基于單片機(jī)電子時(shí)鐘方案設(shè)計(jì)書04388

1、. . .word.zl. . . . . 資料. . .設(shè)計(jì)題目：電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)目的：應(yīng)用單片機(jī)控制技術(shù)，以89c51單片機(jī)為核心的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)目標(biāo)：在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時(shí)間，并通過一個(gè)控制鍵來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)整和是否進(jìn)入省電模式的轉(zhuǎn)換關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電子時(shí)鐘；鍵盤控制引言：1957年,Ventura創(chuàng)造了世界上第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的根底，電子時(shí)鐘開場迅速開展起來?，F(xiàn)代的電子時(shí)鐘是基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具，采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷，用于一秒的定義，通過計(jì)數(shù)方式進(jìn)展?jié)M六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)小時(shí)清零。從而到達(dá)計(jì)時(shí)的功能，是人民日常生活補(bǔ)課缺少的工具?，F(xiàn)在高精度

2、的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)展時(shí)和分的校對，片選的靈活性好。1設(shè)計(jì)要求功能：電子時(shí)鐘能夠顯示時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)展時(shí)和分的校對，而且其片選的靈活性強(qiáng)。并且是以單片機(jī)為核心來設(shè)計(jì)的。2方案論證與比照21單片機(jī)的型號選擇通過對多種單片機(jī)性能的分析，最終認(rèn)為89C51是最理想的電子時(shí)鐘開發(fā)芯片。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可

3、擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，而且它與MCS-51兼容，且具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器和1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年等特點(diǎn)，是最好的選擇。22數(shù)碼管顯示工作原理數(shù)碼管是一種把多個(gè)LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽型，一種是共陰型。共陽型就是把多個(gè)LED顯示段的陽極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個(gè)LED顯示段的陰極接在一起，即為公共商。陽極即為

4、二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。通常的數(shù)碼管又分為8段，即8個(gè)LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP 是小數(shù)點(diǎn)位段。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共端會連接在一起，不同位的數(shù)碼管的一樣端也會連接在一起。即，所有的A段都會連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的8段輸入及其公共端電平一直有效。動態(tài)顯示的原理是，各個(gè)數(shù)碼管的一樣段連接在一起，共同占用8 位段引管線；每位數(shù)碼管的陽極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個(gè)數(shù)碼管公共端加有

5、效信號，在此同時(shí)給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時(shí)，顯示就會清晰顯示出來。3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)總體硬件原理圖如圖1所示 圖1 系統(tǒng)電路原理圖AT89C51因?yàn)槠浜粋€(gè)可擦除的ROM，以及其存儲數(shù)據(jù)的時(shí)間長度可達(dá)10年之久所以選其作為該設(shè)計(jì)的核心控制部件。3.1鍵盤電路設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)只用了一個(gè)鍵盤，但實(shí)現(xiàn)的功能卻是比擬完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵盤可以實(shí)現(xiàn)小時(shí)和分鐘的調(diào)節(jié)以及控制是否進(jìn)入省電模式。當(dāng)按鍵按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，到達(dá)省電的目的；直接按下不松開，那么可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，那么可實(shí)現(xiàn)小時(shí)的調(diào)

6、節(jié)，同樣每按一次小時(shí)加一。到達(dá)時(shí)間調(diào)節(jié)的目的。選擇的多功能按鍵如圖2所示。 圖2 多功能控制鍵3.2主控模塊89C5189C51是一個(gè)8位單片機(jī)，片內(nèi)ROM全部采用FLASH ROM技術(shù)，晶振時(shí)鐘為12MHz。89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，有4個(gè)八位的并行雙向I/O端口，分別記作P0、P1、P2、P3。第31引腳需要接高電位使單片機(jī)選用內(nèi)部程序存儲器；第40腳為電源端VCC，接+5V電源，第20引腳為接地端VSS，通常在VCC和VSS引腳之間接0.1F高頻濾波電容。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)軟件概述 在主程序的開場定義了一組固定單元用來存儲計(jì)數(shù)的分、秒、時(shí)的存儲單元。在主程序

7、中，對不同的按鍵進(jìn)展掃描，實(shí)現(xiàn)秒表，時(shí)間調(diào)整。系統(tǒng)總體流程圖如圖3所示。開場T0中斷入口通過查表方式顯示數(shù)據(jù)數(shù)碼位選加1位選值=8NY位選數(shù)值=0秒計(jì)數(shù)加1秒計(jì)數(shù)=500NY秒計(jì)數(shù)=0SECOND加1中斷返回圖3 總體流程圖系統(tǒng)子程序流程圖如圖4所示。YYNNN子程序入口SECOND=60SECOND=0，并MINUTE加1MINUTE=60MINUTE=0，并HOUR加1顯示數(shù)據(jù)處理中斷返回HOUR=24Y圖4 子程序流程圖5系統(tǒng)測試 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、時(shí)間調(diào)整程序、延時(shí)程序四大模塊。在程序設(shè)計(jì)過程中，加強(qiáng)了局部軟件抗干擾措施，下面對局部模塊作介紹。系統(tǒng)開場

