毕业论文简易电子钟的制作硬件设计.doc

毕业设计说明书（论文）简易电子钟的制作硬件设计序 言单片机具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，故可以广泛应用于各个领域包括家庭生活必需品，对各行各业的产品更新换代起到了重要的推动作用。而此次设计的简易电子钟就是一个很典型的例子电子钟在生活中非常有用，尤其是多路定时功能。市场上有许多电子钟的专用芯片如：LM8363、LM8365等，但它们功能单一，电路连接复杂。不便于制作。用单片机配合计时软件，可制成功能任意的电子钟，而且可以做到硬件简单、成本低廉。在本文中主要对软件进行阐述。首先根据硬件的设计方案确定软件方案，然后对硬件作简要介绍后设计出总的流程图，其次根据总的流程图画出各部分的子流程图然后写出程序，再次对调试中所出现的问题进行分析并解决，最后对本次的设计结果进行分析，提出优点和不足之处，然后总结。第1章 绪论1.1电子钟的概述电子钟在生活中非常有用，尤其是多路定时功能。市场上有许多电子钟的专用芯片如：LM8363、LM8365等，但它们功能单一，电路连接复杂。不便于制作。用单片机配合计时软件，可制成功能任意的电子钟，而且可以做到硬件简单、成本低廉。1.2 数字钟的系统分析单片机的使用主要表现在以下三个方面：1、数字钟的结构简单，并且具备最小单片机系统的基本构成。2、数字钟电路中使用了单片机系统中最为常用的输入输出设备：按键开关和数码管。3、数字钟程序可以反映单片机系统中定时器和中断的用法。单片机系统中的定时和中断是单片机最重要的资源，也是应用最为广泛的功能。数字钟程序主要就是利用定时器和中断实现计时和显示功能。按要求，本次的毕业设计要求完成的内容包括：1、时钟精度：30秒/天。2、可进行时、分、秒的调整。3、采用六位数字显示。4、具有报时功能。添加的功能：数字钟闹铃功能。上面所提到的技术指标的意义，主要包含了：1、定时器的使用：本设计中通过实现24小时时钟和秒表，充分说明了单片机定时器使用方法。2、计数器的使用：本设计中通过实现24小时时钟和秒表的调整，充分利用了单片机定时器的计数功能。3、中断的使用：通过设计24小时时钟和秒表的控制模式，详细地体现了单片机中的中断使用方法及其功能。4、LED的使用：本设计中的输出部分就是LED数码管。图1-2-1 数字钟的基本功能模块基于单片机系统的数字钟的基本结构框图如图1-2-1所示。从图中可以看出，对于一个最简单的数字钟而言，除了输入控制方法具备数字钟自身的特点之外，LED显示模块和外部存储器的存取操作均是单片机的通用方法。数字钟的形式众多，有纯硬件的，有软硬件结合的等等。纯硬件制作的数字钟有着成本高、结构复杂的特点，难以提高响应速度。通常，我们使用软硬件相结合的方式来做电子钟。方案一：使用89C2051单片机的智能电子钟AT89C2051是性价比很好的单片机，它的I/O吸入电流可以达到20mA，可以直接驱动LED数码管和蜂鸣器；具有2个硬件定时器，非常适合制作电子钟。设计的原始电路见下图1-2-2，整个电路用25个元器件。用P1口的8根线驱动LED数码管的段码；用P3口驱动LED数码管的位脚。由于89C2051的I/O脚的上拉内阻有14K左右，无法为LED数码管提供必要的工作电流，特添加了8只1K电阻，使LED数码管的每段电流在2mA左右。数码管全部点亮时电流约16mA小于20mA，89C2051可以安全工作1。图1-2-2 89C2051单片机电子钟的电路原理图为了节省I/O线，键盘处理采用动态扫描方式。先置P30=0，P31=P32=1，再读取P31、P32的状态，如果P31、P32=0，则说明有键按下。进行必要的去抖动处理后，便可得到相应的键值。（元器件表见元器件表1.2）。