38、<p><b>　　3 硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1鍵盤模塊</b></p><p>　　鍵盤電路的設(shè)計有兩種選擇：</p><p><b>　　矩陣式鍵盤</b></p><p>　　選用此方案，在修改時鐘或設(shè)置鬧鐘時可以直接從鍵盤輸入，

39、方便快捷但程序比較復(fù)雜。</p><p><b>　　獨立式鍵盤</b></p><p>　　如果設(shè)置過多按鍵，將會占用較多I/O口，而且會給布線帶來不便，因此，此方案適用于按鍵較少的情況。如果選擇此方案，由于按鍵較少，在修改時間或設(shè)置鬧鈴時間時就不能直接輸入，只能通過加或減完成，稍為麻煩一些，但其程序簡單。</p><p>　　考慮到本設(shè)計不

40、需要經(jīng)常修改時間和設(shè)置鬧鈴，并且方案二比較簡單，我們采用方案二。其電路圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1按鍵電路設(shè)計圖</p><p><b>　　3.2顯示模塊 </b></p><p>　　方案一：液晶顯示器。如果選擇此方案，會降低系統(tǒng)的功耗，所以可以使用電池供電，便于攜帶。但是由于液晶顯示驅(qū)動器電路的復(fù)雜性，使用有一定的難度

41、。</p><p>　　方案二：數(shù)碼管顯示。數(shù)字驅(qū)動控制電路簡單，使用方便，如果選擇這個方案，你會看到當(dāng)在夜間的時候并不需要一個光源，非常方便。缺點是耗電量大。</p><p>　　由于數(shù)字驅(qū)動控制電路使用較為方便，且夜間使用方便，所以本設(shè)計我們應(yīng)用數(shù)碼管顯示。本設(shè)計采用8塊8段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備。</p><p>　　LED數(shù)碼管（LED Segm

42、ent Displays）是由多個發(fā)光二極管封在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成只需引出它們的各個筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，9，10位等等....，LED數(shù)碼管根據(jù)LED 接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方

43、法也是不同的。共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。用時要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。</p><p>　　圖3.2 LED數(shù)碼管引腳定義</p><p>　　性能特點 LED數(shù)碼管的主要特點如下：(1)能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動發(fā)光，能與CMOS、

44、ITL電路兼容。 (2)發(fā)光響應(yīng)時間極短(<)，高頻特性好，單色性好，亮度高。 (3)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。 (4)壽命長，使用壽命在10萬小時以上，甚至可達(dá)100萬小時。成本低。</p><p>　　圖3.3 顯示模塊電路圖</p><p>　　數(shù)碼管的公共極的電流比較大且為了避免過多的應(yīng)用分立元件，采用了一片74LS245芯片來驅(qū)動段碼，P0口作為段碼驅(qū)動，P2口做位碼驅(qū)

45、動。</p><p>　　圖3.4 74LS245芯片</p><p>　　圖3.4為74LS245芯片引腳圖，74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動LED或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　(1)74LS245具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 </p><p>　　(2)當(dāng)8

46、051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。 </p><p>　　(3)當(dāng)片選端/CE(G)低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收） </p><p>　　(4)DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE(G)為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。 </p><p><b>

47、;　　3.3復(fù)位電路</b></p><p>　　圖3.5 復(fù)位電路圖</p><p>　　復(fù)位電路圖如圖3.5所示，在振蕩器運行時，有兩個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個腳保持高電平，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，芯片為ROM的

48、00H處開始運行程序。復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。當(dāng)時鐘頻率選用12MHz時，C取10μF，約為200，約為。</p><p>　　3.4蜂鳴器驅(qū)動電路</p><

49、;p>　　圖3.6蜂鳴器驅(qū)動電路圖</p><p>　　圖3.6為蜂鳴器模塊電路圖，蜂鳴器部分是通過三極管放大驅(qū)動蜂鳴器工作，再通過單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生等時時間方波驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出間斷嘀聲，這樣就可以省去硬件振蕩電路，降低成本。</p><p>　　圖3.7 總體硬件設(shè)計圖及效果圖</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計</b></p&g

50、t;<p><b>　　4.1總體軟件設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計應(yīng)用C語言進(jìn)行編程，使用Keil軟件講C程序編譯為hex文件，導(dǎo)入到proteus軟件中的AT89C51單片機(jī)。其總程序框圖如下圖所示：程序開始對程序進(jìn)行程序初始化，依次進(jìn)行鬧鈴判斷、時間顯示、鍵盤掃描的循環(huán)操作。</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p>

51、<p><b>　　4.2中斷服務(wù)函數(shù)</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘設(shè)計中主要使用定時器T0的中斷ET0，利用ET0中斷進(jìn)行計時時間的自增，從而實現(xiàn)計時功能。AT89C51有兩個通用定時/計數(shù)器。兩者均可設(shè)置為定時器或計數(shù)器。另外增加了定時器T0/T1,溢出時T0/T1腳自動翻轉(zhuǎn)的功能選項。用作“定時器”功能時，每經(jīng)過一個機(jī)器周期，寄存器值加1。 用作“計數(shù)器”功能時

