毕业论文基于MCS51 的电子闹钟设计.doc

XXXXXX学院毕业论文（设计）题 目 基于MCS-51 的电子闹钟设计 学 生 XXXXXX 学 号 XXXXXX 专业班级 06对口机电一班 系院名称 工 业 工 程 系 指导教师 XXXXXX 二 九 年 月 日毕业论文任务书 1毕业论文开题报告 3毕业论文工作进度表 4毕业论文工作指导、检查登记表 5正文 1.AT89S51单片机的硬件系统 6 2.电子闹钟的硬件设计12 3.电子闹钟的软件设计15 4.结论205.参考文献21 毕业论文评审表 22毕业设计开题报告姓 名XXXXXX班 级06对口机电1班学 号XXXXXX课题名称基于MCS-51的电子闹钟设计课题综述（选依据及可行性）：电子闹钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟的设计方法有许多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。本课题所使用软件部分使用单片机最小系统的原程序，加入时间对比程序、蜂鸣程序等，使程序可以完成课题设计所需要的闹钟全部功能。实施方案（资料准备、数据获取、实施步骤、保障措施）： 硬件选择 通过对电子闹钟硬件系统的设置,选取适合的硬件设备型号及系统参数,以单片机最小系统为基础,进行硬件电路的设计。软件功能（1）检测按键。当系统检测到某个案件被按下时，转到相应子程序处理，可实现校时、设定闹铃时间的功能。(2) 显示。系统通过调用显示子程序，可将显示缓冲区里的内容通过动态扫描方式输出到数码管显示器。(3) 计时。系统通过中断和软件计数器可产生秒信号。每到1s，系统将会调整时间存储单元的内容，从而实现计时功能。(4)温度测量。系统通过温度感应设备读取环境温度，并显示于数码管显示器。指导教师意见： 签 名： 日 期：XXXXXX学院毕业论文（设计）任务书对口机电一体化 专业 级 年 月 日准 专业负责人： 发放经手人： 1、毕业论文（设计）题目：MCS-51的电子闹钟设计2、学生完成全部任务期限： 年 月 日3、任务要求：（1）进程要求1）提出选题的初步设想。2）搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料，扩充查阅范围。3）分析、筛选已有的信息资料，提出研究设想与计划。4）向指导教师提出开题报告（见附页）。5）构思论文框架，编写论文提纲，撰写论文初稿。6）提请指导老师审阅，并根据老师的指导意见做进一步修订，装订成册。（2）成果要求1）毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准的要求；说明书须规范、详实，应包括：任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文）、附录等。书写认真、清楚，字数不少于8000字。主要包括：前言、摘要、正文内容2）毕业论文应包括：任务书、开题报告、正文（前言、摘要、关键词，正文内容、结语、参考文献）、附录等；书写认真、清楚，字数以15000字左右为宜。4、实验（调研）部分内容要求：（1）实验内容与论文题目一致，数据真实。（2）调研内容详实，调研结论应具备普遍性。5、文献查阅及翻译要求：（1）参考文献应与论文内容相一致。（2）参考文献的格式参考XXXXXX学院毕业论文格式要求。（3）翻译文献应与原文内容一致。6、发出日期： 2009年 月 日指 导 教 师： （签名）学 生： _（签名）XXXXXX学院毕业论文（设计）工作进度表学生姓名 ： XXXXXX 学 号： XXXXXX 专业年级 ： 06对口机电1班 指导教师： 论文（设计）题目：数控机床常见故障的维修与处理及维护序号日期工作安排要求1提出毕业设计或论文选题的初步设想2搜集、整理与毕业设计或论文有关的资料3提交开题报告4完成毕业设计，交指导教师审阅5设计图纸、说明书、毕业论文的修改完善，并提交给指导老师6 XXXXXX学院毕业论文（设计）工作指导、检查登记表学生姓名：XXXXXX 学号： XXXXXX 专业年级：06对口机电班指导教师： 论文（设计）题目：MCS-51的电子闹钟设计 序号日期指导、检查内容学生签名1提出毕业设计或论文选题的初步设想2搜集、整理与毕业设计或论文有关的资料3提交开题报告4完成毕业设计或论文的初稿5设计图纸、说明书、毕业论文的修改完善6毕业设计（论文）答辩注：日期和指导、检查内容由指导教师填写。 