8051單片機電子時鐘設(shè)計

1、GuangDongPolytechnicNorrnalUnrversit單片機原理及應(yīng)用綜合實訓(xùn)報告題目：電子時鐘的設(shè)計院另U：自動化學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化1姓名：笑嘻嘻學(xué)號：2009104143036指導(dǎo)教師：祁偉答辯日期：2011年9月19日電子時鐘制作摘要本實訓(xùn)借用實驗板的MCS-51單片機定時、中斷功能完成電子時鐘的定時工作，應(yīng)用8051對單片機I/O口驅(qū)動發(fā)光二極管、LED進行電子時鐘時、分、秒顯示。應(yīng)用8051P3口、8255B口完成時間的設(shè)定工作。利用P1口加入華彩設(shè)計,如發(fā)光二極管按鍵指示、時鐘報時等。再根據(jù)電子時鐘實際應(yīng)用完成系統(tǒng)總體設(shè)計。，根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計完成編程設(shè)計

2、工作，最后通電、軟件調(diào)試、運行。關(guān)鍵詞：電子時鐘；8051;8051P3;8255B目錄1電子時鐘的概述12電子時鐘的硬件電路設(shè)計12.1選用單片機12.2發(fā)光二極管8字數(shù)碼管的顯示22.3單片機I/O口擴展42.4獨立式按鍵43電子時鐘軟件設(shè)計部分53.1程序流程圖63.2定時中斷服務(wù)程序流程圖73.3擴展功能程序流程84電子時鐘實用說明84心得體會95附錄10程序代碼101電子時鐘的概述電子時鐘功用，能利用MCS-51單片機定時、中斷功能完成時間的定時工作。整個系統(tǒng)具有參數(shù)設(shè)定、時間運行、報時、查詢當前年、月、日等功能。開機可顯示HELLO-按某個特定的按鍵后，時鐘還可以開始計時，還可以通

3、過另一些鍵功能，完成分，時、日、月、年參數(shù)設(shè)定。參數(shù)設(shè)定完后，也可以通過一些鍵繼續(xù)計時。電子時鐘常顯示的是當前的時問，年、月、日還可以通過按幾個特定的鍵切換、查詢，6位LED顯示查詢的內(nèi)容，如現(xiàn)在的年月日。注意事項：時鐘計時時可進行時間查詢，但不能更改參數(shù)，若要更改參數(shù)，必須先停止時鐘運行。2電子時鐘的碩件電路設(shè)計2.1選用單片機MCS-51系統(tǒng)選用8051單片機，如圖1所示。8051單片機內(nèi)有4KROM256字節(jié)RAM程序存放在4KROM8051單片機最小系統(tǒng)組成有：1) 時鐘電路：工作時鐘；2) 復(fù)位電路，如圖2所示；3) RAM數(shù)據(jù)存儲4) ROM程序存儲5)I/O接口：與外界交互晶振電

4、路如圖3所示Pl12Pl23Pl34Pl.15Pl.56Plh7Pl78P3.3P以12gP3.515P3.I11EAJIXI19X218RST9RD17口WRPloT10POOP11P01P12P02T13P03P14P04P15P05F16POfiF17POTINT1Pit)LN'IOP21P22TlP23TOP24P25XIX2NESEIHXDTXDALEPWRPSENU1圖1翳PO137PQ.236P0335Pl134PO5J3PQ631P0.721Pi.O22P21P2224P2325P2.126P2.527P26P2.710RXD11TXDJOVLE*PSENPOOJ9圖2

5、2.2發(fā)光二極管8字數(shù)碼管的顯示LED顯示有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。動態(tài)顯示接口電路簡圖如圖4所示。將各位數(shù)碼管的段并聯(lián)接在一起，由P1口控制（字型口），每一個數(shù)碼管的共陰極（共陽極）接到P2.0、P2.1作為位選信號。雖說要顯示的字型碼通過P1口同時送到了每一個數(shù)碼管，但它們不會同時顯示同一個字符，只有控制共陰極（共陽極）的位選信號有效時，對應(yīng)的數(shù)碼管才會顯示相應(yīng)字符。這種由字型口控制要顯示字符的字形碼，依此循環(huán)選通每位數(shù)碼管的位選信號就得到了動態(tài)顯示效果。它主要是利用人眼的視覺暫留特性及數(shù)碼管得余光特性，看上去似乎是多位數(shù)碼管同時顯示。是當顯示位數(shù)較多時，節(jié)省硬件，接口電路簡單，但顯示

