1、智能時鐘控制課程設計題 目: 基于單片機的智能時鐘控制系統設計 東華理工大學 姓 名: 學 院: 班 級: 學 號: 得 分: 指導教師: 2011 年 10月 08日目 錄摘要ABSTRACT前言·································

2、83;································1.方案設計與論證················

3、······································1.1主控模塊···········

4、;··············································1.2計時模塊··

5、3;·················································

6、3;·····1.3鍵盤模塊···········································

7、83;··············1.4顯示模塊··································&#

8、183;·······················1.5數據通訊模塊·························

9、;·····························1. 6各模塊的最終方案···················

10、;·······························2.系統硬件設計·················

11、83;······································2.1時鐘電路模塊設計·········

12、3;········································2.2復位電路模塊設計········

13、;·········································2.3鍵盤電路模塊設計·······

14、··········································2.4顯示模塊模塊設計······&

15、#183;··········································2.5數據通信模塊設計·····&#

16、183;···········································2.6電源電路模塊設計····

17、83;···········································3.系統軟件設計·····&

18、#183;·················································&

19、#183;3.1系統主程序設計···············································

20、83;···3.2系統子程序設計·············································

21、;······3.2.1顯示程序設計··········································

22、·········3.2.2調時功能程序設計·······································

23、;········3.2.3秒表功能程序設計·······································

24、3;·······3.2.4定時器T0中斷服務程序設計······································3.2.5定時器T1

25、中斷服務程序設計······································3.2.6單片機與PC機數據通信程序設計·······&#

26、183;··························總結·······················

27、··········································參考文獻·······&#

28、183;·················································&#

29、183;···致謝··············································

30、···················摘要：基于單片機的智能時鐘系統設計 時間是人類生活必不可少的重要元素，如果沒有時間的概念，社會將不會有所發展和進步。從古代的水漏、十二天干地支，到后來的機械鐘表以及當今的石英鐘，都充分顯示了時間的重要，同時也代表著科技的進步。致力于計時器的研究和充分發揮時鐘的作用，將有著重要的意義。單片機自20世紀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注，應用很廣、

31、發展很快。單片機具有體積小、重量輕、抗干擾能力強、環境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發較為容易。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。在單片機構成的裝置中，數字時鐘是必不可少的部件。它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費的喜愛。隨著人類科技文明的發展，人們對于時鐘的要求在不斷地提高。時鐘已不僅僅被看成一種用來顯示時間的工具，在很多實際應用中它還需要能夠實現更多其它的功能。高精度、多功能、小體積、低功耗，是現代時鐘發展的趨勢。在這種趨勢下，時鐘的數字化、多功能化已經成為現代時鐘生產研究的主導設計方向。多功能數字鐘

32、不管在性能還是在樣式上都發生了質的變化，有電子鬧鐘、數字鬧鐘等等。單片機在多功能數字鐘中的應用已是非常普遍的，人們對數字鐘的功能及工作順序都非常熟悉。但是卻很少知道它的內部結構以及工作原理。由單片機作為數字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現計時功能，將其時間數據經單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術和數碼管顯示技術。基于MCS-51單片機的智能時鐘系統具有顯示準確、直觀、易于調整等特點。 單片機自誕生以來給全世界人類的生活和工作起到了劇烈的變化，而MCS-51單片機是我國使用最早、最易掌握和應用的一款單片機。通過該系統的

33、設計，對單片機的原理和功能有個較系統和全面的掌握，初步學習到有關工程設計的方法和思路。這樣以后的就業面會更加寬廣，也可以滿足當今社會對單片機開發人才的大量需求。縱觀傳統的電路設計，大部分是采用分立元件進行設計，既復雜成本又高。隨著集成化的發展，現在系統的設計都是在模塊化的基礎上設計系統的。本課題是基于智能化和模塊化的前提下設計智能數字時鐘的，通過對設計目標的分析，分立出各個模塊，然后根據各個模塊的功能，選擇適當的芯片進行設計的。本課題的研究，對智能化、模塊化設計具有較強的推廣應用價值。本文的主要內容是利用51單片機設計一個智能數字時鐘系統，使其實現以下功能：1：具有時間顯示和報時、校時功能，2

