单片机时钟计时器的设计论文docx.docx
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单片机时钟计时器的设计论文docx
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单片机的时钟计时器论文
一.容摘要
二.关键词和引言
三.时钟计时器设计
1方案设计
2原理分析
四.实验器材
五.利用protel99设计电路原理图
1原理图
2PCB图
六调试及性能分析
七.心得体会
八.参考文献
九.时钟计时器使用说明书
1.产品概述
2.技术参数
3.工作原理
4.结构特征
5.使用和维护
十.时钟计时器技术说明书
1.产品概述
2.技术参数
4.结构特征
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十一、附录时钟计时器汇编程序清单
一.容摘要:
时钟,自从它发明的那天起,就成为人类的朋友,但随着时间的推移,科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高,应用越来越广。
怎样让时钟更好的为人民服务,怎样让我们的老朋友焕发青春呢?
这就要求人们不断设计出新型时钟。
现今,高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调校,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时,分,秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。
本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要容,其中AT89C52是核心元件同时采用数码管动态显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。
与传统机械表相比,它具有走时精确,显示直观等特点。
它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”,另外具有校时功能,断电后有记忆功能,恢复供电时可实现计时同步等特点。
本文主要介绍用单片机部的定时/计数器来实现电子时钟的方法,本设计由单片机AT89C52芯片和LED数码管为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机电子时钟
二.关键词:
单片机、数码管、端口、时钟、动态显示。
引言:
单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人
们的重视和关注,应用很广、发展很快。
单片机体积小、重量轻、抗
干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发
较为容易。
由于具有上述优点,在我国,单片机已广泛地应用在工业
自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电
一体化设备等各个方面。
这次设计通过对它的学习、应用,以AT89S52
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芯片为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的电子时钟,它由直
流电源供电,通过数码管能够准确显
数字时钟是现代社会应用广泛的计时工具,在航天、电子等科研单位,
工厂、医院、学校等企事业单位,各种体育赛事及至我们每个人的日
常生活中都发挥着重要的作用。
本系统是基于AT89C52单片机设计
的一个具有六位LED显示的数字时实时钟,采用独立式按键进行时间
调整,同时引入一个部充电电源在停止外部供电时,仍具有部计时的
功能。
该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优
点
三.时钟计时器设计
一、方案设计:
1.我们采用了动态显示的方法来实现LED显示器的数字显示即
时钟的6位显示。
2.单片机采用了AT89C52系列,这种单片机具有足够的空余硬
件资源,可以实现其他的扩充功能。
3、AT89C52提供以下标准功能:
8k字节Flash闪速存储器,256字节部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片震荡器及时钟电路。
同时,AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存
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RAM中的容,但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下
一个硬件复位。
AT89C52的功能与C51的功能基本上是相同的。
(1)、中断源
MCS-51单片机是一个多中断源的单片机,有五个中断源:
外
部
中断0、定时器0中断、外部中断1、定时器1中断和串行接收或发
送中断。
各中断源的中断处理程序入口地址如下表1所示:
表1中断向量表
入口地址
中断源
外部中断0
0003H
定时器0
000BH
外部中断1
0013H
定时器1
001BH
串行口
0023H
(2)、中断控制
A、中断的开放或禁止是由中断允许寄存器IE控制的。
IE的格式如下:
EAESET1EX1ET0EX0
