電子時鐘課程設計proteus環(huán)境下的電子時鐘設計

1、單片機課程設計說明書設計題目： proteus環(huán)境下的電子時鐘設計 系 別： 電控系 專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號： 指導老師： 日 期： 目錄.3.33根本功能3擴展功能3334電路的總體設計4程序的總體設計466774程序設計8891114161. 學習8051定時器時間計時處理、按鍵掃描及LED數(shù)碼管顯示的設計方法。2. 設計任務及要求 利用實驗平臺上4個LED數(shù)碼管， 設計帶有鬧鈴功能的數(shù)字時鐘根本功能1. 在4位數(shù)碼管上顯示當前時間。顯示格式“時時分分 2. 由LED閃動做秒顯示。3. 利用按鍵可對時間及鬧玲進行設置，并可顯示鬧玲時間。當鬧玲時間到蜂鳴器發(fā)出聲響，按停止鍵使可使鬧玲

2、聲停止。4.實現(xiàn)秒表功能百分之一秒顯示擴展功能1.日歷功能能對年，月，日，星期進行顯示，分辨平年，閏年以及各月天數(shù)，并調(diào)整2.音樂鬧鈴鈴音可選擇，鬧鈴被停止后，閃爍顯示當前時刻8秒后，或按鍵跳入正常時間顯示狀態(tài)3.定時功能設定一段時間長度，定時到后，閃爍提示4.倒計時功能設定一段時間長度，能實現(xiàn)倒計時顯示，時間長減到0時，閃爍提示5.鬧鈴重響功能鬧鈴被停止后，以停止時刻開始，一段時間后鬧鈴重響，且重響時間的間隔可調(diào)實驗根本原理利用單片機定時器完成計時功能，定時器0s中斷一次并當作一個計數(shù)，設定定時1秒的中斷計數(shù)初值為100，每中斷一次中斷計數(shù)初值減1，當減到0時，那么表示1s到了，秒變量加1，

3、同理再判斷是否1min鐘到了，再判斷是否1h到了。為了將時間在LED數(shù)碼管上顯示，可采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法，由于靜態(tài)顯示法需要譯碼器，數(shù)據(jù)鎖存器等較多硬件，可采用動態(tài)顯示法實現(xiàn)LED顯示，通過對每位數(shù)碼管的依次掃描，使對應數(shù)碼管亮，同時向該數(shù)碼管送對應的字碼，使其顯示數(shù)字。由于數(shù)碼管掃描周期很短，由于人眼的視覺暫留效應，使數(shù)碼管看起來總是亮的，從而實現(xiàn)了各種顯示。2.2實驗設計分析針對要實現(xiàn)的功能，采用AT89S51單片機進行設計，這樣，既能做到經(jīng)濟合理又能實現(xiàn)預期的功能。在程序方面，采用分塊設計的方法，這樣既減小了編程難度、使程序易于理解，又能便于添加各項功能。 電路的總體設計此次設計主

4、要是應用單片機來設計電子時鐘，硬件局部主要分以下電路模塊：顯示電路用8個共陰數(shù)碼管分別顯示，星期年份，小時、分鐘月份和秒日，通過動態(tài)掃描進行顯示，從而防止了譯碼器的使用，同時節(jié)約了I/0端口，使電路更加簡單。單片機采用AT89S51系列，這種單片機應用簡單，適合電子鐘設計?？蚣苋缦拢簡纹瑱C輸入局部晶振和復位輸出局部程序的總體設計程序設計的整體思路為：接通電源，數(shù)碼管顯示星期數(shù)，時，分，秒。并且走時顯示LED燈每隔1秒改變一次明暗，此為正常工作模式。以下為在該工作方式下模式選擇的按鍵方式：框圖如下：主程序開始顯示星期，時，分，秒是否有調(diào) 轉(zhuǎn)？T0中斷秒，分，時等進位閃爍提示顯示日期并調(diào)整響鈴提示