34、4小時制；2：具有定時功能定時鬧鈴；3：具有查詢功能，4具有跑表功能。正文：智能時鐘系統設計1.方案設計與論證1.1主控模塊的選擇方案一: 用可編程邏輯器件設計。可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。設計起來結構清晰，各個模塊，從硬件上設計起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。但是考慮到本設計的特點，EDA在功能擴展上比較受局限，而且EDA占用的資源也相對多一些。從成本上來講，用可編程邏輯器件來設計也沒有什么優勢。方案二:用凌陽16位單片機設計。凌陽16位單片機有豐富的中斷源和時基，方便本實驗的設計。它的準確度相當高，并且C語言和匯編兼容的編程環境也很方便來實現一

35、些遞歸調用。I/O口功能也比較強大，方便使用。用凌陽16位單片機做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可完成語音的錄制播放和識別。這些都方便對設計進行擴展，使設計更加完善。成本也相對低一些。但是，在控制與顯示的結合上有些復雜，顯示模組資源相對有限，而且單片機的穩定性不是很高。方案三:主控芯片使用51系列AT89C51單片機。AT89C51算術運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術成熟和成本低等優點，使其在各個領域應用廣泛。綜觀上述兩種方案的論證與比較,我們采用AT89C51作為主控模塊芯片。1.2計時定時方案方案一：采用實時時

36、鐘芯片實時時鐘芯片具備年、月、日、時、分、秒計時功能和多點定時功能，計S時數據的更新每秒自動進行一次，不要程序干預。計算機可通過中斷或查詢方式讀取計時數據進行顯示，因此計時功能的實現無需占用CPU的時間，程序簡單。此外，實時時鐘芯片多數帶有鋰電池做后備電源，具備永不停止的計時功能；具有可編程方波輸出功能，可用做實時測控系統的采樣信號等；有的實時時鐘芯片內部還帶有非易失性RAM，可用來存放需長期保存但有時也需變更的數據。由于功能完善，精度高，軟件程序設計相對簡單，且計時不占用CPU時間，因此，在工業實時測控系統中多采用這一類專用芯片來實現實時時鐘功能。1方案二：軟件控制利用單片機內部的定時/計數

37、器進行中斷定時，配合軟件延時實現時、分、秒的計時及秒表計時。該方案節省硬件成本，且能使設計者對單片機的指令系統能有更深入的了解，從而掌握單片機應用技術MCS-51匯編語言設計方法，因此，本系統設計采用此種軟件控制方法來實現計時。而由于AT89C51單片機片內的Flash可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲器編程。它將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性價比的微控制器。 本系統采用方案二，使用AT89C51單片機，它的功能強大，而且也較容易購買。 1.3鍵盤方案 方案一：采用獨立式按鍵電路 每個鍵單獨占有一根I/O接口線，每個I/O口的工

38、作狀態互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。但是當按鍵較多時占用單片機的I/O數目較多。 方案二：采用陣列式鍵盤此類鍵盤是采用行列掃描方式，當按鍵較多時可以降低占用單片機的I/O口的數目。因本系統用到的按鍵比較少，采用獨立式鍵盤不會浪費I/O口線，所以本系統采用獨立式鍵盤。1.4顯示方案方案一：靜態顯示靜態顯示就是顯示驅動電路具有輸出鎖存功能，單片機將所要顯示的數據送出去后，數碼管始終顯示該數據(不變)，CPU不再控制LED。到下一次顯示時，再傳送一次新的顯示數據。靜態顯示的接口電路采用一個并行口接一個數碼管，數碼管的公共端按共陰極或共陽極分別接地或接VCC。這種接法，每個數碼管都要單獨占用

39、一個并行I/O口，以便單片機傳送字形碼到數碼管控制數碼管的顯示。顯然其缺點就是當顯示位數多時，占用I/O口過多。方案二：動態顯示動態掃描用分時的方法輪流控制每個顯示器的COM端，使每個顯示器輪流電亮。在輪流點亮過程中，每位顯示器的點亮時間極為短暫，但由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，給人的印象就是一組穩定的顯示數據。動態驅動一般用于多位LED數碼管顯示，主要是節省驅動管腳，減少器件。由于靜態顯示法需要數據鎖存器等硬件，接口復雜一些，又考慮到時鐘顯示只有6位，且系統沒有其他復雜的處理任務，所以決定采用動態掃描法實現LED的顯示1.5數據通信方案方案一：利用RS-232連接PC機實現數據