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EA-中断总允许位。
EA=1,开放总中断,而各个中断源的中断请允
许还是禁止,分别由各自的中断允许位确定;EA=0,禁止一切中断。
ES-串行口中断允许位。
ET1和ET0分别是定时器T1和T0的中断允许位。
EX1和EX0分别是外部中断1(INT1)和外部中断0(INT0)的中断
允许位。
以上五个中断允许位的意义是:
0为禁止中断,1为允许中断。
B、中断源优先级控制-中断优先级寄存器IP。
MCS-51单片机有高、低两个中断优先级,5个中断源可由程序设置
为高优先级中断或低优先级中断,实现二级中断嵌套。
一个正在执行
的低优先级中断源的中断服务程序,能被高优先级中断源所中断,但
不能被同级别的另一个中断源所中断。
MCS-51单片机的5个中断
源的优先级由中断优先级寄存器IP的相应位设定。
IP格式如下:
PSPT1PX1PT0PX0
3.时钟计时器电路系统的总体设计框图如图1所示。
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图1
二、原理分析;
1.采用了AT89C52单片机最化应用设计;采用共阳7段LED显示器;P0口输出段码数据;P2.0----P2.5口作列扫描输出;P1.0、P1.1、
P1.2、和P1.3口接4个按钮开关,用于调时及功能设置;为了提供
共阳LED数码管的列扫描驱动电压,用三极管9012作电源驱动输出;
采用12MHz晶振,来提高秒计时的精确性。
2.计时采用了定时器T0中断来实现。
秒表使用定时器T1中断来
完成。
主程序循环调用显示子程序和查键子程序,当端口有开关按下
时,转入相应功能程序。
程序的设计主程序执行流程如图3
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图3;
3.显示子程序;
时间显示子程序每次显示6个连续存单元的十进制BCD码数
据,首地址在地址在调用显示程序先指定。
存中50H-----55H为闹钟定时单元,60H---65H为秒表计时
单元,70H---75H为时钟显示单元。
由于采用7段共阳LED数码管动态扫描实现数据显示,所以显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在在ROM表中。
显示时,先取出存地址中的数据,然后查得对应的显示用段码
从P0口输出,P2口将对应的数码管选中供电,就能显示该地址单元的数据值。
为了显示小数点及“---”、“A”等特殊字符,在显示
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班级和计时时应采用不同的显示子程序。
4.定时器T0中断服务程序;
定时器T0用于时间计时,定时溢出中断周期为50ms,中断进
入先进行定时中断初值校正,当中断累计20次时,对秒计数单元
进行加1操作。
时钟计数单元地址分别在70H——71H(秒),
76H---77H(分),78H---79(时)中,最大计时值为23时59
分59秒。
7AH单元存放“熄灯符”数据(#0AH),用于时间调整时
的闪烁功能。
在计数单元中,采用十进制BCD码计数,满10进
位。
T0中断计时程序流程如图4;
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图4;
5.定时器T0中断服务程序;
T1中断程序用于批示时间调整单元的闪亮或秒表计数,在时间
时间状态下,每过0。
3S左右,将对应应单元的显示数据换成“熄灭
符”数据(#AH)。
这样,在调整时间时,对应调整单元的显示数据会
间隔闪亮。
在作秒表计时时,每10MS中断1次,计数单元加1,每100次为1S。
秒表计计数单元地址在60H———61H(10毫秒)、62H——63H(秒)、64H-———65H(分)中,最大计数值为99分59.99
秒。
T1中断服务程序如图5;
图5
6.调时功能程序;
1.按下P1.0口按键,若按下时间小于1S则进入省电状态;否则进
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.
入调分状态,等待操作,此时计时器停止走动。
当再按下P1.0口按
键时,若按下时间小于0.5S,则时间加1分钟;若按下时间大于0.5要,则进入小时调整状态。
按下P1.1按键时,可进行减1调整。
在小时调整状态下,当按键按下的时间大于0.5S时,退出时间调整状
态,时钟从0S开始计时。
2.秒表功能程序;在正常时钟状态下,若按下P1.1口按键,则进行时
钟/秒表显示功能的转换,秒表中断计时程序启动,显示首地址改为
60H,LED将显示秒表计时单元
60H----65H中的数据。
按下P1.2口
的按键开关,可实现秒表清
0,秒表启动,秒表计时暂停功能;当再
按下P1.1口按键时,关闭T1秒表中断计时,显示首地址又改为
70H,
恢复正常时间的显示功能。
四.实验器材
器件名称
规格型号
数量
电阻
510
8
电阻
4.7k
6
电阻
10k
5
电解电容
47uF\25V
1
电解电容
10u\16V
1
电解电容
2200uf|25v
1
电解电容
33uf/25V
1
陶瓷电容
103
1
陶瓷电容
30
2
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芯片
AT89C52
1
芯片插座
40脚
3
芯片插座
20脚
1
三极管
9012
6
二极管
IN4007
4
数码管
共阳型
6
晶振
12MHz
1
单面覆铜板
16cm*12cm
1
五.利用protel99设计电路原理图
1.原理图
