單片機(jī)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)只是分享

1、河北建筑工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目:基于51單片機(jī)的電子數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 院（系）:河北建筑工程學(xué)院電氣系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： XXXXXXX 設(shè)計(jì)地* : XXXXXXXX 設(shè)計(jì)時(shí) 間：2011年 8月22日2010年 9月9日 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) (電子數(shù)字鐘設(shè)計(jì)) 目錄 第一章設(shè)計(jì)背景、目的(2) 第二章設(shè)計(jì)要求(2) 第三章設(shè)計(jì)方案及原理 (2) 第四章硬件驅(qū)動(dòng)電路(4) 1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 (4) 2系統(tǒng)主電路圖(6) 第五章軟件設(shè)計(jì)分析 (7) 1總體框架及程序流程圖 (7) 2源程序代碼(9) 第六章心得體會(huì)(12) 第七章參考文獻(xiàn) (13) 一、課程設(shè)計(jì)

2、背景 近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷 地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)， 因此特別適合于與控制有尖的系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控 制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù) 采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，在根據(jù)具 體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。與此同時(shí)，基于簡(jiǎn)單操作的 單片機(jī)控制的各種功能的數(shù)字鐘相繼而生。 尖鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)時(shí)鐘設(shè)計(jì)MC51 課程設(shè)計(jì)目的 1、綜合利用所學(xué)單片機(jī)知識(shí)完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)，從而 加深對(duì)單片機(jī)軟硬知

3、識(shí)的理解，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。 2、學(xué)習(xí)89C51定時(shí)/計(jì)數(shù)器的原理及基本應(yīng)用。 3、掌握多為數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方法。 4、掌握Keil uVision2 IDE的使用方法。（包括項(xiàng)目文件的建立，給項(xiàng)目添加程序文件， 編譯、連接項(xiàng)目，形成目標(biāo)文件，運(yùn)行調(diào)試觀察結(jié)果，多文件的處理，仿真環(huán)境的設(shè) 置）。 5、掌握Keil C51的調(diào)試技巧。（包括如何設(shè)置和刪除斷點(diǎn)，如何查看和修改寄存 器的內(nèi)容，如何觀察和修改變量，如何觀察存儲(chǔ)器區(qū)域，并行口的使用，定時(shí) /計(jì)數(shù)器的使用，串行口的使用，外中斷的使用）。 6、掌握PROTEU軟件使用和調(diào)試過(guò)程。 二、設(shè)計(jì)要求 1、 通過(guò)鍵盤(pán)預(yù)置時(shí)間，包括星期、時(shí)、分（采用

4、增量鍵盤(pán)）。 2、七位共陰極LED數(shù)碼管顯示，星期時(shí)吩秒（X-XX.XX.XX）。 3、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。 4可采用2h制或24h制。 5具有斷電保護(hù)功能（可選）。 三、設(shè)計(jì)方案及原理 單片機(jī)：MCS5是指由美國(guó)INTEL公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱(chēng)，這一系列單片機(jī) 包括了好些品種，如8031，8051、8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典 型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、 改變而來(lái)的，所以人們習(xí)慣于用8051來(lái)稱(chēng)呼MCS5係列單片機(jī)，而8031是前些年在我國(guó) 最流行的單片機(jī)，所以很多場(chǎng)合會(huì)看到8031的名稱(chēng)。INTEL公司將MCS

5、5的核心技術(shù)授權(quán) 給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些 改變，以滿(mǎn)足不同的需求，其中89C51就是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，它是由美國(guó) ATME公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。本設(shè)計(jì)使用89C5來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。 設(shè)計(jì)思想：利用單片的T0定時(shí)器進(jìn)行50ms定時(shí)（20次即為1秒鐘），此時(shí)進(jìn)行時(shí)間 的計(jì)算讓秒”寄存單元加1。當(dāng)秒的十位加到6時(shí)則進(jìn)行分”寄存單元的加1。當(dāng)分得十位 寄存單元加到6時(shí)則清零，同時(shí)讓時(shí)”寄存單元加1 o當(dāng)時(shí)加到24 （天）時(shí)讓“星期” （星期從一起步，當(dāng)加到八時(shí)置一）。就這樣單片機(jī)就精確地實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)功能。為了方便調(diào)節(jié) 時(shí)間和觀看時(shí)間（即人機(jī)交