6、占用CPLM問。靜態(tài)顯示占用CPU時間短，顯示簡單、穩(wěn)定，但當顯示位數(shù)較多時，占用接口資源多。動態(tài)顯示接口電路較簡單，但占用CPU時間，顯小是度較靜態(tài)顯示差，一般說，顯示位數(shù)較多時，采用動態(tài)或申并轉(zhuǎn)換；顯示位數(shù)較少時，采用靜態(tài)顯示方式靜態(tài)顯示接口電路如圖5所示選用共陰極LER將共陰極點連接在一起接地，每一位的段選線與一個8位并行口相連，只要將要顯示的字符的字型碼送至并行口鎖存,LED顯示器上便立即顯示出該字符，直到CPlg來一個新的字型碼為止，由于靜態(tài)顯示每位數(shù)碼管均有獨立的段選碼，耗電量大，硬件多。如要外接6個數(shù)碼管，則需要6個8位并行口。2.3單片機I/O口擴展當單片機構(gòu)成系統(tǒng)時，常常I/

7、O口不夠用，此時可利用MCS51的擴展能力，根據(jù)需要擴展相應(yīng)接口，如可編程接口芯片8255與MCS51單片機連接可擴展I/O;利用MCS-5仰片機的申行口擴展并行I/O接口。實驗板原理圖的顯示部分就是利用申入/并出技術(shù)實現(xiàn)2位數(shù)碼管的顯示。2.4獨立式按鍵鍵盤是一組按鈕式開關(guān)的集合，常采用軟件來識別。鍵盤的操作步驟： 識鍵。判斷是否有鍵按下（鍵入），若有，則需進一步譯鍵。 譯鍵。在有鍵入的情況下，進一步識別是哪一個鍵，以便作進一步處理。 鍵義分析。根據(jù)識別的結(jié)果，明確相應(yīng)的鍵義。如果是數(shù)字鍵，應(yīng)得出輸出的數(shù)值；如果是功能鍵，則應(yīng)知道具體的操作要求。鍵盤構(gòu)成： 獨立聯(lián)接式非編碼鍵盤。特點：每個鍵

8、相互獨立，各自接通一條輸入數(shù)據(jù)線。鍵未按下時，相應(yīng)的數(shù)據(jù)線處于高電平，即為“1”態(tài)。當某鍵按下時，該鍵所連之數(shù)據(jù)線接地，即為“0”態(tài)。 獨立聯(lián)接式編碼鍵盤。特點：在鍵數(shù)較多時，可采用獨立式編碼鍵盤，由4線-16線編碼電路進行編碼。 矩陣聯(lián)接式非編碼。特點：先使一行線接地，然后檢查列線。如果某條列線也是低電位，則可判別兩線相交處的某號鍵已按下。假如在掃描時沒有發(fā)現(xiàn)有列線為地電位，則說明此行中無鍵按下。那么可將下一行線接地，如此逐一掃描列線，直到查完最后一行為止。實驗板中鍵盤電路設(shè)計可根據(jù)需要組合成獨立聯(lián)接式非編碼鍵盤及矩陣聯(lián)6碼圖一"編見所I廠11:1:|4O可1t1.11一L產(chǎn)3電子

9、時鐘軟件設(shè)計部分3.1程序流程圖編寫程序之前先繪制程序流程圖，理活思路，使之能簡明、直觀指示程序流向，且很容易由此編寫出具體的源程序。將程序以模塊方式分割成具有相應(yīng)功能的子程序。根據(jù)系統(tǒng)功能，合理安排主程序任務(wù)，中斷服務(wù)程序任務(wù)。程序設(shè)計有兩個分支：參數(shù)設(shè)定及時鐘運行。靜態(tài)參數(shù)設(shè)定時，定時器關(guān)閉，只完成參數(shù)“加一鍵”的設(shè)定工作。時鐘運行時，啟動定時器開始計時。編寫程序時，首先理活思路，即通過流程圖確定算法。時鐘運行參數(shù)設(shè)定日查詢顯示月查詢顯示年查詢顯示開始各功能的初始顯示HELLO-P3.2鍵嗎?K12鍵嗎?K13鍵嗎?K14鍵嗎?K15鍵嗎?圖樣7主程序框圖主程序框圖如圖7所小在主程序中，分

10、別初始化了定時器0和外部中斷0。定時器0的中斷服務(wù)程序用丁實現(xiàn)時鐘運行時的秒加1及進位功能。外部中斷0的中斷服務(wù)程序使r=1。因此，當開始運行程序時，r=0,數(shù)碼管顯示HELLO-當P3.2按下時，進入外部中斷0中斷服務(wù)程序，使r=1,退出中斷服務(wù)程序后，時鐘開始運行；在時鐘運行過程中，如果分別按下K13K14K15可設(shè)置時間，查詢年、月、日3.2定時中斷服務(wù)程序流程圖定時中斷服務(wù)程序流程圖如圖8所示。圖1-7中斷敝芬程序框圖3.3擴展功能程序流程擴展功能程序流程如圖9所示。圖94電子時鐘實用說明1、開機時，顯示HELLO-2、按下K16鍵，電子時鐘開始運行，數(shù)碼管顯示時、分、秒。3、按下K1