MCS-51的电子闹钟设计摘要：首先介绍设计电子闹钟所涉及的主要硬件和特性，然后说明软件设计的思路，程序结构及流程，并在测试软件上进行调试修改，以完成电子闹钟的基本要求，即可随意设定起始时间，有秒显示功能，有12/24时制选择，可设定闹钟，停电时由电池供电等功能。关键词：单片机，电子闹钟硬件，电子闹钟软件设计第1章 AT89S51单片机的硬件系统1.1 AT89S51单片机的特性Atmel公司的AT89S51芯片具有以下特性：(1)指令集和芯片引脚与Intel公司的8051兼容；(2)4KB片内在系统可编程Flash程序存储器；(3)时钟频率为033MHz；(4)128字节片内随机读写存储器（RAM）；(5)32个可编程输入/输出引脚；(6)2个16位定时/计数器；(7)6个中断源，2级优先级；(8)全双工串行通信接口；(9)监视定时器；(10)2个数据指针。1.2 AT89S51 单片机的封装AT89S51单片机2具有多种封装形式，包括PDIP40、PDIP42、PLCC44和TQFP44。最适合学校实验室使用的是PDIP40封装形式，它的外形如图1.1所示。PDIP40封装形式的单片机芯片可以很方便地使用面包板来组成应用电路。1.3 存储空间AT89S51单片机3的程序存储空间和数据存储空间是分离的，每种存储空间的寻址范围都是64KB。上述存储空间在物理上可以被映射到4个区域：片内程序存储器和片外程序存储器，片内数据存储器和片外数据存储器。存储空间的映射图如图1.2所示。当存储空间映射为外部存储器时，包括程序空间和数据空间，AT89S51单片机P0口的8个引脚，从P0.0（AD0）到P0.7（AD7）（引脚从39到32），以时分方式被用作数据总线和地址总线的低8位；P2口的8个引脚，从P2.0（A8）到P2.7（A15）（引脚从21到28），被用作地址总线的高8位。由于对外部程序存储器和外部数据存储器的访问都是通过P0口和P2口实现，为了区分它们，外部程序存储器由引脚（引脚29）的输出信号控制；外部数据存储器的写或读操作分别由引脚P3.6（，引脚16）和引脚P3.7（，引脚17）输出信号控制。图1.1 AT89S51单片机PDIP40封装外形图图1.2 AT89S51单片机的存储器映射图1.3.1 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4。AT89S51单片机内部具有的4KB程序存储器被映射到程序存储空间的0000H0FFFH区间，如图1.2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31）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；当引脚为低电平，外部程序存储器被映射到这部分程序存储空间。高于0FFFH的程序存储空间只能被映射为外部程序存储器。目前Atmel公司生产的8051兼容芯片具有多种容量的内部程序存储器的型号，例如AT89S52单片机具有8KB内部程序存储器；T89C51RD2单片机具有64KB内部程序存储器。鉴于通常可以采用具有足够内部程序存储器容量的单片机芯片，用户在使用中不需要再扩展外部程序存储器，这样在单片机应用电路中引脚（引脚31）可以总是接高电平。1.3.2 数据存储空间如图1.3所示，数据存储空间5也可以被映射为内部数据存储器和外部数据存储器。进入不同的数据存储器是通过不同的指令来实现的，这点与程序存储器不一样。AT89S51的内部数据存储器有256字节，它们被分为两部分：高128字节和低128字节。低128字节的内部数据存储器是真正的RAM区，可以被用来写入或读出数据。这一部分存储容量不是很大，但有很大的作用。它可以进一步被分为3部分，如图1.3所示。图1.3 内部数据存储器在内部数据存储器低128字节中，地址从00H1FH的最低32个字节组成4组工作寄存器，每组有8个工作寄存器。每组中的8个工作寄存器都被命名为从R0到R7。在一个具体时刻，CPU只能使用其中的一组工作寄存器。当前正在使用的工作寄存器组由位于高128字节的程序状态字寄存器（PSW）中第3位（RS0）和第4位（RS1）的数据决定。程序状态字寄存器中的数据可以通过编程来改变，这种功能为保护工作寄存器的内容提供了很大的方便6。