數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)院（系）： </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù)專業(yè) </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計(jì)(論文)題目:數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì) </p><p&

3、gt;　　設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于AT89C52單片機(jī)的電子時(shí)鐘，利用單片機(jī)的定時(shí)與中斷系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的技術(shù)和調(diào)時(shí)。</p><p>　　要求完成的主要任務(wù):</p><p>　　(1)掌握AT89C51實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)?zāi)K原理，畫出電路原理圖;</p><p>　　(2)綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)?zāi)K，用89C

4、51開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)具有一定功能的單片機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試；</p><p>　　(3)寫出完整的設(shè)計(jì)任務(wù)書、系統(tǒng)的功能、硬件原理圖、軟件框圖、程序清單、參考資料；</p><p>　　(4)時(shí)間以60分種為一個(gè)周期;電子鐘的格式為：XX ：XX，由左向右分別為：分、秒。完成顯示由秒01一直加1至59，再恢復(fù)為00；分加1，由00至01，一直加1至59，再恢復(fù)00；</p>

5、;<p>　　(5)為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。</p><p><b>　　必讀參考資料：</b></p><p>　　[1] 陳堂敏.劉煥平主編.單片機(jī)原理與應(yīng)用. [J]北京理工大學(xué)出版社,2009.</p><p>　　[2] 劉守義等.單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2009

6、</p><p>　　[3] 陳海宴.51單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2010</p><p>　　[4] 王東峰等.單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用100例[M].電子工業(yè)出版社，2009</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： </p><p>　　系主任簽名： </p><p>

7、;　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要5</b></p><p><b>　　1、緒論6</b></p><p>　　2 、單片機(jī)發(fā)展歷史7</p><p>　　2.1單

8、片機(jī)三大階段7</p><p>　　2.2單片機(jī)的發(fā)展趨7</p><p>　　3、 單片機(jī)的組成及特點(diǎn)8</p><p>　　3.1  單片機(jī)的組成8</p><p>　　3.2 單片機(jī)的特點(diǎn)8</p><p>　　3.3 單片機(jī)的分類8</p><p>　　4

9、、單片機(jī)的應(yīng)用10</p><p>　　4.1單片機(jī)的應(yīng)用分類10</p><p>　　5、 數(shù)字鐘的構(gòu)成11</p><p>　　5.1 數(shù)字鐘的構(gòu)成11</p><p>　　5.2 實(shí)驗(yàn)中所需的器材11</p><p>　　5.3 方案選擇與相關(guān)技術(shù)12</p><p>　

10、　5.4 AT89C51的單片機(jī)簡(jiǎn)介12</p><p>　　5.5 CC4511 集成簡(jiǎn)介17</p><p>　　5.6 LED數(shù)碼顯示器19</p><p>　　6、 電路設(shè)計(jì)21</p><p>　　6.1 電路接法21</p><p>　　6.2 數(shù)字鐘電路圖22</p>&l

11、t;p><b>　　7、調(diào)試過(guò)程24</b></p><p>　　7.1檢測(cè)AT89C51運(yùn)行否24</p><p>　　7.2七段數(shù)碼管24</p><p><b>　　8、總結(jié)25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p>

12、<p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì).時(shí),分,秒.數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,廣泛用于個(gè)人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?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,使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘

13、表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；數(shù)字鐘；晶體振蕩器；</p><p><b&

14、gt;　　1、緒論 </b></p><p>　　單片機(jī)模塊中最常見(jiàn)的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　2 、單片機(jī)發(fā)展歷史</p><p>　　2.1單片機(jī)三大階段</p><p>

15、;　　單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。</p><p>　　1.SCM即單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開(kāi)創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒(méi)。  2.MCU即微控制

16、器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來(lái)看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。  Philips公司以其在嵌

17、入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jī)。  3.單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、E</p><p>　　2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　目前，單片機(jī)正

18、朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功能將列強(qiáng)。在單片機(jī)家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司將其MCS –51系列中的80C51內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名IC制造廠商，如Philips、 NEC、Atmel、AMD、華邦等

19、，這些公司都在保持與80C51單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了80C51的許多特性。這樣，80C51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為80C51系列。80C51單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。專家認(rèn)為，雖然世界上的MCU品種繁多，功能各異，開(kāi)發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80C51可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。</p><p>　　3、 單片機(jī)的組成及特點(diǎn)</p><

20、;p>　　單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè)主要分支，在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是把CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。</p><p>　　3.1  單片機(jī)的組成</p><p>　　單片機(jī)是通過(guò)內(nèi)部總線把計(jì)算機(jī)的各主要部件接為一體，其內(nèi)部總線包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。其中，地址總線的作用是在