6、互部分），還得設(shè)計(jì)鍵盤(pán)調(diào)時(shí)和LED數(shù)碼管顯示兩大模塊。 鍵盤(pán)調(diào)試電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)接鍵盤(pán)分為獨(dú)立鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)兩種。矩陣鍵盤(pán)是方便系統(tǒng)使用 按鍵數(shù)目較多時(shí)而設(shè)計(jì)的，原理再次不再說(shuō)明；獨(dú)立鍵盤(pán)是將單片機(jī)的P 口直接通過(guò)鍵盤(pán)接高或低，單片機(jī)時(shí)時(shí)檢測(cè)按鍵狀態(tài)。本設(shè)計(jì)將單片機(jī)的P1.0、P1.1、 P1-2 P1.3四個(gè)I/O 口直接接鍵盤(pán)到地，單片機(jī)掃描所接鍵盤(pán)的I/O 口電位是否為低（若鍵 盤(pán)按下則對(duì)應(yīng)的I/O 口電位為低），四個(gè)I/O 口定義為星期加、小時(shí)加、分鐘加 和清零四種不 同的功能，這樣就方便了我們對(duì)時(shí)間進(jìn)行控制。 LED顯示電路：LED顯示器有兩中工作方式：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯

7、示 的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管必須接一個(gè)8位鎖存器用來(lái)鎖存待顯示的字型碼。送入一次字型碼顯示 自行一直保持，直到送入新字型碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè) 和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。各數(shù)碼管在顯示過(guò)程中持續(xù)得到顯示信號(hào)，與 各數(shù)碼管接口的I/O 口是專(zhuān)用的。動(dòng)態(tài)顯示 的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。這樣一 來(lái)，就沒(méi)有必要每一位數(shù)碼管配一個(gè)鎖存器，從而大大地簡(jiǎn)化了硬件電路。選亮數(shù)碼管采用動(dòng) 態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的 余輝和人眼視覺(jué)暫留作用，使人的感覺(jué)好像各位數(shù)碼管同時(shí)

8、都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài) 顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng) 略小于靜態(tài)顯示電路中的。各數(shù)碼管在顯示過(guò)程中輪 流得到顯示信號(hào)，與各數(shù)碼管接口的I/O 口是共用的。 該設(shè)計(jì)使用八個(gè)數(shù)碼管，分別顯示星期、時(shí)、分、秒。片選部分和數(shù)碼段顯示部分，分 別接單片機(jī)管腳的P2 口和P0 口，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中分別將星期、時(shí)、分、秒的寄存單元送到P0 口，再通過(guò)P2 口控制片選將時(shí)間顯示出來(lái)。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)：本設(shè)計(jì)利用了單片機(jī)I/O 口默認(rèn)輸出高電平的特性。當(dāng)整點(diǎn)時(shí)使單片機(jī)其中一 個(gè)I/O 口輸出低電平，這樣此I/O和其他I/O 口之間就形成了電位差以方便驅(qū)動(dòng)喇叭報(bào)時(shí)。 （本設(shè)計(jì)整點(diǎn)時(shí)是將P17置低電位，使其與P

9、1.6 口之間形成電位差，由于條件有限本設(shè)計(jì) 使用發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮功能代替了蜂鳴器的聲音）。 四、硬件驅(qū)動(dòng)電路 1、單片機(jī)的最小系統(tǒng) Pin r1 PLI 2 Pt3 P1 31 沖 PV4E5 P1.5I PI 6 40 39 39 37 36 35 P1.7B RSTH (口7 XD) P3 0 匚* 謂主 10 11 12 13 34 33 TXD) P3 1 (INTO) P3 2 匚 (INT1) P3.3. (TO) P3 4 L (T1)P3.5 L (WR) P3 6 i PO3AD3 71 P0t4AD4 J P0.6 (AD5 P0,6AD6 P0.7AD7) Eiea/vp

10、p IALE7PTR5G PSEN P2.7(A15) ! P2 6A14) P2.5(A13) P2.4 TA=T 陪 R11R1 Efl? ALE 及 、4 令 2* 3 dl , 1 ir TT M3 ru M* F13 F15 P17 FP1 : TRi GCUEfj FE.1A11 H2MK3 FT.4a14 IVMK Z3.UI rzsr.si ze.ii 卜 PLIWMD ra.m Fzifo ain 3Sri R5 - w.imr F mu? Hi: .i 卜 冷Im護(hù) fiTWi ” 五、軟件設(shè)計(jì)分析 1、總體框架及程序流程圖 秒加 1送顯示 開(kāi)始 秒活零分鐘加1送顯示 分鐘

11、清寥小時(shí)州 仁顯示 小時(shí)淸零星期加1顯| 清零周顯示 2程序源代碼： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTTO WEEK BIT P1.0 HOURBITP1.1 MIN BITP1.2 QING BITP1.3 MAIN: MOV TMOD,#01H MOV TH0,#03CH MOV TLO,#OBOH SETB EA SETB ETO SETB TRO MOV R6,#0 MOV R5,#0 MOV 20H,#0 MOV21H,#0 MOV 22H,#0 MOV 23H,#0 MOV 24H,#0 MOV 25H,#0 MOV 26H,#1 LJM