表1.2 元器件名称型号及参数数量(个)备注数码管0.5FJS101AH4共阴高亮（红）数码管0.36LF10361共阴高亮（红）电阻（金膜）1/4W 1K 1/4W 1081 电容（瓷片）104P1 电容（电解）100uF/16V1 集成块插座DIP-20P1 晶振6MHz1集成块89C20511充电池3.6v/270mAH1变压器2W单6V1二极管IN40071按键开关5x52蜂鸣器3v(长音)1自带音源方案弃用原因：1、使用AT89S51是因为此芯片比较新型，价格便宜，引脚功能多。2、程序存储器写入方式，二者的写入程序的方式不同。89C51只支持并行写入，同时需要VPP烧写高压。89S51则支持ISP在线可编程写入技术，串行写入、速度更快、稳定性更好，烧写电压也仅仅需要45V即可。 3、电源范围：89S5*电源范围宽达45.5V，而89C5*系列在低于4.8V和高于5.3V的时候则无法正常工作。 4、工作频率：89S5*系列支持最高高达33MHZ的工作频率，而89C51工作频率范围最高只支持到24M 4、5。5、找到更好的一种办法，可以即简洁明了，又快速可靠地完成毕业设计的任务书要求，详见方案二。方案二：运用AT89S51系列单片机制作的单片机基于单片机的定时和控制装置在许多行业上的广泛的应用，而数字钟是其中最基本，也是最具有代表性的一个例子。在基于单片机系统的数字钟电路中，除了基本的单片机系统和外围电路外，还需要外部的控制和显示装置。在本例中，输入装置是按键开关，由于控制数字钟的运行模式，显示装置是LED七段数码管。第2章 系统电路的设计方案2.1 系统方案的提出单片机的使用主要表现在以下三个方面：1、数字钟的结构简单，并且具备最小单片机系统的基本构成。2、数字钟电路中使用了单片机系统中最为常用的输入输出设备：按键开关和数码管。3、数字钟程序是以反映单片机系统中定时器和中断的用法。单片机系统中的定时和中断是单片机最重要的资源，也是应用最为广泛的功能。数字钟程序主要就是利用定时器和中断实现计时和显示功能。按要求，本次的毕业设计要求完成的内容包括：1、时钟精度：30秒/天。2、可进行时、分、秒的调整。3、采用六位数字显示。4、具有报时功能。上面所提到的技术指标的意义，主要包含了：1、定时器的使用：本设计中通过实现24小时时钟和秒表，充分说明了单生机定时器使用方法。2、计数器的使用：本设计中通过实现24小时时钟和秒表的调整，充分利用了单片机定时器的计数功能。3、中断的使用：通过设计24小时时钟和秒表的控制模式，详细地体现了单片机中的中断使用方法及其功能。4、LED的使用：本设计中的输出部分就是LED数码管。便携式仪表的主要功能模块分为3类：1、输入控制：是指在一定要求下，采取何种形式的控制方式来实现数字钟不同功能的转换，以主控制指令以何种方式传送到单片机。2、LED数码显示：是指单片机将需要显示的数据发送到LED显示模块按照一定的格式显示的功能。3、外部存储：是指单片机通过对外部存储器的读写操作，完成对数据的存储和读取，从而扩展单片机的存储单元和数据。2.2 技术方案一个完整的数字钟电路相当于一个简单的单片机系统，该系统由输入脉冲电路、单片机、晶振和复位电路、外部存储器电呼和LED显示电路5个方面构成。其中，除了单片机是集成的IC芯片，而其他4个部分则需根据应用要求而自行设计。1、LED的选择（1）器件分类LED发光器件一般常用的有两类：数码管和点阵。常用的数码管一般为8字型数码管，分为A、B、C、D、E、F、G、DP八段，其中DP为小数点。数码管常用的有10根管脚，每一段有一根管脚，另外两根管脚为一个数码管的公共端，两根之间相互连通。如图2.2所示。 （a）管脚定义 （b）内部电路图2-2 LED 的管脚和电路原理从尺寸上分，LED数码管的种类很多，常用的有0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8、2.3、3.0、4.0、5.0等。一般小于1.0的为单管芯，1.21.5为双管芯，1.8以上的为3个以上管芯，因而它们的供电电压要求不同，一般每个管芯的压降为2.1V左右。