21、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)提供地址，CPU通過(guò)它們將地址輸出到存儲(chǔ)器或I/O接口；/數(shù)據(jù)總線的作用是在CPU與存儲(chǔ)器或I/O接口之間，或存儲(chǔ)器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)；控制總線包括CPU發(fā)出的控制信號(hào)線和外部送入CPU的應(yīng)答信號(hào)線等。</p><p>　　3.2 單片機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　由于單片機(jī)的這種結(jié)構(gòu)形式及它所采取的半導(dǎo)體工藝，使其具有很多顯著的特點(diǎn)，因而在各個(gè)領(lǐng)域都得到了迅猛的發(fā)

22、展。單片機(jī)主要發(fā)如下特點(diǎn)：  （1）有優(yōu)異的性能價(jià)格比。  （2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。  （3）控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及

23、位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。  （4）低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。  （5）外部總線增加了I C（Inter-Integrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。  （6）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易

24、構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 </p><p>　　3.3 單片機(jī)的分類 </p><p>　　單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域，應(yīng)用一個(gè)較科學(xué)的分類方法。根據(jù)目前發(fā)展情況，從不同角度單片機(jī)大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。  1. 通用型/專用型  這是按單片機(jī)適用范圍來(lái)區(qū)分的。例如，80C51是通用

25、型單片機(jī)，它不是為某種專用途設(shè)計(jì)的；專用型單片機(jī)是針對(duì)一類產(chǎn)品甚至某一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例如為了滿足電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成ADC接口等功能的溫度測(cè)量控制電路。  2. 總線型/非總線型  這是按單片機(jī)是否提供并行總線來(lái)區(qū)分的?？偩€型單片機(jī)普遍設(shè)置有并行地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可通過(guò)串行口與單片機(jī)連接，另外，許多單片機(jī)已把所需要的外圍器件及外設(shè)接口集成一片

26、內(nèi)，因此在許多情況下可以不要并行擴(kuò)展總線，大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機(jī)稱為非總線型單片機(jī)。  3. 控制型/家電型  這是按照單片機(jī)大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)；用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。  顯然，上述分類并不是惟一的和嚴(yán)格</p><p><b>

27、　　4、單片機(jī)的應(yīng)用</b></p><p>　　4.1單片機(jī)的應(yīng)用分類</p><p>　　由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1) 單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測(cè)量的自

28、動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。  (2)單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 機(jī)電一體化是械工業(yè)發(fā)展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集成機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品，例如微機(jī)控制的車床、鉆床等。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。  (3) 單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)

29、用 單片機(jī)廣泛地用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測(cè)控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。單片機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。  (4) 單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺(tái)功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過(guò)串行通信相

30、互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的</p><p><b>　　5、 數(shù)字鐘的構(gòu)成</b></p><p>　　5.1 數(shù)字鐘的構(gòu)成</p><p>　　數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率(1HZ)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路.由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致,故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電

31、路,同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1MHZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定.通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘. ⑴晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的12MHz的方波信號(hào),可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定.不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路. ⑵時(shí)間計(jì)數(shù)器電路 時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器,分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成,秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器,分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)

32、制計(jì)數(shù)器. ⑶譯碼驅(qū)動(dòng)電路 譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài),并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流.</p><p>　?、葦?shù)碼管 數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管和液晶(LCD)數(shù)碼管,本設(shè)計(jì)提供的為L(zhǎng)ED數(shù)碼管.</p><p>　　數(shù)字鐘的工作原理圖如圖1所示：</p><p>　　圖

33、1 數(shù)字鐘的工作原理圖</p><p>　　5.2 實(shí)驗(yàn)中所需的器材</p><p>　　5V電源.面包板1塊.</p><p>　　萬(wàn)用表.鑷子1把.剪刀1把.網(wǎng)絡(luò)線2米</p><p>　　AT89C51彈片機(jī) 1個(gè)</p><p>　　12M晶體振蕩器1個(gè)</p><p>　　C

34、C4511集成塊4塊.共陰七段數(shù)碼管4個(gè).680Ω電阻28個(gè).10ＫΩ電阻1個(gè).10μf/25v電解電容１個(gè)</p><p>　　22pf陶瓷電容2個(gè)30p電容2個(gè).0.01μf電容1個(gè)</p><p>　　5.3 方案選擇與相關(guān)技術(shù)</p><p><b>　　單片機(jī)模塊方案：</b></p><p>　

35、　方案一：基本門電路搭肩，用基本門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鼓掌系數(shù)大，不易調(diào)試。</p><p>　　方案二：?jiǎn)纹瑱C(jī)編程，用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，由于使用軟硬件結(jié)合的方式，所以電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試也相對(duì)方便。與第一種方案比較優(yōu)點(diǎn)的是非常明顯的。我們選擇了第二種方案。</p><p>　　5.4 AT89C51的單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89C51是一種帶

36、4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM— Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(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

37、合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，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。</p><p>　　圖2 AT89C51的單片機(jī)圖</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖為如圖3所示：</p><p>　　圖3 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　5.