如果用户程序中不需要全部使用4组工作寄存器，那么剩下的工作寄存器所对应的内部数据存储器也可以作为通用数据存储器使用。工作寄存器在内部数据存储器中的地址映射如表2.1所示。表1.1 工作寄存器地址映射表0组（RS1=0，RS0=0）1组（RS1=0，RS0=1）2组（RS1=1，RS0=0）3组（RS1=1，RS0=1）地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器00HR008HR010HR018HR001HR109HR111HR119HR102HR20AHR212HR21AHR203HR30BHR313HR31BHR304HR40CHR414HR41CHR405HR50DHR515HR51DHR506HR60EHR616HR61EHR607HR70FHR717HR71FHR7表1.2 字节地址与位地址的关系位 地 址字节地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7F7E7D7C7B7A79782EH77767574737271702DH6F6E6D6C6B6A69682CH67666564636261602BH5F5E5D5C5B5A59582AH575655545352515029H4F4E4D4C4B4A494828H474645444342414027H3F3E3D3C3B3A393826H373635343332313025H2F2E2D2C2B2A292824H272625242322212023H1F1E1D1C1B1A191822H171615141312111021H0F0E0D0C0B0A090820H0706050403020100在工作寄存器区上面，内部数据存储器的地址从20H2FH的16个字节范围内，既可以通过字节寻址的方式进入，也可以通过位寻址的方式进入，位地址范围从00H到7FH。字节地址与位地址的对应关系如表1.2所示。内部数据存储器地址从30H7FH部分仅可以用作通用数据存储器。内部数据存储器的高128字节被称为特殊功能寄存器（SFR）区。特殊功能寄存器被用作CPU和在片外围器件之间的接口，它们之间的联系方框图如图1.4所示。图1.4 特殊功能寄存器（SFR）工作框图表1.3 AT89S51单片机特殊功能存储器地址映射表F8HFFHF0HBF7HE8HEFHE0HACCE7HD8HDFHD0HPSWD7HC8HCFHC0HC7HB8HIPBFHB0HP3B7HA8HIEAFHA0HP2AUXR1WDERSTA7H98HSCONSBUF9FH90HP197H88HTCONTMODTL0TL1TH0TH1AUXR8FH80HP0SPDP0LDP0HDP1LDP1HPCON87HCPU通过向相应的特殊功能存储器写入数据实现控制对应的在片外围器件的工作，从相应的特殊功能存储器读出数据实现读取对应的在片外围器件7的工作结果。在AT89S51单片机中，包括前面提到的程序状态字寄存器（PSW）的特殊功能存储器共有26个，它们离散地分布在80HFFH的内部数据存储器地址空间范围内，如表2.3所示。在表1.3中，对于没有定义的存储单元用户不能使用。如果向这些存储单元写入数据将产生不确定的效果，从它们读取数据将得到一个随机数。对于字节地址低位为8H或者FH的特殊功能存储器，既可以进行字节操作，也可以进行位操作。例如前面提到的用来确定当前工作寄存器组的程序状态字寄存器（PSW），它的地址为D0H，因此对它可以进行字节操作，也可以进行位操作。采用位操作可以直接控制程序状态字寄存器中的第3位（RS0）或第4位（RS1）数据而不影响其他位的数据。低位地址不为8H或FH的特殊功能存储器只可以进行字节操作，当需要修改这些特殊功能存储器中的某些位时，对其他的位应注意保护。片外数据存储空间8可以被映射为数据存储器、扩展的输入/输出接口、模拟/数字转换器和数字/模拟转换器等。这些外围器件统一编址。所有外围器件的地址都占用数据存储空间的地址资源，因此CPU与片外外围器件进行数据交换时可以使用与访问外部数据存储器相同的指令。CPU通过向相应的外部数据存储器地址单元写入数据实现控制对应的片外外围器件的工作，从相应的外部数据存储器地址单元读出数据实现读取对应的片外外围器件的工作结果。1.4 单片机最小应用系统电路单片机的最小应用系统电路指的是它可以正常工作的最简单电路组成。