1、鄭州輕院輕工職業(yè)學院?？飘厴I(yè)設計（論文） 題 目 電子時鐘的設計與制作學生姓名 王 愛 鋒 專業(yè)班級 08級電子信息工程技術一班 學 號 0 8 1 0 3 1 8 2 系 別 機 電 工 程 系 指導教師(職稱) 趙文麗（講師） 完成時間 2011年 4 月 15 日 摘要基于51單片機可校時數(shù)字時鐘電路設計，單片機計算機即單片微型計算機。（Single-Chip Microcomputer ）是集CPU ,RAM ,ROM ,計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。石英晶體振蕩器是高精度的計時工具，而電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術，因此計時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校。而數(shù)字

2、式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機械式傳動，用LED顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時，分，秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好。本文利用單片機實現(xiàn)數(shù)字時鐘計時功能的主要內(nèi)容，其中AT89S51是核心元件同時采用數(shù)碼管動態(tài)顯示“時”，“分”，“秒”的現(xiàn)代計時裝置。與傳統(tǒng)機械表相比，它具有走時精確,顯示直觀等特點。它的計時周期為24小時，顯滿刻度為“23時59分59秒”，另外具有校時功能，斷電后有記憶功能，恢復供電時可實現(xiàn)計時同步等特點。本設計由單片機AT89S51芯片和LED數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構成了一個單片機數(shù)字時鐘。關鍵詞：單片機

3、數(shù)字時鐘 LED數(shù)碼管顯示 按鍵AbstractThe base and 51 digital clock when the microcontroller can be the school circuit design, single-chip computer that is single-chip micro-computer. (Single-Chip Microcomputer) is a CPU, RAM, ROM, counting and multiple interfaces in one microcontroller.Quartz crystal oscillator

4、is a high-precision timing tools, electronic clock, quartz watch, quartz is used quartz technology, high precision timing, good stability, easy to use, does not require frequent adjustment. The digital electronic clock with the time integrated circuits, the decoding instead of mechanical transmissio

5、n, with LED display instead of a pointer display and then display the time and reduce the timing error, this table has the hours, minutes and seconds displays the time function, but also in progress and sub-proof-reading, the flexibility of a good chip select. In this paper, MCU function digital clo

6、ck timing the main contents of which AT89S51 is a core element at the same time the use of digital control dynamic display "time", "sub", "second" modern timing devices. Compared with the traditional mechanical watch, it has a travel-time accuracy, display and intuitive

7、 and so on. It is a time period of 24 hours, substantially full-scale as "23:59:59", another time with a school function, memory function after power outages, power restoration can be realized when the time synchronization and so on.The design by the MCU AT89S51 chip and LED digital tube a

8、s the core, supplemented by the necessary circuitry to form a single chip digital clock.Key words: shrapnel machine digital clock LED digital tube display button目 錄引言 . . . . . . . 11AT89S51 芯片簡介：21.1內(nèi)部結構21.1.1.中央處理器：31.1.2.數(shù)據(jù)存儲器（RAM）：31.289S51的引腳說明：41.2.1.Pin9：RESET/Vpd復位信號復用腳：51.2.2.Pin30：ALE/PROG

9、引腳：51.2.3.Pin31：EA/Vpp引腳：62驅(qū)動器74LS245簡介：73LED數(shù)碼管簡介83.1LED數(shù)碼管顯示器結構與原理83.2LED顯示器接口及顯示方式83.2.1.數(shù)碼管使用條件：93.2.2.數(shù)碼管使用注意事項：104相關硬件的其他元器件的簡介114.1晶體振蕩器簡介114.1.1.晶體振蕩器的應用：114.2電子電容器的標識124.2.1.電容器標識的方法：124.2.2.常用電容的幾項特性：124.2.3.電容容量的標注及使用常識：124.3電阻的選用簡介134.3.1.作用:134.3.2.計算原則：144.3.3.注意：145電路制作原理制作分析155.1主程序執(zhí)

