单片机多功能数字钟系统论文

单片机多功能数字钟系统论文内容摘要：

]有些 SFR 还可以进行位寻址 .128 个字节的 SFR 块中仅有 21 个字节是由定义的 .对于尚未定义的字节地址单元 ,用户不能作寄存器使用 ,若访问没有定义的单元 ,则将得到一个不确定的随机数 . 并行 I/O 口 MCS51 单片机共有 4 个双向的 8 位并行 I/O 端口（ Port），分别记作 P0P3，共有 32 根口线，各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器所组成。 实际上 P0P3已被归入特殊功能寄存器之列。 这四个口除了按字节寻址以外，还可以按位寻址。 由于它们在结构上有一些差异，故各口的性质和功能有一些差异。 P0 口是双向 8 位三态 I/O 口，此口为地址总线（低 8 位）及数据总线分时复用口，可驱 动 8个 LS 型 TTL 负载。 P1口是 8位准双向 I/O 口，可驱动 4 个 LS 型负载。 P2 口是 8 位准双向 I/O 口，与地址总线（高 8 位）复用，可驱动 4 个LS 型 TTL 负载。 P3 口是 8 位准双向 I/O 口，是双功能复用口，可驱动 4 个 LS型 TTL 负载。 P1 口、 P2 口、 P3 口各 I/O 口线片内均有固定的上拉电阻，当这 3个准双向 I/O 口做输入口使用时，要向该口先写“ 1”，另外准双向 I/O 口无高阻的“浮空”状态，故称为双向三态 I/O 口。 时钟电路与时序 时钟电路用于产生 MCS51 单片机工作时所必需的时钟信号。 MCS51 单 片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证同步工作方式的实现， MCS51 单片机应在唯一的时钟信号控制下，严格地按时序执行进行工作，而时序所研究的是指令执行中各个信号的关系。 在执行指令时， CPU 首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定的操作。 CPU 发出的时序信号有两类，一类用于片内对各个功能部件的控制，这列信号很多。 另一类用于片外存储器或 I/O 端口的控制，这部分时序对于分析、设计硬件接口电路至关重要。 这也是单片机应用系统设计者普遍关心的问题。 6 单片机的应用领域 单片机应用领域可以归纳为以下几个方面。 1．智能仪表 用单片机系统取代老式的测量、控制仪表，实现从模拟仪表向数字化、智能化仪表的转化，如各种温度仪表、压力仪表、流量仪表、电能计量仪表等。 2. 测控系统 用单片机取代原有的复杂的模拟数字电路，完成各种工业控制、数据采集系统等工作。 3．电能变换 应用单片机设计变频调速控制电路。 4．通信 用单片机开发通信模块、通信器材等。 5．机电产品 应用单片机检测、控制传统的机械产 品，使传统的机械产品结构简化，控制智能化，提高了机电产品的可靠性，增强了产品的功能。 6．智能接口 在数据传输中，用单片机实现外部设备与微机通信。 本章小结 本章介绍了单片机的一些基本硬件结构。 单片机是微计算机的一个分支，在原理和结构上，单片机与微型机之间没有根本性的差别，而且微计算机的许多技术都被单片机继承下来。 单片机的基本结构依然是 CPU 加上外围芯片的传统结构模式，但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。 7 第 3 章 电路的硬件设计 复位电路 MCS51 单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。 复位引脚 RST 通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的 S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。 上电复位：上电复位电路是 — 种简单的复位电路，只要在 RST 复位引脚接一个电容到 VCC，接一个电阻到地就可以了。 上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到 RST 复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着 VCC对电容的充电 过程而回落，所以 RST 引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。 为了保证系统安全可靠的复位， RST 引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。 电路图如下： 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。 只要 Vcc 的上升时间不超过 1ms，就可以实现自动上电复位。 时钟电路 时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。 因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。 常用的 时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。 本文用的是内部时钟方式。 电路图如下： 8 MCS51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2。 这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。 按键电路 按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。 按键闭合过程在相应的 I/O 端口形成一个负脉冲。 闭合和释放过程都要经过一定的过程 才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。 抖动持续时间的常长短与开关的机械特性有关，一般在 510ms 之间。 为了避免 CPU 多次处理按键的一次闭合，应采用措施消除抖动。 本文采用的是独立式按键，直接用I/O 口线构成单个按键电路，每个按键占用一条 I/O 口线，每个按键的工作状态不会产生互相影响。 电路图如下： 口表示功能移位键，按键选择要调整的时十位、时个位、分十位或分个位。 口表示数字“ +“键， 按一下则对应的数字加 1。 口表示数字“ ”键，按一下则对应的数字减 1。 口表示时间表的切换，程序默认为日常时间表，当按下该开关，使输入为低电平时，表示当前执行的是考试时间表，并有绿发光二极管显示。 再按键， 9 使键抬起，输入维高电平时，表示当前执行的是日常作息时间表，用红发光二级管显示。 相关控制电路 控制打铃电路 口控制继电器进而控制电铃工作。 当时钟当前的时间和当前所执行的时间表的时间一致时，相应得标志位为 1， 口输出高电平，控制继电器闭合，从 而合上开关，启动电铃进行打铃。 打铃一定时间，标志位置 0， 输出低电平，继电器打开，电铃停止工作。 电路图如下： 时间表显示电路 因为该电路可以执行两个时间表，即正常作息时间表和考试时间表。 为了能够从外观上看出当前正在执行的是那种时间表。