模块特性简介
第二章 模块特性简介
2.1 AT89C2051单片机
AT89C2051单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。
AT89C2051是一个有20个引脚的芯片，引脚配置如图2-1所示。与8051相比，AT89C2051减少了两个对外端口（即P0、P2口），使它最大可能地减少了对外引脚下，因而芯片尺寸有所减小。
图2-1 AT89C2051引脚配置
AT89C2051芯片的20个引脚功能为： VCC 电源电压。 GND 接地。
RST 复位输入。当RST变为高电平并保持2个机器周期时，所有I/O引脚复位至“1”。
XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。
P1口 8位双向I/O口。引脚P1.2～P1.7提供内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平时，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入（AIN0）和反向输入（AIN1），P1口输出缓冲器能接收20mA电流，并能直接驱动LED显示器；P1口引脚写入“1” 后，可用作输入。在闪速编程与编程校验期间，P1口也可接收编码数据。
P3口 引脚P3.0～P3.5与P3.7为7个带内部上拉的双向I/0引脚。P3.6在内部已与片内比较器输出相连，不能作为通用I/O引脚访问。P3口的输出缓冲器能接收20mA的灌电流；P3口写入“1”后，内部上拉，可用输入。P3口也可用作特殊功能口，其功能见表1。P3口同时也可为闪速存储器编程和编程校验接收控制信号。
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2.2 LED简介
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
2.2.1 LED优势
资料显示，LED光源比白炽灯节电87%、比荧光灯节电50%，而寿命比白炽
灯长20~30倍、比荧光灯长10
倍。LED光源因具有节能、环保、长寿命、安全、响应快、体积小、色彩丰富、可控等系列独特优点，
被认为是节电降能耗的最佳实现途径。
2.2.2 LED显示屏
LED显示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
2.3系统总体方案介绍
电脑钟的原理框图如图1所示。它由以下几个部件组成：单片机89C2051、电源、时分显示部件。
时分显示采用动态扫描，以降低对单片机端口数的要求，同时也降低系统的功耗。时分显示模块以及显示驱动都通过89C2051的I/O口控制。
电源部分：电源部分有二部分组成。一部分是由220V的市电通过变压、整流稳压来得到+5V电压，维持系统的正常工作。
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图2 电子钟系统原理框图
P17P10P11P12P13P14P15R11kR21KR31KR41KR51KR61KR71KR781K+5VR15R8200200R9200R10200R11200R12200R13200P16R14200PP10PP11PP10PP12PP13PP14PP15PP16PP17PP17PP11PP12PP13PP14PP15COMCOM7S37S3HGFEDCBAP17P16P12P11P10P15P14P13P10AP11BP12CP13DP14EP15FP16GHC1522pU1X1CRYSTAL4XTAL1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.71213141516171819PP10PP11PP12PP13PP14PP15PP16PP17C2C3+5V22u22pP10AP11BP12CP13DP14EP15FP16GHP10AP11BP12CP13DP14EP15FP16GP17HXTAL21MSHI6MGE78911RSTP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.7AT89C2051S1HSHI7S2MSHICOM7S4R1611kP3.0/RXDP3.1/TXD23HSHIHGEQ1R172002N5401BUZ1BUZZER图3电子钟基本部分参考电路原理图 MGEHGES17S27S4COMPP16硬件电路设计
第三章 硬件电路设计
3.2 Proteus 电路图设计
运行Proteus的ISIS 后出现程序主窗口界面，鼠标左键单击窗口左侧的元器件工具栏的component.按钮, 接着再点击窗口左侧的元器件选择区的Pick Divices.按钮，弹出如图1所示的Pick Devices窗口，再在Categ栏里点击MicroprocessorICs项后，在Results栏里会出现各种类型的CPU器件，找到 AT89C51后双击，AT89C51就被添加到当前窗口左侧的元器件列表区了。
用同样的方法依次把 DS130、MAX7219、数码管、晶振以及多个电阻、电容也添加到器件列表区里。
然后再依次点击列表区里的器件，单击左键把他们放到绘图区，右键选中元件，并编辑其属性，合理布局后，进行连线。连线时当鼠标的指针靠近一个对象的引脚时，跟着鼠标的指针r ICs就会出现一个“×”提示符号，点击鼠标左键即可画线了，需要拐弯时点击一下即可，在终点再点击确认一下就画出了一段导线，所有导线画完后，点击工具栏的 Inter-sheeTerminal.按钮，添加上电源和接地符号，原理图的绘制就完成了。
图4 Proteus中设计的电子时钟系统原理图
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第四章 系统软件设计
4.1软件的结构
4.2概述
本系统的软件系统主要可分为主程序和定时器中断程序两大模块。在程序过程中，加入了抗干扰措施。下面对部分模块作介绍。
4.2.1主程序
主程序的功能是完成系统的初始化，程序流程如图4所示。
4.2.2中断服务程序
中断程序(如图6所示)完成时间计数，时间调整，误差消除等功能。中
断采用AT89C2051内部T0中断实现，定时时间为125ms，当时间到达125ms×8,即1分钟时，分计数缓冲器MINBUFFER增加1，到达1小时，则时计数缓冲器HOURBUFFER增加1，并将分、时的个位、十位放入显示缓冲器。当分计数缓冲器和时计数缓冲器分别到达60min、24h时，则对它们清零，以便从新计数。在中断设计中，还通过软件实现了累计误差消除功能，使整个系统时间的精确度得到保证。
图5 系统主程序流程图