40、通信我們采用89c51單片機作為下位機運行windows98的PC機作為上位機，兩者通過RS-232串行口進行通信。傳輸介質為二芯屏蔽電纜。由于RS-232信號電平和單片機串行口信號電平不一致，必須進行兩者之間的電平轉換。我們可以通過采用集成電平轉換芯片MAX232進行RS-232/TTL電平轉換1.6各模塊的最終方案經過方案論證與比較，本設計主要由單片機電路來實現，選擇AT89C51作為主控，采用獨立式按鍵控制，LED數碼管動態掃描顯示，并利用RS-232連接PC機實現數據通信。2. 系統硬件設計2.1 時鐘電路模塊設計如圖2-2所示為時鐘電路原理圖，在AT89C51芯片內部有一個高增益反相

41、放大器其輸入端為芯片引腳XTAL1,輸出端為引腳XTAL2。而在芯片內部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調電容，從而構成了一個穩定的自激振蕩器。時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。3圖2-2 時鐘電路原理圖AT89C51單片機內部包括一個8位CPU,片內振蕩器和時鐘電路，由4KB閃存組成的程序存儲器，128字節的數據存儲器，四個8位并行I/O口，一個全雙工串行口，兩個16位定時/計數器，5個中斷源，提供兩個中斷優先級，21個特殊功能寄存器，可尋址各64KB的外部程序存儲器和數據存儲器，有位尋址功能及較強的布爾數據處理能力，有兩種軟件可選的低

42、功耗運行方式（空閑和掉電方式）。2.1.1 AT89C51單片機的外形和引腳、圖2-3 AT89C51引腳圖管腳說明：AT89C51的引腳除了VCC（供電電壓）和GND（接地）之外，按其功能可分為以下三類：1）時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2；XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。AT89C51內部有一個高增益的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出端，在這兩段之間接入晶體或陶瓷振蕩器，即可構成一個高穩定度的片內振蕩器作為單片機的時鐘。也可以加一個外部振蕩信號到它的輸入端作為時鐘源，XTAL2應不接。有余輸入至內部時

43、鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2）I/O端口引腳：P0口：為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：是一個內部提供上拉電阻的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，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的

44、緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。 P2口：為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收

45、輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，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引腳的第二功能，如表2-1所示：表2-1 P3引腳的第二功能引腳第二功能P3.0RXD串口數據輸入P3.1TXD串口數據輸出P3.2INT0外部中斷0輸入P3.3INT1外部中斷1輸入P3.4T0外部計數脈沖輸入P3.5T1外部計數脈沖輸入P3.6WR外部RAM寫選通P3.7RD外部RAM讀選通 3）控制類引腳：RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖

46、存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令時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行狀態ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取址期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信

47、號將不出現。EA/VPP：程序存儲器選擇/編程電壓輸入端。當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。由于AT89C51內部有4KB的閃存作為程序存儲器，因此在實際使用時該引腳直接連到電源正端；而編程閃存時則接12V電源正端。2.1.2 AT89C51的工作方式AT89C51在上電后，通過復位電路的作用進入復位狀態，復位后內部各特殊功能寄存器恢復到表2-2所列的值。表2-2 特殊功能寄存器復位值SRF 復位值 SRF 復位值 PC 0000H TM

48、OD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0-P3 0FFH SCON 00H IP XXX00000 SBUF 不變 IE 0XX00000 PCON0XXXXXXX接著，單片機就開始執行程序存儲器中的程序，進入“程序運行”方式。此外，單片機還有兩種軟件可編程的節電模式，它是由電源控制寄存器PCON中的IDL和PD來控制的。1）空閑節電模式。當IDL=1時，進入該模式，單片機進入睡眠狀態，片上RAM和特殊功能寄存器中的內容保持不變，單片機外設仍處于激活狀態。

49、有兩種情況可以使單片機終止空閑節電模式： 任何被允許的中斷。當中斷產生時，IDL被硬件清零，空閑節電模式被終止，單片機進入中斷服務程序，中斷服務處理完成后，單片機執行使其進入空閑節電模式的那條指令后面的指令。 硬件復位也可使單片機終止空閑節電模式。空閑節電模式被終止后，同樣也是執行使其進入空閑節電模式的那條指令后面的指令。2）掉電模式。當PD=1時，單片機進入掉電模式，振蕩器停止工作，RAM和SFR的內容保持不變。只有硬件復位可以使單片機終止掉電模式，這時SFR的內容被重新定義，RAM不變。2.1.3 AT89C51單片機的存儲器AT89C51有片內程序存儲器和片內數據存儲器，片內程序存儲器是