11、3鍵，進入時間參數(shù)設(shè)置，此時可再次通過K13鍵進行年、月日、時分的切換，并通過K12、K14可分別對年、月、日、時、分'加1、減1,由此完成時間的設(shè)定。4、當數(shù)碼管顯示時分秒，可通過K14K15查詢年、月、日。4心得體會在本次實驗中重新復(fù)習(xí)了單片機實驗的內(nèi)容，更加深了對程序和項目的訓(xùn)練。雖然開始的時候感覺比較，后來經(jīng)過多天的努力和溫習(xí)，終于可以把以前半懂不懂的知識比較完整的拼湊在一起。這次實驗程序的編寫和調(diào)試所花時間比較多，寫報告的用的時間比較少。對于這次實驗的不足之處還是需要更深刻的檢討，希望以后更加努力。5附錄程序代碼/*/程序名shizhong.C/功能描述：電子時鐘/硬件電路參

12、看實驗板/*/#include<reg51.h>#include<ABSACC.H>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineCOM8255XBYTE0xffff#definePA8255XBYTE0Xfffc#definePB8255XBYTE0Xfffd#definePC8255XBYTE0Xfffe#defineOSC_FREQ12000000/12Mhz#defineC1ms(65536-OSC_FREQ/(12000000/980)/1ms定時sbitP1_4=P1A4;sbitP1_5=P1A5

13、;sbitP1_6=P1A6;sbitP1_7=P1A7;sbitP2_0=P2A0;sbitP2_1=P2A1;sbitP2_2=P2A2;sbitP2_3=P2A3;sbitP2_4=P2A4;sbitP2_5=P2A5;sbitP2_6=P2A6;sbitP2_7=P2A7;/位選控制/數(shù)碼管段碼控制a/數(shù)碼管段碼控制dpsbitP3_2=P3A2;/中斷、返回計時sbites=P2A4;/更新靜態(tài)顯示sbitP1_2=P1A2；sbitpi_i=piai；sbitP1_0=P1A0;/8255/8255/8255片選片選片選P12=0P1_1=1P10=0ucharcodehello=

14、(0x89,0x86,0xc7,0xc7,0xfc,0x02;/HELLO-ucharcodenumber1=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/動態(tài)顯示0-9ucharcodenumber2=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6;/靜態(tài)顯示0-9ucharcodenumber3=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/動態(tài)顯示0-9dp點亮uintyear=2011,month=9,day=3,hour=

15、15,minute=35,second=25;uintx,y,m,n,i=0,j=0,k=0,r=0;voidTimer_1ms(uint_1ms);voidSet_Init_Timer0();voidSet_Init_Xint0();voidSet_Init_8255();voiddis_hello();voiddis_year();voiddis_month();voiddis_day();voiddis_hour();voiddis_minute();voiddis_second();voidundis_second();voidset_timer();voiddis_year2();v

16、oiddis_day2();/延時1ms/定時器0初始化函數(shù)/外部中斷0初始化函數(shù)/8255初始化程序/開機顯示HELLO-/顯示年/不顯示秒/設(shè)置時間/在查詢狀態(tài)下顯示年/在查詢狀態(tài)下顯示日期voidmain()(Set_Init_Xint0();Set_Init_8255();Set_Init_Timer0();do(if(r=0)(dis_hello();elseEX0=0;/外部中斷0關(guān)中斷dis_hour();dis_minute();dis_second();Set_Init_8255();switch(PB8255)(case0xDF:set_timer();break;/PB=

17、0xDF,K13鍵按下切換到設(shè)置時間程序case0xBF:dis_day2();break;/PB=0xBF,K14鍵按下切換到顯示日期程序case0x7F:dis_year2();break;/PB=0x7F,K15鍵按下切換到顯示年的程序while(1);voidTimer_1ms(uint_1ms)/延時函數(shù)(TMOD=0x11;TR1=1;while(_1ms-)(TH1=C1ms/256;TL1=C1ms%256;while(!TF1);TF1=0;TR1=0;voidSet_Init_Timer0()(TMOD=0x11;TH0=0x3C;TL0=0xAF;ET0=1;TR0=1;

18、EA=1;/定時器0初始化函數(shù)/定時器0,方式一/裝入初值15535設(shè)成50ms定時器voidSet_Init_Xint0()(/外部中斷0初始化函數(shù)IT0=1;EX0=1;/外部中斷0,邊沿觸發(fā)方式/外部中斷0開中斷EX1=1;/打開總中斷/顯示HELLO-/位選/數(shù)碼管顯示Hvoiddis_hello()(P1=0x70;P2=hello0;Timer_1ms(5);P1=0xb0;P2=hello1;Timer_1ms(5);P1=0xd0;P2=hello2;Timer_1ms(5);P1=0xe0;P2=hello3;Timer_1ms(5);SCON=0x00;es=0;SBUF=