通常，0.8以下采用5V供电，1.02.3采用12V供电，3.0以上的选择更高电压供电。从电路上，数码管又可分共阴和共阳两种。根据以上的知识点，可以确定，本次设计所用的电源为5V供电制1。2、控制指令的输入外部指令在单片机中的输入一般是通过按键、开关和键盘等输入器件实现的。在本次的设计中，按键和开关以实现数字钟运行模式的切换和相关输入的操作。1）开关S1开关S1的作用是功能设置键。当S1为1.0时，系统进入闹铃的调整状态；当S1为0.0时，系统进入时钟的调整状态。2）开关S2开关S2的作用是“+”键，主要的功能是将数字往上加。顺序是1、2、3、9、0、1、2，当系统进入设置状态时，此键功能才能动作，否则，此键功能不运作。3）开关S3开关S3的作用是移位键。当系统进入设置状态时，此键的功能才会运作，否则此键功能不运作。此键的主要功能是：在数码管的时和分之间进行切换。4）开关S4开关S4的作用是确定键。当系统进入设置状态时，此键的功能才会运作，否则此键的功能不运作。此键的主要功能是：将系统新近调整的时间作为系统的当前时间，再进行时间的运行，或是将系统新近调整的闹铃作为系统的闹铃时间。基于单片机的数字钟在设计时需要解决3个方面的主要问题：一个是LED显示模块的驱动和编程，二是有关单片机中定时器的使用，三是如何利用单片机的外中断实现时钟功能和运行模式的转化。1、LED的显示和驱动主要是设计LED数码管和单片机的接口电路，以及利用单片机对LED数码管进行驱动和显示操作。2、定时器的使用是单片机中最为基础和重要的资源之一。3、外中断的使用是单片机中最为基础和重要的资源之一。2.3 主要芯片的选择及功能本次设计选用了以下的元器件作为实验器件。表2.3 本次设计用器件名称型号及参数数量(个)备注单片机AT89S511晶振12MHz1数码管TBC5011E6共阳高亮（红）集成电路74LS1646三极管S90131蜂鸣器5V1电阻1K，1/4W71/4W5.1K46.8K1瓷片电容10PF2104/63V电解电容22F/25V1220F/25V1IC插座DIP401DIP146按钮12*12（mm）4塑料基座一、74LS16474LS164是一个移位寄存器。移位寄存器除了具有存储代码的功能以外，还具有移位功能。1、存储功能。寄存器用于寄存一组二值代码，它被广泛地用于各类数字系统和数字计算机中。因为一个触发器能储存1位二值代码，所以用N个触发器组成的寄存器能储存一组N位的二值代码。对寄存器中的触发器只要求它们具有置1、置0的功能即可，因而无论是用同步RS触发器，还是用主从结构或边沿触发器结构的触发器，都可以组成寄存器。2、移位功能。所谓移位功能，就是指寄存器里存储的代码能在移位脉冲的作用下依次左移或右移。因此，移位寄存器不但可以用来寄存代码，还可以用来实现数据的串行并行转换、数值的运算以及数据处理等。图2-3所示电路是由边沿触发器结构的D触发器组成的4位移位寄存器。其中第一个触发器FF0的输入端接收输入信号，其余的每个触发器输入端均与前边一个触发器的Q端相连。图2-3 用D触发器构成的移位寄存器因为从CP上升沿到达开始到输出端新状态的建立需要经过一段传输延迟时间，所以当CP的上升沿同时作用于所有的触发器时，它们输入端（D端）的状态还没有改变。于是FF1接Q0原来的状态翻转，FF2按Q1原来的状态翻转，FF3按Q2原来的状态翻转。同时，加到寄存器输入端D1的代码存入FF0。总的效果相当于移位寄存器里原有的代码依次右移了一位。二、晶体振荡器在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频率稳定性有严格的要求。例如，在将多谐振荡器作为数字钟的脉冲使用时，它的频率稳定性直接影响着计时的准确性。在这种情况下，我们就使用石英晶体多谐振荡器。因为在环形振荡器、施密特触发器等这些多谐振荡器中振荡频率主要取决于门电路输入电压在充、放电过程中达到转换电平所需要的时间，所以频率稳定性不可能很高。