为单片机对其内部的存储器有很丰富的操作指令,从而使得用户在设计程序时非常方便。地址为的个单元是组通用工作寄存器区,每个区含个位寄存器,编号为。用户可以通过指令改变中的,这二位来切换当前的工作寄存器区,这种功能给软件设计带来极大的方便,特别是在中断嵌套时,为实现工作寄存器现场内容保护提供了极大的方便。特殊功能寄存器特殊功能寄存器反映了单片机的状态,实际上是单片机各功能部件的状态及控制寄存器综合的,实际的反应了整个单片机基本系统内部的工作状态及工作方式实质上是些具有特殊功能的片内单元,字节地址范围为特殊功能寄存器的总数为个,离散的分布在该区域中,其中有些还可以进行位寻址个字节的块中仅有个字节是由定义的对于尚未定义的字节地址单元,用户不能作寄存器使用,若访问没有定义的单元,则将得到个不确定的随机数并行口单片机共有个双向的位并行端口，分别记作，共有根口线，各口的每位均由锁存器输出驱动器和输入缓冲器所组成。实际上已被归入特殊功能寄存器之列。这四个口除了按字节寻址以外，还可以按位寻址。由于它们在结构上有些差异，故各口的性质和功能有些差异。口是双向位三态口，此口为地址总线低位及数据总线分时复用口，可驱动个型负载。口是位准双向口，可驱动个型负载。口是位准双向口，与地址总线高位复用，可驱动个型负载。口是位准双向口，是双功能复用口，可驱动个型负载。口口口各口线片内均有固定的上拉电阻，当这个准双向口做输入口使用时，要向该口先写，另外准双向口无高阻的浮空状态，故称为双向三态口。时钟电路与时序时钟电路用于产生单片机工作时所必需的时钟信号。单片机本身就是个复杂的同步时序电路，为保证同步工作方式的实现，单片机应在唯的时钟信号控制下，严格地按时序执行进行工作，而时序所研究的是指令执行中各个信号的关系。在执行指令时，首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生系列控制信号去完成指令所规定的操作。发出的时序信号有两类，类用于片内对各个功能部件的控制，这列信号很多。另类用于片外存储器或端口的控制，这部分时序对于分析设计硬件接口电路至关重要。这也是单片机应用系统设计者普遍关心的问题。单片机的应用领域单片机应用领域可以归纳为以下几个方面。智能仪表用单片机系统取代老式的测量控制仪表，实现从模拟仪表向数字化智能化仪表的转化，如各种温度仪表压力仪表流量仪表电能计量仪表等。测控系统用单片机取代原有的复杂的模拟数字电路，完成各种工业控制数据采集系统等工作。电能变换应用单片机设计变频调速控制电路。通信用单片机开发通信模块通信器材等。机电产品应用单片机检测控制传统的机械产品，使传统的机械产品结构简化，控制智能化，提高了机电产品的可靠性，增强了产品的功能。智能接口在数据传输中，用单片机实现外部设备与微机通信。本章小结本章介绍了单片机的些基本硬件结构。单片机是微计算机的个分支，在原理和结构上，单片机与微型机之间没有根本性的差别，而且微计算机的许多技术都被单片机继承下来。单片机的基本结构依然是加上外围芯片的传统结构模式，但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。第章电路的硬件设计复位电路单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚通过个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。上电复位上电复位电路是种简单的复位电路，只要在复位引脚接个电容到，接个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到复位引脚个短暂的高电平信号，这个复位信号随着对电容的充电过程而回落，所以引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。电路图如下上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要的上升时间不超过，就可以实现自动上电复位。时钟电路时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的拍拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接于电路中有四个按键，还另外设计了防抖动程序来防止干扰。软件流程图软件程序整个流程图如下定时程序设计单片机的定时功能也是通过计数器的计数来实现的，此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生个计数脉冲，也就是每经过个机器周期的时间，计数器加。如果采用的晶体，则计数频率为，即每过的时间计数器加。这样可以根据计数值计算出定时时间，也可以根据定时时间的要求计算出计数器的初值。单片机的定时器计数器具有种工作方式，其控制字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对特殊功能寄存器的编程，可以方便的选择定时器计数器两种工作模式和种工作方式。开始初始化是否按时间表切换键切换时间表查询功能移位键调整时间是否与时间表时间匹配调用打铃子程序是否是否定时器计数器工作在方式时，为位的计数器，由的低位和的高位所构成。