19、hello4;while(!TI)(TI=0;靜態(tài)顯示更新SBUF=hello5;while(!TI)(TI=0;es=1;/對year變量通過除法、取余運算得到各位的數(shù)值，并送到對應(yīng)的數(shù)碼管上voiddis_year()(x=year/100;y=x%10;x=x/10;m=year%100;n=m%10;m=m/10;P1=0x70;P2=number1x;Timer_1ms(5);P1=0xb0;P2=number1y;Timer_1ms(5);P1=0xd0;/百位/千位/個位/十位P2=number1m;Timer_1ms(5);P1=0xe0;P2=number1n;Timer_1

20、ms(5);undis_second();/對month變量通過除法、取余運算得到十位、個位的數(shù)值，并送到對應(yīng)的數(shù)碼管上voiddis_month()x=month/10;y=month%10;P1=0x70;P2=number1x;Timer_1ms(5);P1=0xb0;P2=number1y;Timer_1ms(5);/對day變量通過除法、取余運算得到十位、個位的數(shù)值，并送到對應(yīng)的數(shù)碼管上voiddis_day()x=day/10;y=day%10;P1=0xd0;P2=number1x;Timer_1ms(5);P1=0xe0;P2=number1y;Timer_1ms(5);und

21、is_second();/對hour變量通過除法、取余運算得到十位、個位的數(shù)值，并送到對應(yīng)的數(shù)碼管上voiddis_hour()x=hour/10;y=hour%10;P1=0x70;P2=number1x;Timer_1ms(5);P1=0xb0;P2=number3y;/Timer_1ms(5);對minute變量通過除法、取余運算得到十位、個位的數(shù)值，并送到對應(yīng)的數(shù)碼管上voiddis_minute()(uintx,y;x=minute/10;y=minute%10;P1=0xd0;P2=number1x;Timer_1ms(5);P1=0xe0;P2=number1y;Timer_1m

22、s(5);/對second變量通過除法、取余運算得到十位、個位的數(shù)值，并送到對應(yīng)的數(shù)碼管上voiddis_second()(x=second/10;y=second%10;SCON=0x00;es=0;SBUF=number2x;while(!TI)TI=0;SBUF=number2y;while(!TI)TI=0;es=1;/將0x00送到顯示秒的數(shù)碼管上，讓這兩個數(shù)碼管不顯示voidundis_second()SCON=0x00;es=0;SBUF=0x00;while(!TI)TI=0;SBUF=0x00;while(!TI)TI=0;es=1;/時間設(shè)置函數(shù)，K12對變量加1K13實現(xiàn)

23、變量切換(使用goto語句)K14對變量減1voidset_timer()TR0=0;/關(guān)閉定時器0dofor(i=0;i<=5;i+)(dis_year();undis_second();Timer_1ms(5);Set_Init_8255();switch(PB8255)(case0xEF:year+;break;/PB=0xEF,K12鍵按下year加1case0xBF:year-;break;/PB=0xEF,K14鍵按下year減1case0xDF:gotomonth;break;/PB=0xDF,K13鍵按下切換到設(shè)置月程序while(1);month:do(if(month

24、=13)/判斷進位(month=1;for(i=0;i<=5;i+)(dis_month();dis_day();undis_second();Set_Init_8255();switch(PB8255)(case0xEF:month+;break;/PB=0xEF,K12鍵按下month加1case0xBF:month-;break;/PB=0xEF,K14鍵按下month減1case0xDF:gotoday;break;/PB=0xDF,K13鍵按下切換到設(shè)置日程序while(1);day:do(if(day=31)/判斷進位(day=1;for(i=0;i<=5;i+)(di

25、s_month();dis_day();undis_second();Set_Init_8255();switch(PB8255)(case0xEF:day+;break;/PB=0xEF,K12鍵按下day加1case0xBF:day-;break;/PB=0xEF,K14鍵按下day減1case0xDF:gotohour;break;/PB=0xDF,K13鍵按下，切換到設(shè)置時程序while(1);hour:do(if(hour=24)/判斷進位(hour=0;for(i=0;i<=5;i+)(dis_hour();dis_minute();dis_second();Set_Init_8255();switch(PB8255)(case0xEF:hour+;break;/PB=0xEF,K12鍵按下hour加1case0xBF:hour-;break;/PB=0xEF,K14鍵按下hour減1case0xDF:gotominute;break;/PB=0xDF,K13鍵按下切換到設(shè)置分程序while(1);minute:do(minute=0;for(i=0;i<=5;i+)(di