10、行流程圖155.2數(shù)碼管顯示模塊195.3定時器計數(shù)器T0中斷服務程序：195.4按鍵處理模塊：195.5整個電路原理圖：20致謝 20參考文獻 21附錄一、源程序代碼.22附錄二、電路圖.26引 言 近年來隨著計算機在社會領域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此特別適合于與控制有關的系統(tǒng)，越來越廣泛地應用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領域，單片機往往十作為一個核心部件來使用，在根據(jù)具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。而通常通過單片機設

11、計數(shù)字時鐘有2種方法：一是通過單片機內(nèi)部的定時器計數(shù)器。采用軟件編程實現(xiàn)時鐘計數(shù)，一般稱為軟時鐘，這種方法硬件線路簡單，程序比較復雜，系統(tǒng)功能一般與軟件有關。通常用于對時間精度要求不高的場合。二是采用時鐘芯片，它的功能強大，功能不見集成在芯片內(nèi)需，自動產(chǎn)生時鐘相關功能。硬件成本較高，軟件編程簡單，通常對時鐘精確度要求較高的場合。因此本次設計中以單片機的發(fā)展過程和發(fā)展方向為背景，介紹了單片機的輸入輸出的工作原理和操作方法，中斷的工作原理和操作方法。74LS245的工作原理和方法，LED的內(nèi)部結構。電路設計及調(diào)試過程，本次做的數(shù)字時鐘十以（AT89S51）為核心，結合相關的元器件（共陰的LED數(shù)碼

12、管顯示器、驅(qū)動器74LS245），在配以相應的軟件，達到制作簡易數(shù)字鐘的目的，其硬件部分難點在于元器件的選擇、布局及焊接。數(shù)字時鐘的系統(tǒng)軟件程序、有：由主程序和子程序組成，主程序包含初始化參數(shù)設置，按鍵處理，數(shù)碼管顯示模塊。在設計的時候、各個模塊都采用子程序結構設計。在主程序調(diào)用，由于定時器計數(shù)器采用中斷方式處理，因此還用辨析定時器，中斷服務子程序，在定時器，計數(shù)器中斷服務子程序中對時鐘進行調(diào)整。 1 AT89S51 芯片簡介：1.1 內(nèi)部結構AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫100

13、0次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS -51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k B Flash片內(nèi)程序存儲器，128 B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個 全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。    

14、;    此外，AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷 系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三 種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性： · 兼容MCS-51指令系統(tǒng)        · 4KB可反復擦寫(>1000次）ISP Flash ROM · 32個雙向I/O口

15、0;       工作電壓 · 2個16位可編程定時/計數(shù)器        · 時鐘頻率0-33MHz · 全雙工UART串行中斷口線        · 128x8bit內(nèi)部RAM · 2個外部中斷源        · 低功耗空閑和省電模式 · 中斷喚醒省電模式        · 3級加密

16、位 · 看門狗（WDT）電路       · 軟件設置空閑和省電功能 · 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程        · 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 MCS-51 單片機內(nèi)部結構：89S51是MCS-51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。89S51單片機包含中央處理器，程序存儲器（RAM），數(shù)據(jù)存儲器（RAM），定時計數(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，地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：1.1.1. 中央

17、處理器：中央處理器（CPU）是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制，指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。1.1.2. 數(shù)據(jù)存儲器（RAM）： 89S51內(nèi)部有128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，擁護只能訪問，而不能用于存放蠅虎數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。89S51的內(nèi)部結構89S51時鐘程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器定時計數(shù)器并行I/O口串行通信口中斷系統(tǒng) 圖一1. 程序存儲器（ROM）：89S51共有4096個

18、8位掩膜ROM，用于存放用戶程序、原始數(shù)據(jù)或表格。2. 定時/計數(shù)器（ROM）：89S51有兩個16位的可編程定時、計算器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。3. 并行輸入輸出（I/O）口：89S51共有8位I/O口（p0、p1、p2、p3），用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。4. 全雙工串行口：89S51內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。5. 中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2個級的優(yōu)先級別的選擇。6. 時鐘電路： 8051內(nèi)置最高頻