50、4KB可反復擦寫的閃存，其地址范圍為0000H0FFFH。片內數據存儲器包括四部分： 通用寄存器組。每組由R0R7八個通用寄存器組成，共四組，可以通過程序狀態字PSW的RS0和RS1位來選用其中的某一組。地址00H1FH。 位地址空間。用于存儲布爾邏輯數據，可位尋址，地址是20H2FH。 數據存儲區。用于存儲字節數據，也可以當做運算時的寄存器，地址是30H7FH. SFR特殊功能寄存器。功能見表2-3；表2-3 特殊功能寄存器名 稱功 能地 址名 稱功 能地 址ACC 累加器 0E0H IE中斷允許 0A8H B乘法寄存器 0F0H TMOD定時計數器方式 89HPSW程序狀態字 0D0H T

51、CON定時計數器控制 88HSP堆棧指針 81H TH0T0高字節 8CHDPH數據指針高字節 83H TL0T0低字節 8AHDPL數據指針低字節 82H TH1T1高字節 8DH P08位并行口0 80H TL1T1低字節 8BH P18位并行口1 90H SCON串口控制字 98H P28位并行口2 0A0H SBUF串口數據緩沖 99H P38位并行口3 0B0H PCON電源控制 87H IP中斷優先 0B8H2.1.4 AT89C51單片機的串口AT89C51單片機有一個全雙工的串行數據接口，可以將單字節的8位數據，一位一位地串行發送或接收。在單片機中這項功能是由接收數據引腳RXD

52、和發送數據引腳TXD來實現的。SBUF是收發共用的數據緩沖器（地址為99H），收發使用不同的讀寫指令來區分。該串口具有不同的工作方式和傳輸速率等，還能產生發送或接收中斷，這些都可以通過串口控制寄存器SCON設定或根據其值來判斷，方法見表2-4；表2-4 串口控制寄存器SCON位 名 稱 功 能用 法 0 RI接收中斷標志產生中斷時為1 1 TI發送中斷標志產生中斷時為1 2 RB8方式2,3時收到的第9位數據 3 TB8方式2,3時發送的第9位數據 4 REN接收允許軟件置1 5 SM2方式2,3時的多機通信協議允許 6 SM1方式選擇 見表2-5 7 SM0表2-5 串口工作方式選擇方 式M

53、1M0功 能000同步移位寄存器方式1018位波特率可變2109位波特率可變，波特率為f/64（或32）3119位波特率可變2.1.5 AT89C51單片機的中斷AT89C51有五個中斷源，兩個外部中斷（IE0和IE1），兩個定時/計數器中斷（TF0和TF1），一個串口中斷（RI和TI合為一個中斷源）。前四個中斷源的中斷標志位在TCON的相應位中，串口的中斷標志位在SCON中。各中斷源均可通過中斷允許寄存器IF單獨允許或禁止，IF可按位尋址設定，各位的意義見表2-6：表2-6 中斷允許寄存器IF位名 稱功 能用 法0 EX0外部INT0中斷允許 1：允許中斷 0：禁止中斷1 ET0定時器0中斷

54、允許2 EX1外部INT1中斷允許3 ET1定時器1中斷允許4 ES串口中斷允許5ET2定時器2中斷允許6保留位7EA 總中斷允許 0：禁止所有的中斷各中斷源可以有不同的優先級別，優先級別由中斷優先級寄存器IP確定，見表2-7：表2-7 中斷優先級寄存器IP位名 稱功 能用 法0PX0外部INT0中斷優先級1：中斷優先1PT0定時器0中斷優先級2PX1外部INT1中斷優先級3PT1定時器1中斷優先級4PS串口中斷優先級5PT2定時器2中斷優先級中斷產生后即轉入相應的中斷服務子程序處理中斷。各中斷服務子程序的入口地址如表2-8所列：表2-8 中斷服務子程序入口地址中斷源入口地址默認的優先順序外部