52、，寄存器在對應(yīng)的外部輸入管腳T0/T1上每發(fā)生一次1到0的跳變時加1。使用該功能時，外部輸入每個機(jī)器周期被采樣一次。本設(shè)計中采用了中斷方式1作為定時中斷，其定時計數(shù)初值的設(shè)置可由以下公式計算得到：</p><p><b>　　公式4.1 </b></p><p>　　X：計數(shù)初值 t:定時時間 ：機(jī)器周期</p><p>　　中斷服務(wù)

53、流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.2 中斷服務(wù)流程圖</p><p><b>　　4.3計時子函數(shù)</b></p><p>　　計時函數(shù)部分，主要是通過單片機(jī)定時中斷來計時，產(chǎn)生一次中斷標(biāo)志位flag加1，當(dāng)flag加滿20次為1秒，然后把flag清0把秒存儲單元加1。然后再依次判斷分、時。其流程圖如下所示：</p>

54、<p>　　圖4.3計時子函數(shù)流程圖</p><p>　　4.4鬧鐘子函數(shù)流程圖</p><p>　　鬧鐘時間的判別是通過設(shè)定時間和實時時間對逐位對比是否開啟鬧鐘。工作流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.4 鬧鐘子函數(shù)流程圖</p><p>　　4.5鍵盤掃描子函數(shù)</p><p>　　鍵盤掃描函數(shù)

55、的功能是判斷按鍵是否按下，并根據(jù)是哪個按鍵來調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)整。其程序流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.5 鍵盤掃描子函數(shù)</p><p>　　4.6 時間和鬧鐘的設(shè)置</p><p>　　時間和鬧鐘設(shè)置函數(shù)是通過判斷不同的cnt時，通過調(diào)用加1或減1子函數(shù)對鬧鐘的時、分、秒進(jìn)行設(shè)置，在鬧鐘設(shè)置時，判斷按鍵S4按下情況，對鬧鐘進(jìn)行開啟與關(guān)閉設(shè)

56、置，流程圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.6 時間和鬧鐘設(shè)置流程圖</p><p>　　4.7 軟件設(shè)計總結(jié)</p><p>　　軟件設(shè)計部分我們應(yīng)用的最重要的部分就是中斷，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，發(fā)生了另一個急需處理的事件B，這是CPU暫停當(dāng)前執(zhí)行

57、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，這個過程被叫做中斷。關(guān)于中斷的概念有下列幾個名詞：（1）程序A稱為主程序，（2）處理事件B的程序稱為中斷服務(wù)程序，（3）主程序中轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的地方稱為斷點，（4）引起中斷的原因即事件B稱為中斷源，（5）轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序稱為中斷響應(yīng)。中斷是一個過程，當(dāng)中央處理器CPU在處理某件事情時，外部又發(fā)生了另一緊急事件，請求CPU暫停當(dāng)前的工作而去迅速處理該緊急

58、事件。處理結(jié)束后，再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。引起中斷的原因或發(fā)出中斷請求的來源，稱為中斷源。</p><p>　　單片機(jī)一般允許有多個中斷源，當(dāng)幾個中斷源同時向CPU請求中斷時，就存在CPU優(yōu)先響應(yīng)哪一個中斷請求源的問題（優(yōu)先級問題），一般根據(jù)中斷源的輕重緩急排隊，優(yōu)先處理最緊急事件的中斷請求，于是便規(guī)定每一個中斷源都有一個中斷優(yōu)先級別，并且CPU總是響應(yīng)級別最高的中斷請求。</p>

59、<p>　　當(dāng)CPU正在處理一個中斷源請求的時候，又發(fā)生了另一個優(yōu)先級比它高的中斷源請求，如果CPU能夠暫時中止對原來中斷處理程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理優(yōu)先級更高的中斷源請求，待處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行原來的低級中斷處理程序，這樣的過程稱為中斷嵌套。</p><p><b>　　5 總結(jié)</b></p><p>　　通過數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，讓我了解了設(shè)計電路的流程

60、，也讓我了解了數(shù)字鐘的原理與設(shè)計理念。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計過程中,更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.在設(shè)計的過程中我也遇到了各種各樣的問題，在調(diào)試軟件的時候，我對定時鬧鐘的子程序很是疑惑，定時器只有2個，如何同時實現(xiàn)走時和定時的功能，并讓在定時時間到時鬧鐘響鈴。通過查資料，自己認(rèn)真看書，發(fā)現(xiàn)要同時實現(xiàn)這些功能，必修利用中斷！中斷的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)單片機(jī)的關(guān)鍵！時間的運行依靠定時中斷子程序?qū)r鐘單元數(shù)值進(jìn)位調(diào)整