AT89S51单片机的最小应用系统电路如图1.5所示，该系统中包含4个电路部分。1.4.1供电电路引脚VCC（引脚40）接+5V电源，引脚GND（引脚20）接地线。为提高电路的抗干扰能力，一个0.1F（器件标注为104）的瓷片电容和一个10F的电解电容通常被接在引脚VCC和接地线之间。1.4.2程序存储器选择电路如前所述，Atmel公司生产的8051兼容芯片具有多种容量的内部程序存储器的型号，因此在使用中不需要再扩展外部程序存储器，这样在单片机应用电路中引脚（引脚31）可以总是接高电平。图1.5 AT89S51单片机最小应用系统电路1.4.3时钟电路AT89S51芯片的时钟频率可以在033MHz范围。单片机内部有一个可以构成振荡器的放大电路。在这个放大电路的对外引脚XTAL2（引脚18）和XTAL1（引脚19）接上晶体和电容就可以构成单片机的时钟电路。图1.5所示的时钟电路由晶体CRY和电容C2与C3组成。单片机的时钟频率取决于晶体CRY的频率，如果采用面包板来组装单片机应用电路，晶体CRY的推荐值为12MHz以下，电容C2与C3的取值范围为30pF50pF。时钟电路采用晶体的目的是提高时钟频率的稳定性。1.4.4复位电路对于AT89S51芯片，如果引脚RST（引脚9）保持24个时钟周期的高电平，单片机就可以完成复位。通常为了保证应用系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。只要引脚RST保持高电平，单片机就循环复位。当引脚RST从高电平变为低电平时，单片机退出复位状态，从程序空间的0000H地址开始执行用户程序。图2.5所示复位电路由C1和R1组成。当系统加电时，由于C1两端的电压不能突变，因此引脚RST为高电平，单片机进入复位状态。随着C1充电，它两端的电压上升，使得引脚RST上电压下降，最终使单片机退出复位状态。合理地选择C1和R1的取值，系统就能可靠地复位。C1的推荐值是10F，R1的推荐值是10k。完成复位后，单片机不仅从程序空间的0000H地址开始执行用户程序，而且还影响一些特殊功能存储器的初始状态。相应的特殊功能存储器的复位值如表2.4所示。DPTR称为数据指针，它由两个特殊功能寄存器DP0H和DP0L组成。表1.4 特殊功能存储器的复位值特殊功能寄存器复 位 值特殊功能寄存器复 位 值PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIPXXX0 0000BSBUFXXXX XXXXBIE0XX0 0000BPCON0XXX 0000B注：PC称为程序指针，它被用来存储下一条要执行的指令地址，PC的位置并不在特殊功能存储器区域。第2章 电子闹钟的硬件设计2.1系统要求本课题设计的电子闹钟系统要求为：(1) 能随意设定走时起始时间；(2) 能设定闹铃时间；(3) 能指示秒节奏，即秒指示；(4) 12小时/24小时两种制式可选；(5) 采用交直流供电电源；(7) 具有走时误差修正能力；(7) 具有温度显示的功能；(8) 停电时单片机由电池供电，计时不会停止。2.2 系统组成该数字闹钟包括以下几个组成部分：(1) 显示屏：由6个七段数码管组成，用于显示当前时间(时 分 秒)或设置的闹钟时间；(2) KEY键：用于输入新的时间或新的闹钟时间时，对每位输入数字的确认；(3) TIME(时间)键：用于确定新的时间设置； (4)闹钟键：用于确定新的闹钟时间设置，或显示已设置的闹钟时间；(5) 扬声器：在当前时钟时间与闹钟时间相同时，发出蜂鸣声。2.3系统设计2.3.1控制器控制器是电子闹钟设计的核心部分，按设计要求产生相应的控制逻辑，以控制其他各部分的工作。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。控制器主要功能如下：从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作；指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。2.3.2计数器计数器ALARM-COUNTER实际上是一个异步复位、异步置位的累加器。在中央处理器 CPU 中，累加器 (ACCUMULATOR) 是一种暂存器，用来储存计算所产生的中间结果。