38、4.1 主要特性</p><p>　　·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ·壽命：1000寫/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*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·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

39、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 </p><p>　　5.4.2 管腳說(shuō)明</p><p>　　VCC：供電電壓。    GND：接地。    P0口：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門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序

40、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。    P1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門電流。P1口管腳寫入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口作為第八位

41、地址接收。     P2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門電流，當(dāng)P2口被寫“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)</

42、p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：</p><p>　　表1 管腳P3口表P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　P0，P1，P2，P3口銀角圖為如圖4：</p><p>　　圖4 P0，P1，P2，P3口銀角圖 </p><p>　　其中我們用了P1

43、口和P2口。</p><p>　　RST：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)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(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)A

44、LE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><p>　　/PSEN：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)。   

45、/EA/VPP：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）。    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。    XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸

46、出。  </p><p>　　5.4.3 振蕩器特性</p><p>　　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。5.4.4 芯片

47、擦除</p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，

48、保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比

49、如目前流行的89S51、已經(jīng)停產(chǎn)的89C51等），各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。</p><p>　　有些文獻(xiàn)甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機(jī)，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說(shuō)MCS-51內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)8位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　其他的公司的51

50、單片機(jī)產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣的一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說(shuō)的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機(jī)，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲(chǔ)器取帶了原來(lái)的ROM（一次性寫入），AT

51、89C51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。</p><p>　　不過(guò)在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營(yíng)的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現(xiàn)在，89S51目前已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)上新的寵兒，作為市場(chǎng)占有率第一的Atmel目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用

52、AT89S51代替。</p><p>　　5.5 CC4511 集成簡(jiǎn)介</p><p>　　5.5.1 4511集成分析</p><p>　　CC4511有四個(gè)輸入端A，B，C，D和七個(gè)輸出端a～ｇ，它還具有輸入BCD碼鎖存、燈測(cè)試和熄滅顯示控制功能，它們分別由鎖存端LE、燈測(cè)試端LT、熄滅控制端/BI來(lái)控制。</p><p>　　(

53、1)/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(wú)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。 (2)/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(yáng)極數(shù)碼管熄滅。 (3)/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)

54、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，使譯碼器輸出全為高電平。其結(jié)果和加入滅燈信號(hào)的結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4)/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。</p><p>　　CC4511的引腳特點(diǎn)</p><p>　　其引腳排列如下圖所示：</p><p>　　圖5

55、 CC4511的引腳圖</p><p>　　當(dāng)鎖存允許端LE=“0”時(shí)，鎖存器直通，譯碼器輸出端ａ～ｇ隨輸入Ａ～Ｄ端而變化，當(dāng)LE=“1”時(shí)，鎖存器鎖定，輸出端保持不變，熄滅控制端/BI=“0”時(shí)，譯碼器輸出全“0”，因此，正常工作時(shí)應(yīng)使/BI為高電平。另外燈測(cè)試端/LT=“0”時(shí)，譯碼器輸出全“1”，數(shù)碼管各段均亮，即顯示“8”， 用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否正常。當(dāng)輸入的BCD碼大于1001時(shí)，七段顯示輸出全“0”，各

56、段均不亮。</p><p>　　5.5.2 4511的邏輯圖</p><p>　　4511譯碼器有16只腳k(如右圖)，所需電源為5V。輸入腳D、C、B、A吸收BCD碼， /LT、/BI和LE三腳為控制信號(hào)，當(dāng)/LT=1、/BI=1、LE=0時(shí)（硬件連接圖中，令/LT、/BI接電源正極，LE接地）且DCBA的值不超出1001時(shí)，4511譯碼顯示，否則數(shù)碼管消隱。下表為4511譯碼器的邏輯

57、圖。</p><p>　　表2 4511的邏輯表</p><p>　　5.6 LED數(shù)碼顯示器</p><p>　　5.6.1 LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　LED數(shù)碼顯示器是1種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個(gè)LED發(fā)光二極管，其中7個(gè)用于顯示字符，1個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)。</p><

58、p>　　5.6.2 LED數(shù)碼顯示器的兩種連接方式</p><p>　?。?）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，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。當(dāng)陰極端輸入低電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平時(shí)則不點(diǎn)亮。</p><p>　?。?）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。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)

59、極通過(guò)電阻與輸入端相連。當(dāng)陽(yáng)極端輸入高電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平時(shí)則不點(diǎn)亮。在本設(shè)計(jì)中所采用的是共陰極LED數(shù)碼顯示器，其引腳排列如下圖所示：</p><p><b>　　6、 電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1 電路接法</b></p><p>　　6.1.1 晶體振蕩器與AT89C