61、來實現(xiàn)的。計數(shù)器T0 打開后，進(jìn)入計時，滿100 毫秒后，重裝定時。中斷一次，滿一秒后秒進(jìn)位，滿60 秒后即為1 分鐘， 分鐘單元進(jìn)位，60 分到了后，時單元進(jìn)位。然后根據(jù)進(jìn)率，得到時、分、秒存儲單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過掃描程序送LED 中顯示出來，實現(xiàn)時鐘計時功能。鬧鐘的響鈴是分別將定時時間同走時相比較，若時間相同，則響鈴。可以用按鍵KEY4來實現(xiàn)鬧鈴的關(guān)閉，在鬧鐘設(shè)置時，判斷按鍵S4按下情況，進(jìn)行鬧鐘的開啟與關(guān)閉。</p&g

62、t;<p>　　通過這次數(shù)字鐘的設(shè)計，讓我對簡單應(yīng)用程序的編程有了深刻的了解和學(xué)習(xí)，對89C51單片機(jī)的學(xué)習(xí)更深刻、更有效，對其結(jié)構(gòu)及其各個接口進(jìn)行了再一次的學(xué)習(xí)和認(rèn)知，尤其是串行口的利用，更是在本次實驗中獲得了提高。以前的書本學(xué)習(xí)一直都是在紙上談兵，通過這次自己做數(shù)字鐘，我對89C51單片機(jī)才有了真正意義上的認(rèn)識。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年來所學(xué)知識的總結(jié)和運用，更是所學(xué)知識在實際

63、中運用的一種鍛煉，提高了自己提出問題、分析問題、解決問題的能力。讓我明白學(xué)習(xí)知識要融會貫通，善用應(yīng)用到實際中去，并且在未來的專業(yè)道路上要抱著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度解決面對的問題。</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李全利，遲榮強(qiáng)，單片機(jī)原理及接口技術(shù).高等教育出版社.2004.1</p><p>　　[2]張毅剛等

64、，MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計.哈工大出版社.2004.7 </p><p>　　[3]霍孟友等，單片機(jī)原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2004.1</p><p>　　[4]馬忠梅等，單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計.北京航空航天大學(xué)出版社.2003</p><p>　　[5]許泳龍等，單片機(jī)原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1</p><p>

65、　　[6]吳國經(jīng)等，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).中國電力出版社.2004.1</p><p>　　[7]唐俊翟等，單片機(jī)原理與應(yīng)用.冶金工業(yè)出版社.2003.9</p><p>　　[8]李廣弟等，單片機(jī)基礎(chǔ).北京航空航天出版社.2001.7</p><p>　　[9]樓然苗等，51系列單片機(jī)設(shè)計實例.北京航空航天出版社.2003.3</p><p>　

66、　[10]張?zhí)旆?，?1單片機(jī)C語言開發(fā)詳解》，電子工業(yè)出版社；</p><p>　　[11]胡漢才，《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》，清華大學(xué)出版社；</p><p>　　[12]張毅剛、彭喜元，《單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計》，電子工業(yè)出版社；</p><p>　　[13]王守中，《51單片機(jī)開發(fā)入門與典型實例》，人民郵電出版社；</p><p>　　[

67、14] Okazoe H,Shimizu K,Watanabe Y.et al. Develop-ment of a Full-FlowBurner Regeneration Type Diesel Particu-late Filter Using SiC Honeycomb[C] .Society of AutomotiveEngineers International Congress and Exposition.Michiga

68、n:SAE Paper 960130. 1996, :27-35</p><p>　　[15] Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scale[J].. Powder and Bulk Engineering. 1995 </p><p><b>　　7致謝</b></p><p>

69、　　在此論文完成之際，我特別感謝老師對我的悉心指導(dǎo)。從論文的選題、完善、修改到最后的定稿，老師以她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的性格感染著我們每一個人，使我受益匪淺。在四年的學(xué)習(xí)生涯中，遇到了很多對自己的學(xué)習(xí)、人生有重要意義的老師，我深深的體會到老師猶如良師益友，能啟發(fā)我們在學(xué)習(xí)上取得更好的成績，能激勵我們在以后的人生道路上做一個對社會有用的人。我相信這些將成為我以后學(xué)習(xí)的寶貴財富。</p><p>　　同時，我還要感謝我的學(xué)長和學(xué)

70、姐，在論文完成的道路上，他們給了我很大的幫助。感謝家人多年來無微不至的關(guān)懷，他們是我更加努力奮斗的動力。</p><p>　　最后，向?qū)W院2013屆本科論文答辯委員會組織致以崇高的敬意！向百忙之中抽時間參與畢業(yè)設(shè)計評審和答辯的老師表示我最衷心的感謝和美好的祝福！</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　/