12、P DISPLAY ；T0中斷子程序 INTTO: CLR EA INC R6 INC R5 MOV TH0,#03CH MOV TLO,#OBOH SETB EA RETI ；重新賦初 值 ；定時(shí)器0中斷入口地址 ；定義調(diào)星期鍵 ；定義調(diào)時(shí)鍵 ；定義調(diào)分鍵 ；定義清零鍵 ；定時(shí)器0,工作模式1 ；賦初值，定時(shí)50ms ;開(kāi)中斷總開(kāi)矢 ;定時(shí)器0中斷允許位 ;開(kāi)啟定時(shí)器0 ；計(jì)中斷次數(shù) _ ; R5掃描按鍵的時(shí)間間 隔 ;秒個(gè)位清零 ;秒十位清零 ；分個(gè)位清零 ;分十位清零 ；時(shí)個(gè)位清零 ;時(shí)十位清零 ；星期位清零 ；清零數(shù)據(jù)顯示 中斷次數(shù)加一 JIA_TIME: CJNE R6,#20,EX

13、IT ;定時(shí)器中斷20次，1秒到 MOV R6,#0 SETBP1.7 ；矢閉鬧鐘 INC 20H;秒加一 MOV A,20H CJNE A,#10,EXIT;如果秒個(gè)位等于10,清零 MOV 20H,#00H INC 21H渺 MOV A,21H CJNE A,#6,EXIT ；如果秒十位等于6，清零 MOV21H,#OOH MIAO1:INC 22H; MIN: MOV A,22H CJNE A,#10,EXIT ；如果分個(gè)位等 MOV 22H,#00H 于 INC 23H MOV A,23H CJNE A,#6,EXIT CLR P1.7 MOV 23H,#00H MINI:INC 24

14、H HOUR: MOV A,25H CJNE A,#2,LOOP MOV A,24H CJNE A,#4,EXIT MOV 24H,#00H MOV 25H,#00H HOUR1: INC 26H XINGQI: MOV A,26H CJNE A,#8,EXIT MOV 26H,#1 LJMP EXIT ；如果分十位等 于 ;ssssss ;如果時(shí)十位等于 ;如果時(shí)個(gè)位等于 ;清零時(shí)個(gè)位 ;清零時(shí)十位 2,檢查時(shí)個(gè)位 4，清零 LOOP: MOV A,24H 10,清零 CJNE A,#10,EXIT ；如果時(shí)個(gè)位等于 MOV 24H,#00H INC 25H LJMP EXIT EXIT:M

15、OV A,21H CJNE A,#1,DISPLAY SETB P1.7 LJMP DISPLAY ；加完畢跳轉(zhuǎn)到顯示 DISPLAY: MOV DPTR,#TABLE MOV A,20H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.7 LCALL DELAY CLR P2.7；顯示秒個(gè)位 MOV A,21H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.6 LCALL DELAY CLR P2.6；顯示秒十位 MOV A,22H ADD A,#10 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.5 LCALLDELAY CLR P2.5；顯示

16、分個(gè)位 MOV A,23H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.4 LCALLDELAY CLR P2.4；顯示分十位 MOV A,24H ADD A,#10 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.3 LCALLDELAY CLR P2.3；顯示時(shí)個(gè)位 MOV A,25H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB P2.2 LCALLDELAY CLR P2.2；顯示時(shí)十位 MOV A,#40H MOV P0,A SETB P2.1 LCALLDELAY CLR P2.1；顯示 MOV A,26H MOVC A,A+DPTR MO

17、V P0,A SETB P2.0 LCALLDELAY CLR P2.0;顯示星期 CJNE R5,#4,KEY_SCAN ;當(dāng) R5 至 fj 4H 寸，掃描按鍵 MOV R5,#0 KEY_SCAN: JNB WEEK,JIA_XINGQI JNB HOUR,JIA_HOUR JNB MIN,JIA_MIN JNB QINGQINGLING LJMP JIA_TIME ；無(wú)鍵按下，跳至走時(shí) JIA_XINGQI:LCALL DELAY1;消抖延時(shí) JNB WEEK,JIA1 JIA1:LJMP HOUR1 JIA_HOUR:LCALL DELAY1 ；消抖延時(shí) JNB HOURJA2;小時(shí)

18、力口 1 JIA2:LJMP MINI ;更新 JIA_MIN:LCALL DELAY1 ；消抖延時(shí) JNB MINJA3;分鐘加 1 JIA3:LJMP MIAO1 ;更新 ;秒十位清零 ;分個(gè)位清零 ;分十位清零 ；時(shí)個(gè)位清零 ；時(shí)十位清零 ；星期清零 掃描延時(shí) ；消抖延時(shí) QINGLING:MOV 20H,#0；秒個(gè)位清零 MOV21H,#0 MOV 22H,#0 MOV 23H,#0 MOV 24H,#0 MOV 25H,#0 MOV 26H,#1 LJMP DISPLAY EXIT0: LJMP JIA_TIME DELAY: MOV R7,#150 DJNZ R7,$ RET DELAY1: MOV R乙#60 DELAY2: MOV R6,#125 DELAY3: DJNZ R6