没有像累加器这样的暂存器，那么在每次计算 (加法，乘法，移位等等) 后就必须要把结果写回到内存，也许然后再读回来。然而存取主内存的速度是比从数学逻辑单元(ALU) 到有直接路径的累加器存取更慢。计数器的作用是：通常情况下进行时钟累加计数，必要时可以置入新的时钟值，然后从该值开始新的计数。2.3.3寄存器寄存器ALARM-REG用于保存用户设置的闹钟时间，是一个异步复位寄存器。寄存器是中央处理器内的组成部份，是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。2.3.4分频器分频器DIVIDER将高速的外部时钟频率分频成每一分钟一次的时钟频率，以便进行时钟计数。由于石英晶体振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要用分频电路。例如，振荡器输出4MHZ信号，通过D触发器（74LS74）进行4分频变成1MHZ，然后送到10分频计数器（74LS90，该计数器可以用8421码制，也可以用5421码制），经过6次10分频而获得1HZ方波信号作为秒脉冲信号。2.3.5显示电路显示器DRIVER根据需要显示当前时间、用户设置的闹钟时间或用户通过键盘输入的新时间，同时判断当前时间是否已到了闹钟时间，实际上是一个多路选择比较器。多路选择器是数据选择器的别称。在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器，也称多路选择器或多路开关。2.3.6输入电路键盘缓冲器KEY-BUFFER是一个移位寄存器，暂存用户键入的数字，并且实现用户键入数字在显示器上从右到左是依次显示。寄存器的用途：(1)可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算。(2)存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置，即寻址。(3)可以用来读写数据到电脑的周边设备。AT89S51有8个8位数据寄存器，这些8位寄存器可分别组成16位寄存器： AH&ALAX：累加寄存器，常用于运算； BH&BLBX：基址寄存器，常用于地址索引； CH&CLCX：计数寄存器，常用于计数； DH&DLDX：数据寄存器，常用于数据传递。为了运用所有的内存空间，8086设定了四个段寄存器，专门用来保存段地址：CS（CODE SEGMENT）：代码段寄存器；DS（DATA SEGMENT）：数据段寄存器；SS（STACK SEGMENT）：堆栈段寄存器；ES（EXTRA SEGMENT）：附加段寄存器。当一个程序要执行时，就要决定程序代码、数据和堆栈各要用到内存的哪些位置，通过设定段寄存器 CS，DS，SS 来指向这些起始位置。通常是将DS固定，而根据需要修改CS。所以，程序可以在可寻址空间小于64K的情况下被写成任意大小。所以，程序和其数据组合起来的大小，限制在DS 所指的64K内，这就是COM文件不得大于64K的原因。2.3.7计时器在计时过程中，系统利用89S51自身的计时器T0作为时钟基准，计时器中断的准确度直接关系到整个系统的精度，因此获取精确的定时时钟信号成为该系统的关键。AT89S51单片机内有2个可编程的16位定时器计数器，并工作在方式l下，晶振频率为12MHz。2.3.8 振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中。它还具有压电效应：在晶体某一方向加一电场，晶体就会产生机械变形；反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。在这里，我们在晶体某一方向加一电场，从而在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而使机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时，才达到最后稳定，这种压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。2.3.9 整体系统电子闹钟的系统硬件电路如图3.1所示，由控制器、记数器、寄存器、分频器、记时器、振荡器、显示电路及输入电路组成。