基于stc89c52单片机的led显示电子钟设计

基于stc89c52单片机的led显示电子钟设计内容摘要：

址锁存有效信号输出端。 当访问片外程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节，一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的，要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 XTAL1(18)：振荡器反相放大器 的输出端。 通过 XTAL XTAL2 外接晶振后，即可构成自激振荡器，驱动内部时钟发生器向主机提供时钟信号。 AT89C51 原理图 74LS138 介绍 74LS138 工作原理如下： 当一个选通端（ E1）为高电平，另两个选通端（ (/E2))和 /(E3)）为低电平时，可将地址端（ A0、 A A2）的二进制编码在 Y0至 Y7 对应的输出端以低电平译出。 比如： A2A1A0=110 时，则 Y6输出端输出低电平信号。 利用 E E2 和 E3 可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个 作为数据输入端时， 74LS138 还可作数据分配器。 可用在 8086 的译码电路中，扩展内存。 74LS138 引脚图 74LS373 介绍 74LS373 为三态输出的锁存器，共有 54S373 和 74LS373 两种线路结构型 式，其主要电器特性的典型值如下表 (不同厂家具体值有差别 )： 主要电器特性的典型值 声抗扰度被改善 400mV。 引出端符号： D0～ D7 数据输入端； OE 三态允许控制端（低电平有效）； LE 锁存允许端； Q0～ Q7 输出端。 74LS373 逻辑图 74LS373 真值表 芯片 74LS245 74LS245 是我们常用的芯片，用来驱动 led 或者其他的设备，它是 8路同相 三态双向总线收发器，可双向传输数据。 74LS245 还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。 引脚图如图 7所示。 当 51 单片机的 P0 口总线负载达到或超过 P0 最大负载能力时，必须接入74LS245 等总线驱动器。 当片选端 /CE 低电平有效时， DIR=“ 0”，信号由 B 向 A传输；（接收）。 *DIR=“ 1”，信号由 A 向 B 传输；（ 发送）当 /CE 为高电平时， A、 B均为高阻态由于 P2 口始终输出地址的高 8 位，接口时 74LS245 的三态控制端 /1G 和 /2G接地， P2 口与驱动器输入线对应相连。 图 7 74LS245 引脚图 芯片 74LS04 74LS04 是内含 6组相同的反相器。 即 1A 输入高电平， 1Y 输出低电平。 引出端符号： 1A－ 6A 输入端 1Y－ 6Y 输出端 其管脚及封装图如图 图 13 74LS04 引脚图 LED 点 阵显示器 8 乘 8 点阵共由 64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置 1电平，某一列置 0 电平，则相应的二极管就亮；如要将第一个点点亮，则 9 脚接高电平 13脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第 9 脚要接高电平，而（ 1 11 16）这些引脚接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第13脚接低电平，而（ 1 1 5）接高电平，第一列就会点亮。 LED 等效电路图 LED 点阵原理图 4 系统硬件电路设计 晶振电路设计 晶振电路部分由两个值为 30uf 的电容 C C2 和一个 6MHz 的晶振 X1 串联组成。 由它产生的振荡信号可以保证精度高而且稳定并且频率稳定在 6MHz，次方波信号提供给单片机作为一个时钟信号，当定时器需要定时的时候使用。 晶振电路原理图 复位电路设计 复位电路由一个数值为 10uf 的电容和一个按键串联组成，电路中的复位设定为上电与按键均有效的模式，当电路上电时， RST 引脚获得一个高电频，随着 C3 电容不断的在运行 过程中充电，所以导致 RST 引脚的高电频不断地下降。 因为 RST 引脚上的高电频只能维持两个机器周期的时间，所以单片机就可以通过这个复位电路进行复位操作。 在电路运行期间，当按下按键开关的瞬间， RST 上的电频立即变为高电频，以此来实现电路复位。 复位电路原理图 时分调节电路设计 由 AT89C51 的 端口接入按键 S1， 端口接入按键 S2，再将二者并联，分别接入 74LS138的 E2和 E3 端口，以此来实现按键调节时分的设计。 