5、時間調(diào)整鬧鈴設置定時設置鈴聲測試秒表模式回主程序定時到按0鍵按0鍵鬧鈴到按1鍵按2鍵按3鍵按4鍵按5鍵按7鍵7鍵恢復按4鍵按8鍵按0鍵按0鍵倒計時啟動并顯示回主程序秒表暫停秒表清零回主程序按7鍵模塊電路主要分為：輸入局部、輸出局部、復位和晶振電路。3.1 輸入局部輸入信號主要是各種模式選擇和調(diào)整信號，由按鍵開關提供。以下為輸入局部樣例：在本實驗中主要用用P3口輸入按鍵信號，還用到了特殊的P0口。對于P0口，由于其存在高阻狀態(tài)，為了實現(xiàn)開關功能，給其添加上拉電阻，具體如下列圖所示：3.2 輸出局部本電路的輸出信號為7段數(shù)碼管的位選和段選信號，鬧鈴脈沖信號，提示燈信號。本實驗的數(shù)碼管是共陰的，為了

6、防止段選信號不能驅(qū)動數(shù)碼管，故在P1口連接上拉電阻后，再送段選信號，以提高驅(qū)動，位選信號直接從P2口接入，如下列圖：鬧鈴由P2.6端輸出，模塊如下：3.3 晶振與復位電路本實驗單片機時鐘用內(nèi)部時鐘，模塊如下：復位電路為手動復位構成，模塊如下：各模塊拼接組合，電路總體設計圖如下：延時模塊數(shù)碼管顯示動態(tài)掃描時，用到延時程序，這里使用延遲1ms的程序，此程序需要反復調(diào)用程序如下：D_1MS:MOV R7,#2D_5:MOV R2,#250DJNZ R2,$DJNZ R7,D_5RET除數(shù)碼管動態(tài)掃描外，數(shù)碼管的閃爍提示，以及音樂模塊也用到了延時，只是延時的長短不同罷了，在此不再贅述。中斷效勞程序進入

7、T0定時中斷修正，重裝計數(shù)初值按7鍵秒表的百分之一秒位，秒位，分位，時位的進位 DEC PNUMPNUM=0，已到1秒MOV PNUM,#100重裝中斷計數(shù)值INC SECOND 秒位加1R3,R4所存定時長度減1分，時，日周，月，年的進位 RETI 中斷返回本實驗中，計數(shù)器T0,T1中斷都有運用，其中T0中斷為時鐘定時所用，T1中斷用于音樂播放。 NO YES YES NO計數(shù)器T1工作于方式1， 當調(diào)用響鈴程序時，其計數(shù)功能開啟，為音樂音調(diào)不同頻率的方波的形成，提供延時。其中斷效勞程序就是根據(jù)音調(diào)改變音樂方波輸出口電平的上下，用語句 CPL實現(xiàn)。 中斷效勞程序中日歷的實現(xiàn)較為復雜，要考慮平

8、年，閏年，特殊的2月，每月的天數(shù)的不盡相同。具體的邏輯判斷方法為：首先，要考慮年份是不是閏年，閏年的判斷方法是：將年份除以100，假設能整除，那么將年份除以400，假設還能整除，那么為閏年，假設不能，那么為平年；假設不能被100整除，那么判斷是否能被4整除，假設能，那么為閏年，假設不能那么為平年。只有2月與平、閏年相關，因此在閏年和平年的子程序中，要判斷是不是2月，假設是那么在相應的年中進行日期的增加，假設不是那么轉(zhuǎn)入平時的月份。其中1、3、5、7、8、10、12月是每月31天，4、6、9、11月為每月30天。日歷進位判斷流程圖如下：年份能否被100整除NY年份是否能被4整除年份是否能被400

9、整除NN平年閏年YY是不是2月是不是2月Y日>=28之后返回為1NNY日>=29之后返回為1假設月份為1、3、5、7、8、10、12月那么調(diào)用31天的程序假設月份為4、6、9、11那么調(diào)用30天的程序本實驗用8個數(shù)碼管，剛好能顯示年，月，日，掃描顯示與時間的掃描顯示類似。年比擬特殊，由兩個存放器存儲，個位，十位為0時，說明年數(shù)能被100整除，假設此時千位，百位組成兩位數(shù)能被4整除，那么年數(shù)被400整除，為閏年。假設十位，個位組成兩位數(shù)能被4整除，那么年數(shù)能被4整除，為閏年。主程序主程序主要對按鍵進行掃描，以及判斷定時和鬧鈴時間是否已到，假設到那么調(diào)用相關程序，該段程序如下：MAIN