2.PCB图
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六.调试及性能分析
1硬件调试
1.硬件调试时可先检查印制板及焊接的质量情况,在检查无误后可通电检查LED显示器的点亮状况。
若亮度不理想,可以调整P0口的电阻大小,一般情况下取200欧姆电阻即可获得满意的亮度效果。
2.软件调试
3.性能分析
按照设计程序分析,LED显示器动态扫描的频率约为167Hz,实际使用观察时完全没有闪烁。
上电时具有一个滚动显示子程序,可以方便的显示制作日期等信息。
七、心得体会
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在这次的课程设计中我遇到了些问题,如:
数码管一直显示00而不跳动,原因就是少了返回指令SJMP;电路焊接短路时会导致数码管全亮,而不显示数字。
在解决这些问题时也是一个再次学习的过程。
从开始接到论文要求到时钟的实现,再到论文文章的完成,每走一步对我来说都是新的尝试与挑战,这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。
在这段时间里,我学到了很多知识也有很多感受,我开始了独立的学习和试验,查看相关的资料和书籍,让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰,使自己非常稚嫩作品一步步完善起来,每一次改进都是我学习的收获,每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。
这次论文的经历也会使我终身受益,我感受到做论文是要用心去做的一件事
情,是真正的自己学习的过程和研究的过程,没有学习就不可能有研究的能力,
没有自己的研究,就不会有所突破。
通过设计,我在老师的精心指导和严格要求
下,获得了丰富的理论知识,极大地提高了实践能力,单片机领域这对我今后进
一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。
在此,忠心感谢老师以及许多同学的
指导和支持。
八、参考文献;
1、《单片机课程设计指导》楼然苗、光飞,北京:
北京航
空航天大学出版社,2007.7
2.《单片机原理及应用》何桥,北京:
中国铁道出版社,
2007.12
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3、《单片机教程习题与解答》俊谟,迎新北京:
北京航空航
天大学出版社
2003.3
4.《单片机控制工程实践技术》付家才北京化学工业出版社
2004.3
九.时钟计时器使用说明书
一、概述
由芯片AT89C52构成的时钟计时器,具有体积小,成本低,
抗干扰能力强,面向控制,可以实现分机各分布式控制等优点。
它广
泛应用于各种继电器、电磁开关,控制器、廷时器、定时器等的时间
测试。
目前所使用的电秒表大多是指针式或集成电路型的,结构相对
复杂、测试功能单一。
本仪器还具有实时时钟、手动计时的功能。
(正
常工作电压5V)
二、技术参数
1.兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写(>1000次)FlashR
OM
2.32个双向I/O口·256x8bit部RAM
3.3
个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-12MHz
4.2
个串行中断
·可编程UART串行通道
5.2
个外部中断源
·共6个中断源
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6.2个读写中断口线·3级加密位
7.低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功
三、工作原理
系统硬件设计
时钟计时器采用AT89C52单片机最小化应用设计;P1口输出段码数据;P2.0~P2.5作列扫描输出;P1.1、P1.1,P1.2和P1.3接按钮开关,用于调时及功能设置;采用12MHZ的晶振AT89C52作为主控芯片,定期的读取时钟芯片DS1302中的时间并把小时和肥以示在6位LED中,显示时间。
四、结构特征
它体积小,外形尺寸:
16cm*12cm、无外观修饰,完全裸露部元件、操作方便,便于安装、拆卸与维修。
五、使用和维护
1、使用
(1)与输入信号端连接,接5V直流电。
(2)调时功能按下P1.0口按键,若按下时间小于1s,则进入省电状态;否则进入调分状态,等待操作,此时计时器停止走动。
当再按下P1.0口按键时,若按下时间小于0.5s,则时间加1分<
钟>;若按下时间大于0.5s,则进入<小>时调整状态。
按下P1.1时。
在<小>时调整状态下,当按键按下的时间大于0.5s时,退出时间调整状态,时钟从0s开始计时。
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(3)在正常时钟状态下,若按下P1.1口按键,则进行时钟/秒表
显示功能的转换,秒表中断计时程序启动,显示首址改为60H,
LED将显示秒表计时单元60H-65H中的数据。
按下P1.2口说我
按键开关,可实现秒表清0、秒表启动、暂停功能;再按下P1.1口时,关闭T1秒表中断计时,显示首址又改为70H,恢复正常时间的显示功能。
2、维护
(1)断电情况下,用万用表检是否有元器件松动,有松动则进行烙牢;
(2)用万用表检测元器件是否接触良好;
(3)检测输入电压是否是5V。
(4)不使用时断开电源,确保电路安全;
(5)尽量保持元件清洁、牢固.