60、51的接法</p><p>　　晶體振蕩器與AT89C51的接法為如圖7所示，XTAL1和XTAL2腳接到12MHz的晶體振蕩器上，與兩個(gè)30pf的電容并聯(lián)，并接低電平。 </p><p>　　圖7 晶體振蕩器與AT89C51的連接圖</p><p>　　6.1.2 單片機(jī)AT89C51的引腳的連接</p><p>　　單片機(jī)

61、AT89C51的40腳（VDD）和31腳（EA）接高電平，20腳（VSS）接低電平。P1口和分譯碼器CC4511和P2口秒譯碼器CC4511的對(duì)應(yīng)的銀腳相連。其接法為：</p><p>　　P1.0到P1.3為分十位譯碼器的A，B，C，D口對(duì)應(yīng)，P1.4到P1.7為分個(gè)位譯碼器的A，B，C，D口對(duì)應(yīng)。P2.0到P2.3為秒個(gè)位譯碼器的D，C，B，A口對(duì)應(yīng)，P2.4到P2.7為秒十位譯碼器的D，C，B，A口對(duì)應(yīng)。&

62、lt;/p><p>　　6.1.3 譯碼器CC4511的銀腳連接</p><p>　　譯碼器CC4511的接發(fā)為：VDD，/LT，/BI接到高電平，LE和VSS接到低電平，A,B,C,D腳接到AT89C51外其他的腳接到共陰極數(shù)碼管上。</p><p>　　6.1.4 CC4511與共陰極LED的連接方式</p><p>　　CC4511與

63、共陰極LED的連接方式為如圖所示，對(duì)應(yīng)的a，b，c，d，e，f，g相連。連接時(shí)對(duì)應(yīng)的借口中見(jiàn)有680Ω的電阻，以保證數(shù)碼管不被燒壞。</p><p>　　圖8 單片機(jī)AT89C5的引腳的連接圖</p><p>　　6.2 數(shù)字鐘電路圖</p><p>　　電路流程為流程為晶體震蕩器的方波在AT89C51里轉(zhuǎn)為二進(jìn)制碼，再把二進(jìn)制碼送至譯碼器CC4511。譯碼方式為表

64、2所示。后再傳到七段數(shù)碼管，顯示相應(yīng)的數(shù)字。如圖1。其電路圖為如圖8所示。</p><p>　　圖9 數(shù)字鐘電路圖</p><p><b>　　7、調(diào)試過(guò)程</b></p><p>　　7.1檢測(cè)AT89C51運(yùn)行否</p><p>　　第一次硬件檢測(cè)的時(shí)候，AT89C51不工作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電源電路和晶體振蕩器沒(méi)接好

65、。再次檢測(cè)時(shí)89c51仍不工作，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)復(fù)位開(kāi)關(guān)已壞，RST復(fù)位銀角一直處于高電平，經(jīng)去掉開(kāi)關(guān)后89c51工作。</p><p><b>　　7.2七段數(shù)碼管</b></p><p>　　檢測(cè)后，數(shù)碼管不亮，代用普通的二極管接的時(shí)候，那些二極管卻按寫進(jìn)程序的順序亮，由此而知，數(shù)碼管那邊出了問(wèn)題。檢查數(shù)碼管時(shí)發(fā)現(xiàn)買的數(shù)碼管卻不是共陰極的，而是共陽(yáng)極的。換用共陰極數(shù)碼管

66、后電路板已正常顯示。</p><p><b>　　8、總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)兩個(gè)月的學(xué)習(xí)和調(diào)試過(guò)程，終于完成了單片機(jī)模塊數(shù)字鐘的工作。并且使數(shù)字鐘夠順利運(yùn)行，完成了預(yù)期的目標(biāo)。從單片機(jī)模塊數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)過(guò)程中也找到了一些單片機(jī)開(kāi)發(fā)的規(guī)律：先了解所有元件的具體內(nèi)容，從而畫出其電路圖，使數(shù)字鐘從簡(jiǎn)易變成多功能的方式，雖沒(méi)有做多功能數(shù)字鐘，卻知曉了其方法。從而

67、讓我踏入了單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的第一步。然而在調(diào)試過(guò)程中有也有許多的不足之處：例如編寫調(diào)試程序有點(diǎn)不足。希望能夠在以后的不斷深入學(xué)習(xí)中能夠彌補(bǔ)自己的不足之處。同時(shí)更是朝著單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域邁進(jìn)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張毅坤 陳善久 裘雪紅. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用. [M] 西安電子科技大學(xué)出版社. 2009年9月第1版.

68、</p><p>　　[2]任為民. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). [J] 中央廣播電視大學(xué)出版社.2010年5月第1版.</p><p>　　[3]譚浩強(qiáng). C程序設(shè)計(jì)(第二版). [C] 清華大學(xué)出版社.2009年12月第2版.。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過(guò)兩個(gè)月的不斷努力，終