基于AT89C51单片机电子时钟的方案设计书汇编语言.docx

1、基于AT89C51单片机电子时钟的方案设计书汇编语言基于单片机电子时钟的设计摘要单片机是集、定时、计数和多种接口于一体的微控制器。近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入而单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，本文介绍单片机结合设计时钟定时控制器实现的方案。为三态输出的八组缓冲器。本系统将单片机内部时钟读出并通过七段数码管（）显示出来，通过按键设定的时间

2、来改变系统的闹钟时间，单片机依据设定的时间来响铃，从而实现了系统的智能化。关键词：电子时钟、，：；目录摘要目录第一章单片机概述单片机的定义单片机的特点单片机的应用领域第二章单片机简介单片机结构及引脚说明中央处理器（）的结构单片机的存储器第三章数码管及简介数码管的分类数码管的驱动方式数码管应用数码管使用的电流与电压简介第四章电子钟功能介绍系统功能介绍软件设计流程电子钟程序清单第五章电子钟软件实现仿真单片机模拟调试软件软件简介电子时钟仿真整机仿真及调试附录第页第一章单片机的定义单片机概述单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所

3、需要的大部分部件：、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（）是因为它最早被，用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有的专用处理器发展而来，最早的设计理念是通过将大量外围设备和集成在一个芯片中，使计算机系统更小、更容易集成于复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。的是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机的特点单片机是以工业测控对象、环境、接口特点出发向着增强控制功能，提高工业环境下的

4、可靠性方向发展。主要特点如下：种类多，型号全很多单片机厂家逐年扩大适应各种需要，有针对性地推出一系列型号产品，使系统开发工程师有很大的选择余地。大部分产品有较好的兼容性，保证了已开发产品能顺利移植，较容易地使产品进行升级换代。提高性能，扩大容量，性能价格比高集成度已经达到万个晶体管以上，总线速度达到数十微妙到几百纳秒，指令执行周期已经达到几微妙到数十纳秒，以往片外现已在物理上存入片内，容量已经扩充达，以致更大的空间。价格从几百到几元不等。增加控制功能，向真正意义上的“单片”机发展把原本是外围接口芯片的功能集成到一块芯片内，在一片芯片中构造了一个完整的功能强大的微处理应用系统。第页低功耗现在新型

5、单片机的功耗越来越小，供电电压从降低到了，甚至，工作电流从降到级，频率从十几兆可编程到几十千赫兹。特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待、暂停、睡眠、空闲、节电等。语言开发环境，友好的人机互交环境多数单片机都提供基于语言开发平台，并提供大量的函数供使用，这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高。单片机的应用领域目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控

6、制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采

7、用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。在家用电器中的应用现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电第页：冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机

8、、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型电路中，

9、这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。第页第二章单片机简介单片机结构及引脚说明单片机是美国公司于年推出的产品，与单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达条，单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，系列单片机主要包括、和等通用产品。、单片机结构框架图单片机结构框架第页、的引脚说明系列单片机中的、及均采用封装的双列直接结构，右图是它们的引脚配置，个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟

10、线两根，组位共个口，中断口线与口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：如图：图：复位信号复用脚，当通电，时钟电路开始工作，在引脚上出现个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器指向，输出口全部为高电平，堆栈指针写入，其它专用寄存器被清“”。由高电平下降为低电平后，系统即从地址开始执行程序。然而，初始复位不改变（包括工作寄存器）的状态，的初始态。的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图。此外，还是一复用脚，掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部的数据不丢失。图：当访问外部程序器时，（地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，端将有一个

11、时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，会跳过一第页个脉冲。如果单片机是，在编程其间，将用于输入编程脉冲。：当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，的位地址数据将出现在和口上，部程序存储器则把指令数据放外到口上，由读入并执行。：程序存储器的内外部选通线，和单片机内置有的程序存储器，当为高电平并且程序地址小于时，读取内部程序存储器指令数据，而超过地址则读取外部指令数据。如为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。显然，对内部无程序存储器的，端必须接地。中央处理器（）的结构单片机内部有一个位的，同

12、时内部包含了运算器，控制器及若干寄存器。如图：图单片机内部结构框图第页图中虚线框内的就是的内部结构，位的单片机的内部有数术逻辑单元（）累加器（位）、寄存器（位）、程序状态字（位）、程序计数器（有时也称为指令指针，即，位）地址寄存器（位）数据寄存器（位）、指令寄存器（位）指令译码器、控制器等部件组成。、运算器（）的主要功能）算术和逻辑运算，可对半字节（一个字节是位，半个字节就是位）和单字节数据进行操作。）加、减、乘、除、加、减、比较等算术运算。）与、或、异或、求补、循环等逻辑运算。）位处理功能（即布尔处理器）。由于内部没有寄存器，参加运算的操作数，必须放在累加器中。累加器也用于存放运算结果。程序

13、计数器的作用是用来存放将要执行的指令地址，共位，可对直接寻址，低位经口输出，高位经口输出。也就是说，程序执行到什么地方，序计数器就指到哪里，始终是跟蹿着程序的执行。程它我们知道，户程序是存放在内部的中的，们要执行程序就要从用我中一个个字节的读出来，然后到中去执行，那么具体执行到哪一条呢？这就需要我们的程序计数器来指示。程序计数器具有自动加的功能，从存储器中读出一个字节的指即令码后，自动加（指向下一个存储单元）。指令寄存器指令寄存器的作用就是用来存放即将执行的指令代码。下面先简单的介绍下执行指令的过程，首先由程序存储器（）中读取指令代码送入到指令寄存器，经译码器译码后再由定时与控制电路发出相应的

14、控制信号，从而完成指令的功能。指令译码器用于对送入指令寄存器中的指令进行译码，所谓译码就是把指令转变成执行此指令所需要的电信号。当指令送入译码器后，由译码器对该指令进行译码，根据译码器输出的信号，控制电路定时地产生执行该指令所需的各种控制信号，使单片机正确的执行程序所需要的各种操作。地址寄存器（位）第页的作用是用来存放将要寻址的外部存储器单元的地址信息，指令码所在存储单元的地址编码，由程序计数器产生，而指令中操作数所在的存储单元地址码，由指令的操作数给定。从上图中我们可以看到，地址寄存器通过地址总线与外部存储器相连。数据寄存器用于存放写入外部存储器或端口的数据信息。可见，数据寄存器对输出数据具

15、有锁存功能。数据寄存器与外部数据总线直接相连。程序状态字用于记录运算过程中的状态，如是否溢出、进位等。时序部件由时钟电路和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号。单片机的存储器单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛（）结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿（）结构。的系列单片机采用的是哈佛结构的形式。、程序存储空间程序存储空间可以被映射为内部程序存储器或者外部程序存储器。单片机内部具有的程序存储器被映射到程序存储空间的区间，如图所示。这部分程序存储空间也可以被映射为外部程序存储器，它具体被映射为哪一种程序存储器取决于引脚（引脚）所接的电平。当引脚为高电平，内部程序存储器被映射到这部分程序存储空间；当引