十.时钟计时器技术说明书
一、产品概述
由芯片AT89C52构成的时钟计时器,这种单片机具有足够
的空余硬件资源,可以实现其他的扩充功能。
考虑使用电池供电,
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时钟显示有6位。
采用动态扫描法实现数码管的显示。
电源电压
为5V。
单片机具有体积小,成本低,抗干扰能力强,面向控制,可以实现分机各分布式控制等优点。
它广泛应用于各种继电器、电磁开关,控制器、廷时器、定时器等的时间测试。
目前所使用的电秒表大多是指针式或集成电路型的,结构相对复杂、测试功能单一。
本仪器还具有实时时钟、手动计时的功能。
二、技术参数
1.芯片AT89C52图
2.兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写(>1000次)FlashRO
M
3.32个双向I/O口·256x8bit部RAM
4.3
个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz
5.2
个串行中断·可编程UART串行通道
6.
2
个外部中断源
·共6个中断源
7.
2
个读写中断口线
·3级加密位
8.低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功
三、工作原理
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.
时钟计时器采用AT89C52单片机最小化应用设计;P1口输出段码数据;P2.0~P2.5作列扫描输出;P1.1、P1.1,P1.2和P1.3接按钮开关,用于调时及功能设置;采用12MHZ的晶振AT89C52作为主控芯片,用于产生时钟信号。
四、结构特征
它体积小,外形尺寸:
16cm*12cm、无外观修饰,完全裸露部元件、操作方便,便于安装、拆卸与维修。
时钟正面图
时钟反面
附录
AT89C52时钟程序;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;*****************************************************************************************
Word文档
.
****;
;以下程序能用于24小时计时,能作为秒表使用,能定时闹铃1分钟(也可关).
;使用方法:
开机后在00:
00:
00起开始计时,
(1)长按P1.0进入调分状态:
分单元闪烁
;按P1.0加1,按P1.1减1.再长按P1.0进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分.
;按长按退出调整状态.
(2)按下P1.1进入秒表状态:
按P1.2暂停,再按P1.2秒表清零,
再按
;P1.2秒表又启动,按P1.1退出秒表回到时钟状态.(3)按P1.3进入设定闹时状态:
00:
00:
-,可进
;行分设定,按P1.2分加1,再按P1.3为时调整,00:
00:
-,按P1.2时加1,按P1.1闹铃有效,
显示为00:
00:
-0,再按
;P1.1闹铃无效(显示00:
00:
-,),按P1.3调闹钟结束.在闹铃时可按P1.3停闹,不按闹铃1
分钟.
;定时器T0、T1溢出周期为50MS,T0为秒计数用,T1为调整时闪烁及秒表定时用,;P1.0、P1.1、P1.2、P1.3为调整按钮,P0口为字符输出口,P2为扫描口,P1.7为蜂呜器口,采用共阳显示管。
;50H-55H为闹钟定时单元,60H-65H为秒表计时单元,70H-75H为显示时间单元,7
6H-79H为分时计时单元。
;03H标志=0时钟闪烁,=1秒表,05H=0,不闹铃,=1要闹铃.07H每秒改
变一次,用作间隔呜叫.
;*****************************************************************************************
******;
DISPFIRST
EQU
30H
;显示首址存放单元
BELL
EQU
P1.7
;小喇叭
CONBS
EQU
2FH
;存放报时次数
;
;****************************************
;;中断入口程序;;
;****************************************
;
ORG0000H;程序执行开始地址
LJMPSTART;跳到标号START执行
ORG0003H;外中断0中断程序入口
RETI;外中断0中断返回
ORG000BH;定时器T0中断程序入口
LJMPINTT0;跳至INTTO执行
ORG0013H;外中断1中断程序入口
RETI;外中断1中断返回
ORG001BH;定时器T1中断程序入口
LJMPINTT1;跳至INTT1执行
ORG0023H;串行中断程序入口地址
RETI;串行中断程序返回
;
;****************************************
;;以下程序开始;;
Word文档
.
;****************************************
;整点报时用
QQQQ:
MOVA,#10H
MOVB,79H
MULAB
ADDA,78H
MOVCONBS,A
BSLOOP:
LCALLDS20MS
LCALLDL1S
LCALLDL1S
LCALLDL1S
DJNZCONBS,BSLOOP
CLR08H;清整点报时标志
AJMPSTART1
;
;****************************************
;;
主程序开始
;;
;**************************
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