目前普遍采用的一种稳频方法是在多谐振荡器电路中接入石英晶体，组成石英晶体多揩振荡器。把石英晶体与对称式多谐振荡器中的耦合电容串联起来，就组成了石英晶体多谐振荡器。石英晶体多谐振荡器的振荡频率取新局面于石英晶体的固有揩振频率f0，而与外接电阻、电容无关。石英晶体的谐振频率由石英晶体的结晶方向和外形尺寸所决定，具有极高的频率稳定性。它的频率稳定度足以满足大多数数字系统对频率稳定度的要求。具有各种谐振频率的石英晶体已被制成标准化和系列化的产品出售。因此，本次设计中，使用的振荡器为12M晶体振荡器。而之所以选12M是因为，12M正好是1s的机器周期，计算方便7。三、AT89S51系列单片机AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。表2.3 介绍了AT89S51系列单片机的特点。表2.3 AT89S51单片机的特点 兼容MCS-51指令系统 4k可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压 2个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口线 128x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针第3章 LED的显示方法与显示电路3.1 LED的显示方法用单片机驱动LED数码管有很多方法，按显示方式分，有静态显示和动态显示，按译码方式可分为硬件译码和软件译码。静态显示是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将要显示的数据送出后不再控LED，直到下次显示时再传送一次新的显示数据。静态显示的数据稳定，占用的CPU时间少。动态显示要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用CPU时间多。这两种显示方式各有利弊：动态显示虽然使用的硬件少，能节省线路板空间。但是有闪动感，占用的CPU时间多；静态显示虽然每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的电路硬件较多，但是数据显示稳定，占用很少的CPU时间。所谓动态显示，就是一位一位轮流点亮各位显示器（扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位口（称为扫描口），控制各位显示器所显示的字形也需一个8位口（称为段数据口）。其接口电路是把所有LED显示器的8个段AG、DP的同名端连在一起，而每一个数码管的公共端COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取新局面于COM端，而这一端是由I/O控制的，可以自行新局面定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮1。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的，约1ms左右，但由于人的视觉暂留现象及光光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。本次设计中所用到的是静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止，例如一段显示器的a、b、c、d、e、f、导通，g截止时显示“0”。这种显示方式的每一个七段显示器需要一个8位输出口控制。作为MCS-51串行口方式0输出的应用，我们可以在串行口上扩展多片串行输入并行输出的移位寄存器74LS164作为静态显示器接口。图3-1给出了8位静态显示器的接口逻辑。