2.4 硬件选择单片机选用AT89S51型，它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读储存的低电压、高性能CMOS8位微处理器，该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT8951是一种高效微控制器，为很多嵌入控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。整体系统选用 AT89S51单片机，时钟芯片DS1302，数码管显示驱动芯片MAX7219。共阴极数码管8个，4511七段译码芯片1片， 24M晶振1个。图2.1 系统硬件电路图第3章 电子闹钟的软件设计AT89S5l内部定时/计数器T0和Tl设置为定时器模式l工作方式。作为电子时钟及电子秒表的计时基准。定时器T0产生10 ms的中断信号，每经过1t30次中断，时钟秒位加一，秒位经60次加一后向时位进位，当时问为23时59分59秒时，秒位再加一后变为00时00分00秒当按键切换为电子秒表功能时，T0每产生一次中断，十毫秒单元加一，十毫秒单元经过l0次加一后，百毫秒单元加一。依次进位可实现最长为9小时59分59秒990毫秒的秒表计时，可达到分辩10 ms的计时精度。利用K1K4按键可对时钟进行对时当首次按下K1按键时，显示数码管第一位闪烁，继续按键时，下一位闪烁。当某一位闪烁时，按下K2按键可使闪烁位加一。在正常时钟显示方式下按下K2键时，转为年、月、日显示。按下K3键，可进入秒表状态，按下K4键可显示闹钟定时时间。软件设计分为主程序、定时器T0和定时器T1中断服务程序及相应的子程序。3.1 子程序及其功能简介(1) 比较程序每当秒存储单元的内容为0时，系统通过调用比较子程序可判断当前时间是否符合闹铃条件，若符合，则调用发音子程序使蜂鸣器发出闹铃声音。(2) 检测按键程序当系统检测到某个案件被按下时，转到相应子程序处理，可实现校时、设定闹铃时间的功能(3) 显示程序系统通过调用显示子程序，可将显示缓冲区里的内容通过动态扫描方式输出到数码管显示器。(4) 时间设置程序系统通过按键检测，更改显示数值，从而实现对当前时间修改的功能3.2 程序设计子程序设计框图3.1所示，具体程序见附录1图3.1 比较程序框图3.3 调试软件及其环境单片机本身不具备自主开发能力，即使在单片机应用系统的设计完成以后用户也不能直接对程序进行修改。单片机应用系统的开发必须借助一套开发工具和软件环境才能进行。本节介绍一种单片机模拟调试软件的使用。模拟调试软件不仅可以在程序下载到单片机芯片之前验证它的正确性，而且模拟调试软件也可以用来辅助学习单片机的基本知识。图3.2 中断程序框图3.3.1 Keil单片机模拟仿真调试软件的安装和启动Keil单片机模拟调试软件是目前获得广泛应用的一种开发MCS51系列兼容单片机的软件。该软件可以从Keil公司中国代理处购买，也可以从Keil公司的网站（http：/www. ）上下载它的免费评估（Eval）版本。下载获得的Keil单片机模拟调试软件是一个压缩包，解压后执行其中的Setup.exe程序就可以安装这个软件。软件的安装过程与一般的Windows应用软件类似，只要按照安装提示操作即可，这里不作详细介绍，仅需要注意的是，安装方式要选择Eval Vision安装。图3.3 时间设置程序框图Keil单片机模拟调试软件安装完成以后，计算机桌面上将产生一个标注有“Keil Vision2”的图标，双击这个图标就可以进入Keil单片机模拟调试软件的集成开发环境。集成开发环境的界面如图3.1所示，初次进入的集成开发环境界面中只包括空的工程管理窗口和输出窗口。图3.1 Keil单片机模拟调试软件的集成开发环境3.3.2 工程的建立Keil单片机模拟调试软件对MCS51单片机应用系统的软件开发过程采用工程（Project）管理。工程保存着程序编辑的信息和程序调试的环境。在开始编写程序之前首先应该建立一个工程。新建一个工程之前通常还需要建立一个文件夹，后面产生的工程文件和源程序文件等都将存储在这个文件夹之中。在如图3.2所示的集成开发环境的窗口中选择Project New Project命令将打开建立新工程的对话框，如图3.2所示。图3.2 建立新工程的对话框在“保存在”下拉列表框中选择新建工程将要存储的文件夹名，在 “文件名”文本框中输入工程的名称，注意对于工程不要添加扩展名，单击“保存”按钮即可完成一个工程的创建。