低位溢出则向进位，计数溢出则置位中的溢出标志位当定时器计数器工作于方式，为位的计数器。本设计师单片机多功能定时器，所以内部的定时器计数器被选定为定时器工作模式，计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生个脉冲使计数器增。实时时钟实现的基本方法时钟的最小计时单位是秒，但使用定时器的方式，最大的定时时间也只能达到。我们可把定时器的定时时间定为。这样，计数溢出次即可得到时钟的最小计时单位秒。而计数次可以用软件实现。秒计时是采用中断方式进行溢出次数的累积，计满次，即得到秒计时。从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。要求每满秒，则秒单元中的内容加秒单元满，则分单元中的内容加分单元满，则时单元中的内容加时单元满，则将时分秒的内容全部清零。实时时钟程序设计步骤选择工作方式，计算初值采用中断方式进行溢出次数累计从秒分时的计时是通过累加和数值比较实现的时钟显示缓冲区时钟时间在方位数码管上进行显示，为此在内部中要设置显示缓冲区，共个地址单元。显示缓冲区从左到右依次存放时分秒数值主程序主要进行定时器计数器的初始化编程，然后反复调用显示子程序的方法等待中断的到来。中断服务程序进行计时操作加子程序用于完成对时分秒的加操作，中断服务程序在秒分时加时共有三种条调用加子程序，包括三项内容合字加并进行十进制调整分字。程序说明在整个系统中，在单片机的和中存储当前时间的小时分钟和秒。由于要用数码管显示当前的时间，必须用到分字和合字，因此在和中存储当前时间的时十位时个位分十位分个位秒十位和秒个位，方便显示。本设计有由四个轻触按键组成的小键盘，这些按键可以任意改变当前的状态。按功能移位键次，表示当前要校对小时的十位按第二次，表示当前校对的是小时的个位按第三次，则表示校对的是分钟的十位第四次，表示的校对的是分钟的个位。按下数字键和数字键可在当前校对的数字上相应加上或者减去。本设计采用查表方式，在程序里预先存储两个表格，即日常作息时间表和考试时间表，可以通过手动按键来选择所要执行的时间表。并且用红绿发光二极管来区别当前所执行的时间表。系统开机后，按功能移位键就可以调整当前的时间，整个系统操作简单，功能明确。显示数据时，先把要显示的数据送到数据缓冲区中，再从中显示。串行口缓冲寄存器器是可直接寻址的专用寄存器。在物理上，它对应着两个寄存器，个发送寄存器，个接收寄存器。写，就是修改发送寄存器读，就是读接收寄存器。接收器是双缓冲的，以避免在接收下帧数据之前，未能及时响应接收器的中断，没有把上帧数据读走，而产生两帧数据重叠的问题。对于发送器，为了保持最大的传输速率，般不需要双缓冲，因为发送时是主动的，不会产生写重叠的问题。本章小结这章介绍了本设计的软件设计，所有的功能在流程图里清晰的表现了出来，体现了设计的合理性可实现性。第章结论与展望结论单片机多功能定时系统理论上能很好的达到了学校教学要求，发挥了单片机在智能化方面的应用。该系统的设计很好的满足当前学校教学的需要，是个理想的智能化的设计。它具有个走时精确的实时钟，可以任意设置时间，可以控制时间表的转换，时钟的显示功能等。可以通过按键操作和数字显示。该系统规模小，但是功能较多，操作简单，造价低，应用非常广泛。该系统的设计为向家庭数字化方向发展又前进了步。同时又扩大了单片机的应用领域。单片机的发展趋势自单片机出现至今，单片机技术已走过了几十年的发展路程。纵观几十年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，拉动广泛的应用领域，表现出比微处理器更具个性的发展趋势采用先进结构以实现高性能在过去的段时间内，单片机的指令运行速度直在以下，这对于应用在工业控制领域内的单片机来说是足够了，但当单片机被应用在通讯及领域作为高速运算编码或解码时，就会出现因指令运行速度不够而限制单片机应用的情形，因此提高单片机指令运行速度已经成为迫切需要解决的问题。进步降低功耗基于的飞利浦低功率低系统成本微控制器系列是业界推动单片机向低功耗方向发展的主导单片机系列之。系列单片机采用以下三种方法降低功耗使系统进入空闲模式，在空闲模式下，只有外围器件在工作，任意的复位及中断均可结束空闲模式使系统进入低功耗模式，在低功耗模式下，振荡器停止工作，是功耗降到最小使系统进入低电压操作包含了模拟电路，当高于时，可通过软件使这些模拟电路掉电以降低功耗，在上电情况下可使系统退出该模式。采用随着半导体工艺技术的不断进步，的版本逐渐替代了原有的版本。具有以下优点与多次可编程的窗口式相比，的成本要低得多在系统编程能力以及产品生产方面提供了灵活性，因为可在编程后面再次以新代码重新编程可减少已编程器件的报废和库存有助于生产厂商缩短设计周期，使终端用户产品和更具有竞争力。集成更多功能及兼容性目前单片机的另个发展趋势是在芯片上集成更多的功能。如模拟功能，包括模拟比较器和转换器等。具体表现在兼容性作为设计的第考虑额外的新的特点是透明的使用同种编程器使器件快速提升及标准化成为可能。强抗干扰能力不断加强抗干扰能力是单片机进步发展的必然趋势。公司推出的系列单片机在这方面是佼佼者