下面列出更新显示器子程序清单：DIR： MOV R7，#08H MOV R0，#7FH ；7FH78H为显示缓冲器DL0：MOV A，R0；取出要显示的数ADD A，#0BH；加上偏移量MOVCA，A+PC；查表取出字形数据MOVSBUF，A；送出显示DL1：JNBT1，DL1；输出完否？CLR T1；完，清中断标志DEC R0；再取下一个数DJNZR7，DL0；循环8次RET；返回SEGTAB：DB3FH，06H，5BH，4FH，66H；0，1，2，3，4DB6DH，7DH，07H，7FH，6FH；5，6，7，8，9图3-1 8位静态显示器接口静态显示的优点是：显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度大，系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时CPU才执行一次显示更新子程序，这样大大节省了CPU的时间，提高CPU的工作效率；其缺点是位数较多时显示口随之增加3。3.2 显示电路在本次设计中，所用到的LED的显示电路如图3-2所示：图3-2 本次设计中所用到的LED显示电路3.3 串行口与并行口本次设计中采用的74LS164是一个移位寄存器，所用到的串、并是：六个74LS164之间是串行接入；74LS164与单片机之间是串行接入；74LS164与LED之间是并行接入；因为74LS164是移位寄存器，所以，要求“串入并出”。3.3.1 串行接口中央处理器CPU和外界的信息交换称为通信。通常有并行和串行两种通信方式，数据的各位同时传送的称为并行通信，数据一位一位串行地顺序传送的称为串行通信。并行通信通过并行接口来实现，例如MCS-51的P1口就是并行接口。P1口作为输出口时，CPU将一个数据写入P1口以后，数据在P1口上并行地同时输出到外部设备。P1口作为输入口时，对P1口执行一次读操作，在P1口上输入的8位数据同时被读出。串行通信通过串行口来实现。MCS-51有一个全双工的异步串行接口可以用于串行数据通信。在并行通信中信息传输线的根数和传送的数据位数相等，通信速度快，适合于近距离通信；全双工的串行通信仅需一根发送线和一根接收线，半双工串行通信用一根线发送或接收，串行通信适合于远距离通信，虽然速度慢，但成本可以在为降底2。串行通信有两种基本方式：异步通信方式和同步通信方式。异步通信方式是按字符传送的，字符的前面有一个起始位（0），后面有一个停止位（1），这是一种起止式的通信方式，字符之间没有固定的间隔长度。这种方式的优点是数据传送的可靠性较高、能及时发现错误，缺点是通信效率比较低。同步通信是按数据块传送的，把传送的字符顺序地连接起来，组成数据块。在数据块前面加上特殊的同步字符，作为数据块的起始符号，在数据块的后面加上校验字符，用于校验通信中的错误。在同步通信中字符之间是没有间隔的，通信效率比较高。特殊功能寄存器SCON存放串行口的控制和状态信息，串行口用定时器T1或T2（8052等）作为波特率发生器（发送接收时钟），特殊功能寄存器PCON的最高位SMOD为串行口波特率的倍特率控制位。MCS-51串行接口具有四种工作方式，它们是由SCON中的SM0，SM1这两位定义的。一、方式0方式0是扩展移位寄存器的工作方式，以串行扩展I/O接口。输出时将发送数据缓冲器中的内容串行地移到外部的移位寄存器，输入时将外部移位寄存器内容移入内部的输入移位寄存器，然后写入内部的接收数据缓冲器。在以方式0工作时，数据由RXD串行地输入/输出，TXD输出移位脉冲，使外部的移位寄存器移位。波特率固定为振荡器频率的十二分之一。方式0输出时，串行口上外接74LS164串行输入并行输出移位寄存器的接口逻辑图如图3.3.1（1）所示。TXD端输出的移位脉冲将RXD端输出的数据移入74LS164。图3-3-1-1 方式0输出时连接移位寄存器CPU对发送数据缓冲器SBUF写入一个数据，就启动串行口从低位开始串行发送，经过8个机器周期，串行口输出数据缓冲器内容移入外部的移位寄存器74LS164,置位TI，串行口停止移位，于是完成一个字节的输出。