当电路运行时， LED 显示器初始值为 12:00。 每按一次 S1 按键，分针数字就会加 1，当分针数字满 60 再次按下按键 S1，就会回归为 0；每按下按键 S2 时，时针数字就会依次加 1，当时针为 12 时再次按下按键 S2，时针为就会显示为 0。 时分调节电路原理图 按键电路的设计 根据设计要求，系统的按键电路用 4个按键和一个拨码开关就可以进行对时间的调整，按键就采用最简单的点动式按钮，由单片机的 I/O 进行扫描，来实现扫描按键功能。 其中，时间调整按钮与单片机 STC89C51 的 相连，其功能是当按下此键时，开始调整年、月、日、星期、时、分、秒，没按一次就改变一个相应的要改变的位；闹钟调整按钮与 单片机 STC89C52 的 相连，其功能是当按下此键时开始进行闹钟调整，并且每按一次就改变一次要调整的位；加法按钮与单片机 STC89C51 的 连，其功能是每按一次此键就将相应的要改变的位的数值加一；减法按钮与单片机 STC89C51 的 连，其功能是每按下一次此键就将要改变的位的数值减一；近远程选择按钮与 STC89C51 的 相连。 单片机最小系统的设计 AT89C51单片机为 40引脚双列直插芯片 ,有四个 I/O口 P0,P1,P2,P3, MCS51单片机共有 4个 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），每一条 I/O 线都能独立地作输出或输入。 单片机的最小系统如图 8 所示 ,18 引脚和 19引脚接时钟电路 ,XTAL1 接外部晶振和微调电容的一端 ,在片内它是振荡器倒相放大器的输入 ,XTAL2 接外部晶振和微调电容的另一端 ,在片内它是振荡器倒相放大器的输出。 第 9 引脚为复位输入端 ,接上电容 ,电阻及开关后够上电复位电路 ,20 引脚为接地端 ,40 引脚为电源端。 图 15 单片机最小系统 5 系统软件内容 软件流程图 设计中，计时采用定时器 T0 中断完成，其余状态循环调用显 示子程序，当端口开关按下时，转入相应功能程序。 当计时中断开始时， LED 显示器开始接受信号，接受到一个信号时秒数增加1，当秒数累计加到 60 时，则分数为主动进 1，分数位累计加到 60 时，时数位主动增加 1。 秒针、分针、时针只要有一位未接受到信号，那么系统就会自动结束。 其程序执行流程见下图 程序分析 延时函数：控制时间间隔，调整时钟频率 中断请求允许和中断触发方式程序。 编程软件简介 Keil 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows界面。 另外重要的一点 ，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 Keil 的优势。 下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。 Keil工具包的整体结构， uVision与 Ishell 分别是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成开发环境 (IDE），可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。 开发人员可用 IDE 本身或其它编辑器编辑 C 或汇编源文件。 然后分别由C51 及 C51 编译器编译生成目标文件（ .OBJ）。 目标文件可由 LIB51 创建生成库文件，也可以与库文件一起经 L51 连接定位生成绝对目标文件 (.ABS）。 ABS 文件由 OH51 转换成标准的 Hex 文件，以供调试器 dScope51 或 tScope51 使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如 EPROM 中。 Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。 在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 与汇编相比， C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 用过汇编 语言后再使用 C 来开发，体会更加深刻。 6 电路仿真 Proteus软件介绍 PROTEUS 软件 嵌入式系统仿真与开发平台是一款可以实现数字电路、模拟电路、微控制器系统仿真以及 PCB 设计等功能的 EDA 软件。 从元器件的选取到连线，直至电路的调试、分析和软件的编译，都是在计算机中完成，所有的工作先在虚拟环境下进行。 基于这一思想开发的 PROTEUS 软件，可在原理图设计阶段对所设计的电路进行评。