19、率達12MHZ的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8951單片機需外置振蕩電容。單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈弗（Harvard）結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結構，即普林斯頓（Princeton）結構。INTEL的AT89S51系列單片機采用的是哈弗結構的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結構。1.2 89S51的引腳說明：AT89S51系列單片機中的8951采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，下圖是他們的引腳配置，40個引腳，正電源個地線兩根，外置適應振蕩器的時鐘線兩根，

20、4組8位32個I/O口，中斷口線與p3口線復用。現(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： 圖二1.2.1. Pin9：RESET/Vpd復位信號復用腳：當8951通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個小時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，p0-p3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入0BH，其它專用寄存器被清零。RESET由高電平下降為底電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初復位步改變RAM(包括工作寄存器R0-R7)的狀態(tài)，8951的初始態(tài)。8951的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，此外RESET/Vpd還是一復用腳，Vc

21、c掉電期間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)步丟失。1.2.2. Pin30：ALE/PROG引腳：當訪問外部程序時，ALE（地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低字節(jié)位。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ALE端將由一個1/6的時鐘頻率的正脈沖信號，這個脈沖信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更由一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳過也個脈沖。如果單片機時EPROM，在編程期間，PROG將用于輸入編程脈沖。1.2.3. Pin31：EA/Vpp引腳：程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機，內(nèi)置由4kB時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則

22、讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則部管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031，EA端必須接地。在編程時，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。它體積小，成本低，功能強，廣泛應用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。而51單片機時個單片機中最為典型和最由代表的一種。這次畢業(yè)設計通過對它的學習，應用，從而達到學習、設計、開發(fā)軟硬的能力。2 驅(qū)動器74LS245簡介：1. 74LS245是我我們常用的芯片，用來驅(qū)動LED或者其它的設備，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)。2. 當AT89S51單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS2

23、45等總線驅(qū)動器。3. 當片選端低電平有效時，DIR=0，信號由B向A傳輸：（接收）.DIR=1,信號由向B傳輸：（發(fā)送）當片為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。4. 由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應相連。P0口與74LS245輸入端相連/E端接地，保證數(shù)據(jù)暢通。89S51的RD和PSEN相與后接DIR，使得RD或PSEN有效時，74LS245輸入DI到P0.1，其它時間處于輸出P0.1到DI。圖三3 LED數(shù)碼管簡介3.1 LED數(shù)碼管顯示器結構與原理單片機中通常用七段LED構成字型“8”，另外，還有一個小數(shù)點發(fā)光二極管以

24、顯示小數(shù)位！這種顯示器有共陰和共陽兩種！發(fā)光二極管的陽極連在一起的（公共端）稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。一位顯示器由8個發(fā)光二極管組成，其中，7個發(fā)光二極管構成字型“8”的各個筆劃（段） a g,另一個小數(shù)點為dp發(fā)光二極管。當在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時，該段筆畫即亮；不加電壓則暗。為了保護各段LED不被損壞，需外加限流電阻。共陰極7段LED顯示數(shù)字0 F、文字、符號及小數(shù)點的編碼（a段為最地位，dp點為最高位） 共陰極7 段LED顯示字型編碼表顯示字符共陰極段選碼顯示字符共陰極段選碼03FH56DH106H67DH25BH707H34FH87FH466H96

25、FH滅00H 表一3.2 LED顯示器接口及顯示方式 LED顯示器有靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種。靜態(tài)顯示就是當顯示器顯示某個字符時，相應的段恒定的導通或截止，直到顯示另一個字符為止。LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時，各位的共陰極接地；若為共陽極則接+5V電源。每位的段選線分別與一個8位鎖存器的輸出口相連，顯示器中的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應鎖存的輸出將維持不變。正因為如此，靜態(tài)顯示器的亮度較高。這種顯示方式編程容易，管理也較簡單，但占用I/O口線資源較多。因此，在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動態(tài)顯示方式。由于所有8位段皆由一個I/O口控制，因此，在每一瞬間，8位LE