由此可见，在串行口移位输出过程中，74LS164的输出状态是动态变化的。若fosc=12MHz，则这个时间为8s。另外，串行口是从低位开始串行输出的，所以在图3.3.1（1）中，数据的低位在右高位在左，串行方式0输出时，可以串接多个移位寄存器。3.3.2 并行接口典型的MCS-51单片机有四个双向8位输入/输出口P0 P3口，每一个口都由口锁存器、输入缓冲器/输出驱动器所组成。一、P3口P3口作为多功能口，它的第一功能为准双向口，其特性和P1口相似，第二功能为特殊输入/输出线。其定义见表3.3.2。P3口锁存器Q端接与非门驱动输出场效应管T，该与非门的另一个控制端为第二功能输出线。P3口的引脚状态通过输入缓冲器输入到内部总线和第二功能输入线。表3.3.2 P3口的第二功能定义口引脚第二功能口引脚第二功能P3.0RXD(串行输入线)P3.4TO（定时器T0外部计数脉冲输入线）P3.1TXD（串行输出线）P3.5T1（定时器T1外部计数脉冲输入线）P3.2INT0（外部中断0输入线）P3.6WR（外部数据存贮器写脉冲输出线）P3.3INT1（外部中断1输入线）P3.7RD（外部数据存贮器读脉冲输出线）P3口的每一位可以分别定义为第一功能输入/输出线或第二功能输入/输出线。P3口的某一位作为每一功能输入/输出线时，第二功能输出线总是为高电平，该位引脚输出电平仅取决于口锁存器的状态，为“1”时输出高电平，为“0”时输出低电平。同样，P3口的某一位作为输入线时，该位口锁存器应保持“1”，使输出场效应管T截止，引脚状态由外部输入电平所确定。P3口的某一位作为第二功能输入/输出线时，该位的口锁存器也必须保持“1”，使输出场效应管的状态由第二功能输出确定。一般情况下，P3口部分口线作为第一功能输入/输出线，另一部分线作为第二功能输入/输出线，对于输入或第二功能输入/输出的口线，相应的口锁存器不能写入03。第4章 设计的硬件4.1 电路图的原理本次设计所要求达到的数字钟的相关参数是：1、时钟精度：30秒/天。2、可进行时、分、秒的调整。3、采用六位数字显示。4、具有报时功能。基于上面几点，我还增加了几点：1、使用静态显示。从系统资源上来说：动态显示电路，如果数码管很多的话，静态显示电路占用的单片机的IO口比动态显示电路少，如果要在动态显示电路中减少对单片机IO口资源的占用，那么就得使用相应的集成电路，相应的电路成本就会有所上升。使用静态显示电路占用系统资源比较少，这里指CPU（单片机）占用率比较低。从显示效果上来说：如果使用动态显示技术，那么显示部分同一时刻只有一个数码管在亮，然后要完成一次显示就要每个数码管轮流显示一次，只有当数码管的显示刷新率超过30Hz以后，人眼才会觉察不到数码管是在轮流刷新，也就是说人眼不会觉得数码管在闪。数码管在亮变到不亮需要零点几秒时间，只要在数码管亮度低于人眼能察觉的亮度之前再次显示，人眼就不会察觉到这是第二次显示了。为了使显示效果好一点，使数码管看起来不闪，系统就要不停的调用显示程序，而且调用显示程序的频率不能低于一定值，这样就使系统要分配一定的资源来保证显示部分的运行。如果使用静态显示技术，数码管显示的数据由74LS164锁存。单片机只用在显示的数据有改动以后才要刷新一次显示，然后74LS164会保持最新的显示数据，直到下一次被修改为止。中间不会出现闪动现象。系统不用一直不停的调用显示程序。所以，在本次设计中，运用了六片74LS164来实现静态显示。2、出现闹铃功能。这是软件功能上的增加。硬件设计图见附录（一）。下面，介绍一下硬件的功用以及设计理念。1、用5V的电源，在5V电源之后的C4电解电容的作用是一个小的滤波电容，C5的104是一个去耦电容。2、往下的四个按键：“设置”、“加号”、“移位”、“确定”，一端接电源，一端接地，其中分别有网络标线接到单片机的INT1、P2.2、P2.1、P2.0上面。