1、 1 1 引言引言 著名数学家华罗庚说过：时间是由分秒积成的，善于利用零星时间的人，才会做出更大 的成绩来。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。 忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情， 一时的耽误可能酿成大祸。 单片机模块中最常见的是数字钟，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，具有更更长的使用寿命，因此广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成 为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用, 使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产
2、生活带来了极大的方便，而 且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控 制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启 用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非 常现实的意义。 2 单片机的基本组成与特点单片机的基本组成与特点 单片机也称单片微型计算机，在结构上它采用大规模集成电路技术把微处理器（CPU） 和随机存取数据存储器（RAM） 、只读程序存储器（ROM） 、输入输出电路（I/O 口）以及定 时计数器、串行通信口（SCI） 、时钟电路、脉宽调制电路（PWM） 、模拟多路转换器及
3、 A/D 转换器等电路集成到单独的一块芯片上，构成一个最小的完善的计算机系统。这些电路能在 软件的控制下单独、准确、迅速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。 21 单片机的基本组成单片机的基本组成 单片机是通过内部总线把计算机的各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总线、数 据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU 通过它们将 地址输出到存储器或 I/O 接口；/数据总线的作用是在 CPU 与存储器或 I/O 接口之间，或存储 器与外设之间交换数据；控制总线包括 CPU 发出的控制信号线和外部送入 CPU 的应答信号 线等。 22 单片机的特点单片机的特点 1
4、 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。 2 2 高集成度，体积小，可靠性强单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很 高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工 业噪音性能优于一般通用的 CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在 ROM 中不易破坏， 许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高 3 控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转 移能力，I/O
5、 口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。 4 低电压，低功耗，便于生产。现在新型单片机的功耗越来越小，供电电压从 5V 降低到 了 3.2V，甚至 1V，工作电流从 mA 降到 A 级，gz2 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。 5 易扩展。单片机片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的 三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。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。 6 优异的性价
6、比。 单片机的性能极高。 为了提高速度和运行效率， 单片机已开始使用 RISC 流水线和 DSP 等技术。单片机的寻址能力也已突破 64KB 的限制，有的已可达到 1MB 和 16MB，片内的 ROM 容量可达 62MB，RAM 容量则可达 2MB。由于单片机的广泛使用，因 而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。 7 具有 C 语言开发环境，友好的人机互动环境。大多数单片机都提供基于 C 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。 23 单片机的分类单片机的分类 单片机作为计算机发展的一个重要领域，应用一个较科学的分类方法。根据目前发展情 况，从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。 2.3.1 通用型/专用型 这是按单片机适用范围来区分的。例如，80C51 是通用型单片机，它不是为某种专用途 设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温 计的要求，在片内集成 ADC 接口等功能的温度测量控制电路。 2.3.2 总线型