26、D會顯示相 同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法流點亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應字符段選碼（字型碼），而位選則控制I/O口在該顯示位送入選通電平（因為LED為共陰，故應送低電平），以保證該位顯示相應字符。如此輪流，使每位分時顯示該位應顯示字符。在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制。而共陰（共陽）極公共端分別由相應的I/O口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。段選碼，位選碼每送入一次后延時1MS，因人的視覺暫留時間為0.1S（100MS），所以每位顯示的時間不能超過20MS，并保

27、持延時一段時間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個數(shù)碼管總在亮。這種方式稱為軟件掃描方式。圖四上面這個只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。3.2.1. 數(shù)碼管使用條件：1. 段及小數(shù)點上加限流電阻2. 使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定3. 使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA。3.2.2. 數(shù)碼管使用注意事項：1. 數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角2. 焊接溫度：260度；焊接時間：5S3. 表面有保護膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。4 相關硬件的其他元器件的簡介4.1

28、晶體振蕩器簡介圖五石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本構成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳 上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。國際電工委員會（IEC）將

29、石英晶體振蕩器分為4類：普通晶體振蕩（SPXO），電壓控制式晶體振蕩器（VCXO），溫度補償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補償式晶體損振蕩（DCXO）微機補償晶體振蕩器（MCXO）等等。4.1.1. 晶體振蕩器的應用：1. 通用晶體振蕩器，用于各種電路中，產(chǎn)生振蕩頻率。2. 時鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標準脈沖信號，廣泛用于數(shù)字電路中。3. 微處理器用石英晶體諧振器。4. CTVVTR用石英晶體諧振器。5. 鐘表用石英晶體振蕩器。4.2 電子電容器的標識4.2.1. 電容器標識的方法：1. 直標法 將電容器的容量、耐壓及誤差直接標注

30、在電容器的外殼上，其中誤差一般用字母來表示。常見的表示誤差的字母有J（±5%）和K（±10%）等。例如：47nJ100表示容量為47nF或0.047F，誤差為±5%，耐壓為100V。當電容器所標容量沒有單位時，在讀其容量時可按如下原則：A. 容量在1-104之間時，讀作皮法。例如：470讀作470pF。B. 容量大于104時，讀作微法。例如：22000讀作0.022F。2. 數(shù)碼法 用三位數(shù)字來表示容量的大小，單位為pF。前兩位為有效數(shù)字，第三位表示倍率，即乘以10I，I的聚會范圍是19，其中9表示10-1。例如：333表示33000pF或0.033F；229表示

31、2.2pF。3. 色標法 這種表示方法與電阻器的色環(huán)表示方法類似，其顏色所代表的數(shù)字與電阻色環(huán)完全一致，單位為pF。除了以上表示方法外，電容的容量還有其他表示方法。例如：01表示0.01F；220MFD表示220F；R22表示0.22F（用R表示小數(shù)點）。電容的種類也很多，為了區(qū)別開來，也常用幾個拉丁字母來標識電容器的類別 和容量標識。4.2.2. 常用電容的幾項特性：電容種類、容量范圍、直流工作電壓、運用頻率、準確度、漏電電阻4.2.3. 電容容量的標注及使用常識：通常在容量小于10000pF的時候，用pF做單位，而且用簡標，如1000PF標為1010000PF標為103，大于10000pF

32、的時候，用 uF做單位。為了簡便起見，大于100pF而小于1uF的電容常常不注單位。沒有小數(shù)點的，它的單位是pF，有小數(shù)點的，它的單位是uF。例如，3300 就是3300pF也可以是332，0.1就是0.1uF等。注：象剛才的簡標常用于以PF為單位的電容，如1000pf就是10X102 標為10和2即102，10000當然是104了，3300則為332。電容在電路中實際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。使用電解電容的時候，還要注意正負極不要接反。不同電路應該選用不同種類的電容?？窕芈房梢赃x用云母、高頻陶瓷電容，隔直流可以選用紙介、滌綸、