55、INT0中斷0003H依次遞減定時器0中斷000BH外部INT1中斷0013H定時器1中斷001BH串口中斷0023H定時器2中斷002BH2.1.6 AT89C51單片機定時/計數器AT89C51有兩個16位定時/計數器T0和T1，它們的工作方式由特殊功能寄存器TMOD各位確定，見表2-9。運行由TCON的部分相關位控制，見表2-11。表2-9 TMOD控制字位名 稱功 能用 法0M0 T0方式選擇見表2-101M12C/TT0定時/計數選擇0;定時，1:計數3GATET0門控位GATE=1時，計數受外部引腳P3.3控制，P3.3=1時才能計數4M0T1方式選擇見表2-105M16C/TT1

56、定時/計數選擇0;定時，1:計數7GATET1門控位GATE=1時，計數受外部引腳P3.3控制，P3.3=1時才能計數表2-10 定時/計數器T0和T1工作方式選擇方 式M1M2功 能000由TH高8位和TL低5位組成的13位定時/計數器10116位定時/計數器210自動重載8位定時/計數器，TL為計數器，TH為計數常數3118位定時/計數器（僅用于T0） 表2-11 TCON控制字位名 稱功 能用 法0IT0中斷0方式選擇0：電平觸發，1:邊沿觸發1IE0中斷標志中斷置1 2IT1中斷1方式選擇0：電平觸發，1：邊沿觸發3IE1中斷標志中斷置14TR0T0運行1：啟動，0：停止5TF0T0溢

57、出標志溢出置1請求中斷服務，中斷響應后硬件自動清零6TR1T1運行1：啟動，0：停止7TF1T1溢出標志溢出置1請求中斷服務，中斷響應后硬件自動清零2.2 復位電路設計如圖2-4所示為復位電路原理圖，復位時單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執行程序，并使其它功能單元處于一個確定的初始狀態。本復位電路采用的是按鍵復位，它是通過復位端經電阻與VCC電源接通而實現的，它兼具上電復位功能。因本系統的晶振的頻率為12MHZ，所以，位信號持續時間應當超過2us才能完成復位操作。5圖2-4 復位電路原理圖2.3 鍵盤電路設計如圖2-5所示為鍵盤電路原理圖，

58、本系統采用的是獨立式鍵盤結構，每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態。它軟件是采用查詢式結構，首先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認該I/O口線所對應的按鍵已按下，然后，再轉向該鍵的功能處理程序。圖2-5 鍵盤電路原理圖 按鍵使用方法：（1）長按T0鍵進入調分狀態：分單元閃爍，按T0鍵加1，按T1鍵減1。再長按T0鍵進入小時調整狀態，時單元閃爍，加減調整同調分相同。再長按T0鍵退出時間調整狀態，時鐘從0s開始計時。（2）在正常時鐘狀態下，按下T1鍵進行入跑表狀態，按T2鍵暫停，再按T2鍵跑表清0。再按T2鍵跑表又啟動，

59、按T1鍵退出跑表回到時鐘狀態。（3）按T3鍵進入設定鬧時狀態，顯示式樣為00：00：，其中高2位代表時，低2位代表分，可進行分設定，按T2鍵，分加1；按T0鍵，分減1。再按T3鍵進入時調整狀態，顯示式樣為00：00：，按T2鍵，時加1；按T0鍵，時減1。按T1鍵，鬧鈴有效，顯示式樣變為00：00：0；再按T1鍵，鬧鈴無效，顯示式樣又變成為00：00：。再按T3鍵，調整鬧鐘時間結束，恢復正常時間的顯示。在鬧鈴時可按一下T3鍵停鬧，不按則鬧鈴1分鐘。2.4 顯示模塊設計系統采用動態顯示方式，用P0口來控制LED數碼管的段控線，而用P2口來控制其位控線。動態顯示通常都是采用動態掃描的方式進行顯示，即

60、循環點亮每一個數碼管，這樣雖然在任何時刻都只有一位數碼管被點亮，但由于人眼存在視覺殘留效應，只要每位數碼管間隔時間足夠短，就可以給人以同時顯示的感覺。圖2-6中9012作為位驅動器，而74LS244在電路中起驅動段碼的功能，8個510歐姆電阻則起限流作用。圖2-6 顯示原理圖2.5數據通信模塊由于MAX232為半雙工狀態,所以只采用一對差分信號線。A端和B端分別為接收和發送的差分信號端,當A引腳的電平高于B時發送的數據為1,當A引腳的電平低于B時發送的數據為0,因此與單片機的聯接非常簡單。同時A和B 端接匹配電阻為100。由于PC機只配有RS232接口,若實現RS232接口與8051 單片機的

