单片机电子时钟设计.docx

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单片机电子时钟设计

基于单片机的电子钟的设计报告

1设计要求

（1）时钟：

用定时器实现“时分秒”时钟，动态显示时时间（00:

00:

00～11:

59:

59）

（2）显示方式：

8位LED数码管（十进制显示）

（3）具体校准时间功能：

通过键盘设定

（4）整点报时功能：

每个整点蜂鸣器响1s

2方案论证与对比

2．1单片机的型号选择

通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。

89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，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89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。

2．2数码管显示工作原理

数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。

有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。

共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起，又称为公共端。

共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起，即为公共商。

阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。

通常的数码管又分为8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP是小数点位段。

而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。

即，所有的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。

数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。

静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。

动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。

利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。

同时加芯片74ls245使流过数码管的电流增大，从而使显示更清晰。

3系统硬件电路的设计

总体硬件原理图如图1所示

图1系统电路原理图

AT89C51因为其含一个可擦除的ROM，以及其存储数据的时间长度可达10年之久所以选其作为该设计的核心控制部件。

3.1键盘电路设计

该设计用三个键盘，但实现的功能却是比较完善，减少了硬件资源的损耗，该键盘可以实现小时、分钟和秒的调节。

当按1次SET键时，按UP键，小时加1，按DOWN键时，小时减1，再次按下SET键，按UP键，分钟加1，按DOWN键，分钟减1,第三次按下SET键，按UP键，秒钟加1，按DOWN键，秒钟减1，第四次按下SET键，时间开始走动，从而达到时间调节的目的。

选择的按键如图2所示。

按着图（黄超1）画，我有时间再给你完善报告

图2多功能控制键

3.2主控模块89C51

89C51是一个8位单片机，片ROM全部采用FLASHROM技术，晶振时钟为12MHz。

89C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，有4个八位的并行双向I/O端口，分别记作P0、P1、P2、P3。

第31引脚需要接高电位使单片机选用部程序存储器；第40脚为电源端VCC，接+5V电源，第20引脚为接地端VSS，通常在VCC和VSS引脚之间接0.1μF高频滤波电容。

4系统软件设计

4.1系统软件概述

在主程序的开始定义了一组固定单元用来存储计数的分、秒、时的存储单元。

在主程序中，对不同的按键进行扫描，时间调整。

系统框图，时间系统总体流程图如下

图3，系统框图；

系统子程序流程图如图4所示。

五、硬件电路：

1、总电路图

本系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序四大模块。

在程序设计过程中，加强了部分软件抗干扰措施，下面对部分模块作介绍。

系统总电路图如下所示

图5系统仿真图

1、晶振模块

3、显示模块，

通过数码管显示电路，数码管采用共阴极连接，同时加芯片74ls245来驱动数码管，其中段选和位选的脸颊方式如图所示

把89c51画上，把数码管

2、晶振、复位模块

利用12M的晶振和电容相连，实现晶振显示，并利用手动按键使单片机手动复位。

在单片机书上38页还是39页自己先看着

3、蜂鸣器电路

利用led灯显示，使时钟走到整点的时候驱动蜂鸣器响20ms

六．软件设计：

由于本次设计主要是靠自己在纸上书写，还没有经过调试与运行、改错，程序部分主要是分为五大部分，即：

主程序、中断程序、键盘处理程序、显示子程序、延时程序。

其中：

主程序用来给中断赋初值，并设工作方式，调用键盘等，来实现具体功能的实现，

中断程序用来系统的突然中断，突然调时，蜂鸣器的整点报时

显示子程序来在数码管上面显示时间，通过位选和段选使时间准确的显示的数码管，并利用键盘调时。

键盘处理程序实现键盘的调时，修改时间，

延时程序用于数码管的动态扫描

具体程序见于附录，其中详细说明了电路的各部分程序。

八、总结:

自己想到什么写什么

以下仅供参考：

通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义，导致编程的程序过于复杂，使得需要的存储空间增大。

损耗了过多的存资源。

本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。

在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。

我知道，今后我的路还是很长，我要学的东西也有很多。

通过这次实习，我深刻的认识到计算机专业的路的不平坦，但我会以一种良好的态度去迎接每一个挫折和挑战。

电路总程序：

SECONDEQU31H;秒计时单元

MINUTEEQU32H;分计时单元

HOUREQU33H;时计时单元

SETCNTEQU42H;SET按键次数存储单元

TCNTEQU34H

程序入口

ORG0000H;单片机复位入口地址

SJMPSTART;跳到主程序

中断入口

ORG000BH;定时器T0中断服务程序入口地址

LJMPINT_T0;跳到T0中断

主程序

MAIN:

MOVDPTR,#TABLE

MOVHOUR,#0;时计数清零

MOVMINUTE,#0;分计数清零

MOVSECOND,#0;秒计数清零

MOVTCNT,#0;设置T0为16位定时器工作方式

MOVTMOD,#01H;forc=12MHZ,定时50ms

MOVTH0,#3CH;赋入初值

MOVTL0,#0B0H

MOVIE,#82H;开中断

SETBTR0;启动定时器T0LOOP:

LCALLDISPLAY;调用显示子程序

MOVP1,#0FFH;设置P0为输入方式

MOVA,P1;读取键盘端口

ANLA,#07H;屏蔽P1口的高5位

CJNEA,#07H,K_PRESS;有键按下，转键盘处理

SJMPMIAN_LP;无键按下，继续循环

K_PRESS:

LCALLKEY_PRG;调用键盘处理

SJMPLOOP;继续KEY_PRG:

MOVR5,#10

LCALLDL20MS;延时20ms

MOVP1,#0FFH

MOVA,P1;读取键盘端口

ANLA,#07H;屏蔽高5位

JNBACC.0,K_SET;按下SET键，转K_SET

JNBACC.1,K_UP;按下UP键，转K_UP

JNBACC.2,K_DOWN;按下DOWN键,转K_DOWN

SJMPKEY_END;无键按下，退出

K_SET:

INCSETCNT;SET次数加1

MOVA,SETCNT

CJNEA,#04H,K_SET2;SET未到4次，转K_SET2

MOVSETCNT,#00H;SET到4次，SET次数清0

MOVTH0,#0D8H;重装T0初值

MOVTL0,#0F0H

SETBET0;允许T0中断，并启动

SETBTR0

SJMPKEY_END;处理完，返回

K_SET2:

CLRET0;禁止T0中断，停止T0定时

CLRTR0

SJMPKEY_END;处理完，返回

K_UP:

MOVA,SETCNT

CJNEA,#01H,UP_MIN;判断SET次数是否为1

INCHOUR;小时数加1

MOVA,HOUR

CJNEA,#24,KEY_END;未到24h，返回

MOVHOUR,#00H;到24h，变为0h

SJMPKEY_END;处理完，返回UP_MIN:

CJNEA,#02H,UP_SEC;判断SET次数是否为2

INCMINUTE;分钟数加1

MOVA,MINUTE

CJNEA,#60,KEY_END;未到60min，返回

MOVMINUTE,#00H;到60min，变为0

SJMPKEY_END;处理完，返回

UP_SEC:

CJNEA,#03H,KEY_END;判断SET次数是否为3

JNCSECOND;秒数加1

MOVA,SECOND

CJNEA,#60,KEY_END;未到60秒，返回

MOVSECOND,#00H;到60秒，变为0秒

SJMPKEY_END;处理完，返回

K_DOWN:

MOVA,SETCNT

CJNEA,#01H,DN_MIN;判断SET次数是否为1

DECHOUR;小时数减1

MOVA,HOUR

CJNEA,#0FFH,KEY_END;未小于0，返回

MOVHOUR,#23;小于0，变为23h

SJMPKEY_END;处理完，返回

DN_MIN:

CJNEA,#02H,DN_SEC;判断SET次数是否为2

DECMINUTE;分钟数减1

MOVA,MINUTE

CJNEA,#0FFH,KEY_END;未小于0，返回

MOVMINUTE,#59;小于0，变为59秒

SJMPKEY_END;处理完，返回

DN_SEC:

CJNEA,#03H,KEY_END;判断SET次数是否为3

DECSECOND;秒数减1

MOVA,SECOND

CJNEA,#0FFH,KEY_END;未小于0，返回

MOVSECOND,#59;小于0，变为59s

SJMPKEY_END;处理完，返回

KEY_END:

MOVDISP_FLG,#01H;设置时间刷新标志

RET中断程序

INT_T0:

MOVTH0,#3CH;赋初值

MOVTL0,#0B0H;赋初值

CLRP2.7;关蜂鸣器

MOVR0,#0AH;给R0赋10

INCTCNT;TCNT加1MOVA,TCNT;TCNT为延时程序，

当TCNT为20时，

时钟刚好行走1s

CJNEA,#20,RETUNE;当TCNT为20时，

INCSECOND;秒加1

MOVTCNT,#0;TCNT赋初值

MOVA,SECOND;把秒计数送到累加器A

CJNEA,#60,RETUNE;A与60比较，相等的话，

INCMINUTE;分钟加1

MOVSECOND,#0;秒赋初值0

MOVA,MINUTE;将分钟送到累加器A中，

CJNEA,#60,RETUNE;A与60比较，当A=60时

INCHOUR;小时假加1

MOVMINUTE,#0;分钟赋初值

SETBP2.7;当小时加1时，蜂鸣器响20ms

LCALLDELAY;延时

MOVA,HOUR;将小时送到累加器A

CJNEA,#24,RETUNE;A与24比较，相等时，

MOVHOUR,#0;

MOVMINUTE,#0;全部清零

MOVSECOND,#0;

RETUNE:

RETI

显示子程序

DISPLAY:

MOVA,SECOND;将秒送到累加器A

MOVB,#10;将10送到B中

DIVAB;A除以B

CLRP3.6;清零秒钟的十位

MOVCA,A+DPTR;从外面调用段选

MOVP0,A;将A送到P0管口,实现段选

LCALLDELAY;调用延时子程序

SETBP3.6;P3.6置1，

MOVA,B;将B送到A

CLRP3.7;P3.7清零

MOVCA,A+DPTR;寻址外面的段码表

MOVP0,A;送到P0段选

LCALLDELAY;延时

SETBP3.7;P3.7置1

CLRP3.5;显示分隔符

MOVP0,#40H

LCALLDELAY

SETBP3.5

MOVA,MINUTE;显示分钟

MOVB,#10

DIVAB

CLRP3.3

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

LCALLDELAY

SETBP3.3

MOVA,B

CLRP3.4

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

LCALLDELAY

SETBP3.4

CLRP3.2;显示分隔符

MOVP0,#40H

LCALLDELAY

SETBP3.2;显示小时

MOVA,HOUR

MOVB,#10

DIVAB

CLRP3.0

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

LCALLDELAY

SETBP3.0

MOVA,B

CLRP3.1

MOVCA,A+DPTR

MOVP0,A

LCALLDELAY

SETBP3.1

RET

TABLE:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H;显示段码表

DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH

;20ms延时程序，用作按键时间的长短判断

DL20MS:

ACALLDISPLAY

ACALLDISPLAY

ACALLDISPLAY

RET

1s延时程序

DELAY:

MOVR6,#10;延时子程序

D1:

MOVR7,#250

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

RET

END