10、:JNB P3.0,DATETZ ;按下0鍵，顯示日期并可對日期進行調(diào)整JNB P3.1,ZSTZ1 ;按下1鍵，顯示時間，并可調(diào)時JNB P3.2,NLTZZ ;按下2鍵，進行鬧鈴設置JNB P3.3,DSTZ ;按下3鍵，進行定時設置JNB P3.4,CESHI ;鬧鈴測試JNB P3.6,STOPWATCHTZ ;按下6鍵，進入秒表方式ACALL DISP ;調(diào)用時鐘顯示子程序JNB P0.6,RERING ;判斷是否開啟鬧鈴重響功能RE: JNB P2.7,DSPDKQ ;判斷是否開啟鬧鈴功能，沒開那么去判斷定時FMQPD: ;判斷定時值R4,R3是否到零、鬧鈴時刻是否已到MOV A,

11、HOUR;SUBB A,38H;JZ FEN ;判斷小時數(shù)是否到鬧鈴所定時間，假設到，那么對分進行判斷；假設不到，那么對定時進行判斷AJMP DSPDKQFEN:MOV A,MINUTE;SUBB A,37H;JZ MIAO ;判斷分是否到鬧鈴所定時間，假設到，那么對秒進行判斷；假設不到，那么對定時進行判斷AJMP DSPDKQMIAO:MOV A,SECONDSUBB A,#0JZ SHENGYIN1 ;判斷秒是否到鬧鈴所定時間，假設到，那么時，分，秒都到達鬧鈴時刻，進入響鈴子程序；假設不到那么判斷定時AJMP DSPDKQRERING: ;鬧鈴重響判斷程序JNB F0, RE ;標志位F0

12、為0，不進行鬧鈴重響設定CPL F0MOV 3CH,#1 ;定時判斷標志位賦1， 定時判斷功能開啟JNB P0.7,M1 ;鬧鈴重響間隔時間選取MOV R4,#0 ;鬧鈴重響間隔30秒MOV R3,#30AJMP MAINM1: ;鬧鈴重響間隔60秒MOV R4,#1MOV R3,#0AJMP MAINDSPDKQ: ;判斷是否應該進行定時判斷MOV A,3CH ;3CH是引入的判斷因子，當其為0時，不對定時時間是否到0進行判斷JNZ DSPD2 ;當3CH不是0時，跳轉(zhuǎn)到定時判斷程序AJMP MAINDSPD2:MOV A,R4;JZ S_PD ;R4所存定時分數(shù)為0,那么轉(zhuǎn)而判斷R3所存定

13、時秒數(shù)AJMP MAIN;S_PD:MOV A,R3;JNZ MAIN ;R4,R3所存參數(shù)減為0， 定時長度已到JNB P0.6,SHENGYIN2 ;鬧鈴重響功能開啟時，跳入響鈴程序AJMP TISHI ;不是鬧鈴重響定時，那么定時時間到時，跳入提示程序AJMP MAINCESHI:ACALL RINGAJMP MAINSHENGYIN1: ;調(diào)用響鈴子程序 LCALL RINGAJMP MAINSHENGYIN2:SETB F0 ;鬧鈴重響標志位設定LCALL RING ;響鈴CLR F0 ;標志位復位AJMP MAINNLTZZ: AJMP NLTZ1 ;跳入鬧鈴調(diào)整程序DSTZ:AJ

14、MP DSTZ1 ;跳入定時調(diào)整程序DATETZ:AJMP DATETZ1 ;跳入日期調(diào)整程序STOPWATCHTZ: AJMP STOPWATCHTZ1 ;跳入秒表程序通過硬件仿真平臺Proteus，可以將設計效果仿真出來，根據(jù)效果，有目的的改變設計，優(yōu)化程序。1.普通時間顯示模式仿真圖，表示：星期一 9點10分38秒2.日期調(diào)節(jié)，顯示模式仿真圖，表示：2010年7月10日3.鬧鈴調(diào)節(jié)顯示仿真圖，表示鬧鈴時刻為8點整4.定時，倒計時顯示仿真圖，表示此時定時初值已經(jīng)減到54秒，及還有54秒定時到。定時最大值為59分59秒。5.秒表顯示仿真圖，表示秒表已經(jīng)從0記到8.28秒。秒表可計時到小時，其中小