61、通信,必須使用232 /485接口卡,接口卡采用九芯聯接線,分別與PC機并通過MAX232與8051單片機相聯,接口卡的主要目的是將RS232電平轉換為TTL電平,接口卡可控制多臺單片機, PC機和單片機串行通信數據采集系統接口電路如圖所示。單片機芯用AT89C51串口通信電路2.6電源電路模塊本文設計的電源電路采用電容降壓橋式整流穩壓電路. 圖10 電源電路圖 電源電路原理：由220V交流電經過變壓器變為15V交流電，然后通過橋式整流電路和濾波電容后得到近似為直流的電信號，并將直流電信號經過一個穩壓管7805得到一個穩定的5V電壓。電源電路功能電源采用整流穩壓來獲取。由變壓器T、橋式整流器、

62、三段穩壓器7805組成，輸出5V的直流電壓。變壓器選用6W、單9V的;橋式整流器中的二極管采用選用的IN4001硅整流二極管；三端穩壓器7805接線較簡單，連接時注意方向。有文字的面向自己，左邊的輸入接整流器輸出的正電壓，中間的是公共地（負極），右邊是輸出是+5V電壓輸出。電源電路芯片分析電源電路部分主要運用了7805芯片和橋式整流方式,下面做具體的介紹。7805芯片 7805是我們最常用到的穩壓芯片了，它的使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個直流穩壓電源,它的輸出電壓恰好為5v，剛好是51系列單片機運行所需的電壓。下面我簡單的介紹一下它的3個引腳以及用它來構成的穩壓電路的資料。圖11 78

63、05芯片其中1接整流器輸出的+電壓，2為公共地(也就是負極)，3就是我們需要的正5V輸出電壓。橋式整流器橋式整流器是利用二極管的單向導通性進行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉變為直流電9。橋式整流是對二極管半波整流的一種改進。半波整流利用二極管單向導通特性，在輸入為標準正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負半部分則損失掉。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導通，得到正的輸出；輸入正弦波的負半部分時，另兩只管導通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流是交流電轉換成直流電的第一個步

64、驟。 3. 系統軟件設計3.1系統主程序設計本設計中的計時采用定時器T0中斷完成，秒表使用定時器T1中斷完成。主程序循環調用顯示子程序和查鍵子程序，當端口有開關按下時，轉入相應功能程序系統主程序如下：DISPFIRST EQU 30H ；顯示首址存放單元BELL EQU P1.7 ；蜂鳴器CONBS EQU 2FH ；存放報時次數*中斷入口程序* ORG 0000H ；程序執行開始地址 LJMP START ；跳到標號START執行 ORG 0003H ；外中斷0中斷程序入口 RETI ；外中斷0中斷返回 ORG 000BH ；定時器T0中斷程序入口 LJMP INTT0 ；跳至INTT0執行

65、 ORG 0013H ；外中斷1中斷程序入口RETI ；外中斷1中斷返回 ORG 001BH ；定時器T1中斷程序入口 LJMP INTT1 ；跳至INTT1執行 ORG 0023H ；串行中斷程序入口地址 RETI ；串行中斷程序返回*主程序開始*START: LCALL ST ；上電顯示 MOV R0,#00H ；清00HH內存單元 MOV R7,#80HCLEARDISP: MOV R0,#00H INC R0 DJNZ R7,CLEARDISP MOV 20H,#00H ；清20H（標志用） MOV 7AH,#0AH ；放入“熄滅符”數據 MOV TMOD,#11H ；設T0、T1為16位定時器 MOV TL0,#0B0H ；50ms定時初值（T0計時用） MOV TH0,#3CH ；50ms定時初值 MOV TL1, 0B0H ；50ms定時初值（T1閃爍定時用） MOV TH1,#3CH ；50ms定時初值 SETB EA ；總中斷開放 SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB TR0 ；開啟T0定時器 MOV R4,#14H ；1s定時用計數值（50ms×20） MOV DISPF