这个原因是：单片机一开始的引脚就为高电平，当按键为断开状态（即不按下去时），单片要的这四个引脚接到的是高电平；而当按键按下去时，则单片机的引脚接地，就接到了低电平的信号。而外部中断T0是低电平有效，所以，单片机可以运作。本次设计中用一个中断控制，使用这个中断作为键盘程序的入口点，这样一来可以使整个程序变的简单一点，不用在每事做的时候也去查询键盘接口是否有输入。所以就使用了现在的这种方式即只有设置键是接外部中断0。在时钟正常运行的状态下，如果没有切换到设置状态的时候，按其他任何键都是没有用的。只有在切换了设置键以后，系统才会进入设置状态，这个时候所有的按键都激活了，随便按哪个都有响应。在外部中断的中断服务程序中将当前状态标记位改变成设置状态，然后就调用按键查询程序。定时器会自动根据当前的状态显示相应的内容的。总的一句话，设置键是进入设置状态的钥匙，确定键是退出设置状态返回正常时间显示状态的钥匙。3、电源下的有一个蜂鸣器。作用：在准点时报时，报时时的规则是：按准点数报时，一点时响一下，两点是响二下，下午一点时响十三下，以此类推。在这里用到一个S9013的三极管。这个NPN三极管的作用是：可以放大由单片机P1.0出来的电流，用以驱动蜂鸣器，可以减少单片机的负载。4、本次设计用到的是上电复位。在电源下接一个电解电容再接一个电阻后接地。在电阻和电容之间接单片机的RESET脚，这样就实现了上电复位的功能。5、静态显示方面。静态显示的原理图是见图4-1-2图4-1-2 8位静态显示器接口就像以上的原理图，本次设计的原理图也是如此。它用到了单片机的RXD和TXD两个引脚。这是一对串行通信线，分别是发送线和接收线。而后面一个74LS164的最低位接前面一个164的最高位。这样的意思就相当于：第1个片子做完事情后把这个完成的信号传给第2个片子，第2个片子把事情做完后再传给第3个片子以此类推。42 PCB电路板的设计一、设计步骤一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为如下3大步骤。1、设计电路原理图设计电路原理图（SCH）主要是使用Protel 99的原理图设计系统来绘制电路原理图。2、产生网络表网络表是电路原理图与PCB图之间的一座桥梁，它可以从电路原理图或PCB图中获得。3、设计PCBPCB主要是借助Protel 99的PCB设计系统完成电路板的版面设计，PCB制造厂商根据PCB图产生PCB。二、元器件的封装R1AXIAL0.4 R2AXIAL0.4R3AXIAL0.4 R4AXIAL0.4R5AXIAL0.4 R6AXIAL0.4R7AXIAL0.4 R8AXIAL0.4R9AXIAL0.4 R10AXIAL0.4R11AXIAL0.4 R12AXIAL0.4C1RAD0.2 C2RAD0.2C3RB0.12/0.24 C4RB0.12/0.24C5RAD0.2 Y1RAD0.2U1DIP14 U2DIP14U3DIP14 U4DIP14U5DIP14 U6DIP14U7DIP40三、生成的PCB板生成的PCB板，详见附录二6。第5章 硬件的调试本次设计所用到的是5V直流稳压电源。而且本次的实验中所用到的是上电复位，即，当上电时，数码管显示“12：30”的字样，以代表系统的自检。在设计中，出现了以下几个硬件问题，我是用以下的办法来解决掉的。问题1：两个数码管只有一部份亮。解决：用手摸一下上面的74LS164，发现有几个74LS164上面很烫，赶快关电源。然后把所有164取下，放到直接与单片机相连的那个机座上，即U1的位置上。看是否都好的：即数码管是否能都点亮。结果的确是买到次品了。问题2：换好了164以后，仍然数码管乱显。解决：发现是将字型码对调了。正常状态的字型码：共阴 共阳 电路板上000111111 11000000 000000111 00000110 11111001 100111112 01011011 10100100 001001013 01001111 1