33、云母、電解、陶瓷等電容，濾波可以選用電解電容，旁路可以選用滌綸、紙介、陶瓷、電解等電容。電容在裝入電路前要檢查它有沒有短路、斷路和漏電等現(xiàn)象，并且核對它的電容值。安裝的時候，要使電容的標識、類別、容量、耐壓等。容量單位CAPACITANCE UNIT1 Farad=1,000 Milli Farad(mF)1 mF=1,000 Micro Farad (MFD,F)1 F=1,000 Nano Farad(nF)1 nF=1,000 Pico Farad(pF)容量誤差符號：B C D F G H I J K M N V Z誤差% ±0.1 ±0.2 ±0.5 &

34、#177;1.0 ±2.0 ±2.5 ±3.0 ±5.0 ±10 ±20 ±30 +20-10 +80 -204.3 電阻的選用簡介電阻器(resistor): 是用導體制成具有一定阻值的元件.電阻是導體的一種基本性質(zhì),與導體的尺寸、材料、溫度有關. 4.3.1. 作用: 主要職能就是阻礙電流流過 ,應用于限流、分流、降壓、分壓、負載與電容配合作濾波器及阻匹配等.數(shù)字電路的輸出端經(jīng)常要使用“上拉”電阻和“下拉”電阻?！吧侠彪娮璧囊欢私釉陔娐返妮敵龆?，另一端接在電源上(無論使用正電源還是負電源，叫法相同)；“下拉”電阻的一端

35、接在電路的輸出端，另一端接在參考地(GND)端。 我們知道，數(shù)字電路的輸出端一般都是三極管的集電極或場效應管的漏極，也可能是三極管的發(fā)射極或場效應管的源極，為了增加使用上的靈活性，其輸出端是開路的(這就是所謂的OC或OE輸出端),可直接驅(qū)動電阻性負載(可用多個電阻分壓，以便得到期望的信號幅度)，驅(qū)動LED顯示器更是其獨特的功能。LED顯示器按接法上分兩類，一類是共陰接法，另一類是共陽接法。(請思考為什么)共陰接法要用OC端驅(qū)動，而共陽接法要用OE端驅(qū)動。 4.3.2. 計算原則：最大值的計算原則：要保證上拉電阻明顯小于負載的阻抗，以使高電平時輸出有效。 例如：負載阻抗是10K，供電電壓是5V，

36、如果要求高電平不小于4.5V，那么，上拉電阻最大值 R大:(5-4.5)=10:5 ，R大=1K ，也就是最大值1k，（如果超過了1k，輸出的高電平就小于4.5V了） 最小值的計算原則：保證不超過管子的額定電流（如果不是場效應管而是三極管也可依照飽和電流來計算） 例：管子的額定電流150mA，放大倍數(shù)100，基極限流電阻10k，工作在5v的系統(tǒng)中。那么，算法如下： IbU/R=(5-0.7)/10=0.47(mA) Ic100*0.4747mA 小于額定的150，所以可以按飽和法來算最小值。 上拉電阻最小值 R小5v/47mA=106歐姆 （如果小于這個電阻，管子就會過飽和而沒有意義了。如果大

37、于這個值，管子的導體電阻就會變大一些，所以太高也不利于低電平的輸出） 4.3.3. 注意：算出最大最小值后，一般是隨便選個中間值就可以了，例如本例子可以選510歐姆的上拉電阻。但是，如果負載電流較大，低電平要求嚴格，那么就要選100歐姆的上拉電阻。但是如果考慮省電因素，而低電平要求不嚴格，那么就可用1K的上拉電阻了。5 電路制作原理制作分析通常通過單片機設計電子時鐘由2種方法：一時通過單片機內(nèi)部的定時計數(shù)器。采用軟件編程實現(xiàn)時鐘計數(shù)，一般稱為軟時鐘，這種方法硬件線路簡單，程序比較復雜。系統(tǒng)的功能強大，功能步見集成在芯片內(nèi)需，自動產(chǎn)生時鐘等相關功能。硬件成本較高，軟件編程較低。通常對時鐘精確度要