单击“保存”按钮在完成一个工程创建的同时也打开了单片机芯片型号选择对话框。如图5.3所示的对话框已经完成了芯片型号的选择。图3.3 单片机芯片型号选择对话框Keil单片机模拟调试软件支持许多公司生产的MCS51单片机兼容产品。如前所述，本书应用电路中采用Atmel公司的AT89S51芯片，下面以这款芯片为例介绍如何实现选择。在图5.3所示的对话框中的Data base列表框中首先选择生产芯片的公司名称Atmel，双击这个公司名称即可打开Atmel公司目前生产的所有芯片型号。接着在列出的产品清单中选择将使用的AT89S51芯片，如图5.3所示。最后单击“确定”按钮即可完成芯片的选择。完成芯片的选择后又回到如图5.3所示的集成开发环境的窗口，但是这时该窗口中的工程管理窗口不再是空白，在它的文件选项卡中出现目录列表Target 1和它的子目录Source Group 1。集成开发环境中的菜单Project内还包含Open Project和Close Project等选项。Open Project选项用来以后再次进入已经建立的工程，选择ProjectOpen Project命令将打开选择工程的对话框，该对话框与图3.3类似。在 “查找范围”下拉列表框中选择欲打开的工程所在的文件夹，列表框中将出现该文件夹中的所有工程，选择将要打开的工程，单击“打开”按钮即可打开一个工程。选择ProjectClose Project命令将关闭当前的工程。4.3.3 源文件的输入Keil单片机模拟调试软件内集成了一个文本编辑器，用该文本编辑器可以编辑源程序。在如图5.4所示的集成开发环境中选择File New命令、单击新建工具按钮或者按快捷键Ctrl+N将打开一个新的文本编辑窗口，如图5.4所示。在图5.4中已经完成了汇编语言源文件的输入，并且完成了源程序向当前工程的添加。图3.4 Keil单片机模拟调试软件的集成开发环境完成汇编语言源文件的输入后，在集成开发环境中选择FileSave As命令可以完成文件的第一次存储。注意，汇编语言源文件的扩展名应该是ASM，它应该与工程文件存储在同一文件夹内。在完成文件的第一次存储后，当对汇编语言源文件又进行了修改，再次存储文件时则应该选择FileSave命令、单击保存工具按钮或者按快捷键Ctrl+S实现文件的保存。接着需要把汇编语言源文件加入工程之中。选择图5.4中的工程管理器窗口的子目录Source Group 1，再单击鼠标右键打开快捷菜单。在快捷菜单中选择Add File to Group “Source Group 1”，加入文件对话框被打开。在这个对话框的“查找范围”下拉列表框中选择存储汇编语言源文件的文件夹，在“文件类型”下拉列表框中选择Asm Source file（*.a*；*.src），这时存储的汇编语言源文件将显示出来。双击要加入的文件名，或者选择要加入的文件名再单击Add按钮即可完成把汇编语言源文件加入工程。文件加入以后，加入文件对话框并不消失，更多的文件也可以利用它加入工程。如果不需要加入其他文件，单击Close按钮可以关闭加入文件对话框。这时工程管理窗口的文件选项卡中子目录Source Group 1下出现一个汇编语言源文件，如图3.4所示。需要注意的是，当把汇编语言源文件加入工程但还没有关闭加入文件对话框时，有可能被误认为文件没有成功地加入工程而再次进行加入操作，系统将显示所需的文件已经加入的提示。在这种情况下，单击提示框中的“确定”按钮，再单击Close按钮可以关闭加入文件对话框。结 论本文首先介绍了课题的研究意义，并说明本课题的主要工作。介绍并通过对MSC-51系列产品性能及价格对比，确定了电子闹钟的核心芯片为AT89S51型号。本课题以单片机最小系统为基础，进行电子闹钟的硬件电路设计，添加如温度检测设备等，并根据需要适当改换部分元件的型号：AT89S51工作于工作方式1，时钟芯片型号为DS1302，数码管显示驱动芯片为MAX7219，七段译码芯片型号为4511，晶振选择24M 晶振，以达到设计所需。软件设计方面，程序由以下子程序构成：实现子程序的中断程序、实现闹钟定时功能的时间比较程序、实现设定闹钟时间的时间设置程序、实现记时功能的秒记时程序、实现修改显示时间的时间调整程序、实现显示功能的显示程序及清零程序；基本模块参考单片机最小系统应用程序。通过Keil软件对本文所设计的电子闹钟硬件及软件进行仿真操作，显示该系统设计是比较成功的。可以完成预先设定的所有功能。由于时间