38、求較高的場合。數(shù)字時鐘的系統(tǒng)軟件程序由主程序和子程序組成，主程序包含初始化參數(shù)設置，按鍵處理，數(shù)碼管顯示模塊等。在設計時候、各個模塊都采用自程序結構設計。在主程序調(diào)用。由定時器，計數(shù)器采用中斷方式處理，因此還用辨析定時器，中斷服務子程序，在定時器，計數(shù)器中斷服務子程序中對時鐘進行調(diào)整。5.1 主程序執(zhí)行流程圖主程序先對現(xiàn)實單元和定時器計數(shù)器初始化，然后重復調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當有按鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應的功能程序。開始T0、方式1設為16位計數(shù)器模式允許T0中斷，設中斷次數(shù)位10次清零計時單元開中斷啟動T0調(diào)用顯示子程序圖六子程序流程圖：保護現(xiàn)場設置子程序初值秒單元加1秒單元等于60

39、6六十6066060=60=60秒單元清零分單元加1分單元等于606六十6066060=60=60分單元清零時單元加1時單元等于246六十6066060=60=60時單元清零恢復現(xiàn)場RETYYYY1秒時間到6六十6066060=60=60NNNN圖七（上頁圖）中斷服務流程圖：T0中斷保護現(xiàn)場20次中斷到否秒單元加1單元清零恢復現(xiàn)場、中斷返回NY圖八5.2 數(shù)碼管顯示模塊本系統(tǒng)公用4.個二合一數(shù)碼管，從右到左一次顯示秒個位，秒時位，分隔符，分個位，分十位，分隔符，時個位，時十位。數(shù)碼管顯示的信息用8個內(nèi)存單元存放，這個8內(nèi)存單元為顯示緩沖區(qū)，其中秒個位和秒十位，分個位和分十位，時個位和時十位分別

40、由秒數(shù)據(jù)，分數(shù)據(jù)和小時數(shù)據(jù)分拆得到。在本系統(tǒng)中數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動態(tài)顯示。在存儲器中首先建立一張顯示信息字字段碼，顯示的時候，先從顯示緩沖區(qū)中取出顯示信息，然后通過查表程序在字斷碼表中查出的所顯示的字斷碼。從P1口輸出，同時在P2口將對應的位選碼輸出，選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應的數(shù)碼管上顯示顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。5.3 定時器計數(shù)器T0中斷服務程序：定時器計數(shù)器T0用于時間計時，選擇方式1，重復定時，定時時間設為50MS，定時時間到則溢出中斷，在中斷服務程序中用一個計數(shù)器對50MS計數(shù)，計20次則對秒單元加1，秒單元到60則對分單元加1，同時秒單元清零。分單元加到60的時候，則對時單元加1，

41、同時分單元清零，時單元加到24的時候則對時單元清零，標志一天時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把他們的值放到存儲器單元的制定位置。5.4 按鍵處理模塊：按鍵處理設置為：如果沒有按鍵，則時鐘正常走下去，當?shù)谝淮伟聪翶0按鍵時候，進入調(diào)分狀態(tài)時鐘停止走動，按下K1鍵可以對分進行加1操作，按下K2鍵的時候可以對分進行減1操作。當?shù)诙伟聪翶0按鍵時候，進入調(diào)小時可以對小時進行減1操作。當K0第三次按下的時候時鐘恢復正常走動，退出調(diào)時間的模式。5.5 整個電路原理圖：圖九致謝在設計過程中，通過針對性地查找資料，了解了些電子方面的資料，既增長了自己見識，補充最新的專業(yè)知識，又提高了自己的應用能力。這次對AT89S51有了一個全面的認識，在此基礎上結合以前所學的專業(yè)知識，從而把我所學的知識貫穿到一起，對本專業(yè)有了一個更全面的認識！總之這次畢業(yè)設計讓我把理論設計和工程實踐相結合、