8、仿真的仿真圖如圖5系統(tǒng)仿真圖所示。 圖5系統(tǒng)仿真圖 6 總結(jié)通過這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識到本人對單片機(jī)方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運(yùn)用，尤其是對程序設(shè)計(jì)語句的理解和運(yùn)用，不能夠充分理解每個(gè)語句的具體含義，導(dǎo)致編程的程序過于復(fù)雜，使得需要的存儲空間增大。損耗了過多的內(nèi)存資源。本次的設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐根底，我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競爭，同時(shí)在

9、查找資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識，在和同學(xué)協(xié)作過程中增進(jìn)同學(xué)間的友誼，使我對團(tuán)隊(duì)精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。 我知道，今后我的路還是很長，我要學(xué)的東西也有很多。通過這次實(shí)習(xí)，我深刻的認(rèn)識到計(jì)算機(jī)專業(yè)的路的不平坦，但我會以一種良好的態(tài)度去迎接每一個(gè)挫折和挑戰(zhàn)。參考文獻(xiàn)1 謝自美電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試MXX：華中理工大學(xué)，1992.2 何立民單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M：航空航天大學(xué)，1993.3 樓然笛單片機(jī)開發(fā)M：人民郵電，1994.4 付家才單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)M：化學(xué)工業(yè) 2004.3.5 李光才單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 實(shí)例指導(dǎo)M ：航空航天大學(xué) 2004.6 朱定華單片機(jī)原理及接口技術(shù)

10、實(shí)驗(yàn)M：北方交通大學(xué)2002.11.7 X湘濤江世明單片機(jī)原理與應(yīng)用M. :電子工業(yè),2006.附錄一 局部程序清單 源程序ORG 0000H 。程序執(zhí)行開場地址LJMP START 。跳到標(biāo)號START執(zhí)行ORG 0003H 。外中斷0中斷程序入口RETI 。外中斷0中斷返回ORG 000BH 。定時(shí)器T0中斷程序入口LJMP INTT0 。跳至INTTO執(zhí)行ORG 0013H 。外中斷1中斷程序入口RETI 。外中斷1中斷返回ORG 001BH 。定時(shí)器T1中斷程序入口LJMP INTT1 。跳至INTT1執(zhí)行ORG 0023H 。串行中斷程序入口地址RETI 。串行中斷程序返回START

11、: MOV R0,#70H 。清70H-7AH共11個(gè)內(nèi)存單元MOV R7,#0BH 。CLEARDISP: MOV R0,#00H 。INC R0 。DJNZ R7,CLEARDISP 。MOV 20H,#00H 。清20H標(biāo)志用MOV 7AH,#0AH 。放入熄滅符數(shù)據(jù)MOV TMOD,#11H 。設(shè)T0、T1為16位定時(shí)器MOV TL0,#0B0H 。50MS定時(shí)初值T0計(jì)時(shí)用MOV TH0,#3CH 。50MS定時(shí)初值MOV TL1,#0B0H 。50MS定時(shí)初值T1閃爍定時(shí)用MOV TH1,#3CH 。50MS定時(shí)初值SETB EA 。總中斷開放SETB ET0 。允許T0中斷SET

12、B TR0 。開啟T0定時(shí)器MOV R4,#14H 。1秒定時(shí)用初值50MS20START1: LCALL DISPLAY 。調(diào)用顯示子程序JNB P3.7,SETMM1 。P3.7口為0時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)間調(diào)整程序SJMP START1 。P3.7口為1時(shí)跳回START1SETMM1: LJMP SETMM 。轉(zhuǎn)到時(shí)間調(diào)整程序SETMM 。 1秒計(jì)時(shí)程序 。INTT0: PUSH ACC 。累加器入棧保護(hù)PUSH PSW 。狀態(tài)字入棧保護(hù)CLR ET0 。關(guān)T0中斷允許CLR TR0 。關(guān)閉定時(shí)器T0MOV A,#0B7H 。中斷響應(yīng)時(shí)間同步修正ADD A,TL0 。低8位初值修正MOV TL0,A 。

13、重裝初值低8位修正值 MOV A,#3CH 。高8位初值修正ADDC A,TH0 。MOV TH0,A 。重裝初值高8位修正值 SETB TR0 。開啟定時(shí)器T0DJNZ R4, OUTT0 。20次中斷未到中斷退出ADDSS: MOV R4,#14H 。20次中斷到1秒重賦初值MOV R0,#71H 。指向秒計(jì)時(shí)單元71H-72HACALL ADD1 。調(diào)用加1程序加1秒操作MOV A,R3 。秒數(shù)據(jù)放入AR3為2位十進(jìn)制數(shù)組合CLR C 。清進(jìn)位標(biāo)志CJNE A,#60H,ADDMM 。ADDMM: JC OUTT0 。小于60秒時(shí)中斷退出ACALL CLR0 。大于或等于60秒時(shí)對秒計(jì)時(shí)

14、單元清0 MOV R0,#77H 。指向分計(jì)時(shí)單元76H-77HACALL ADD1 。分計(jì)時(shí)單元加1分鐘MOV A,R3 。分?jǐn)?shù)據(jù)放入ACLR C 。清進(jìn)位標(biāo)志 CJNE A,#60H,ADDHH 。ADDHH: JC OUTT0 。小于60分時(shí)中斷退出ACALL CLR0 。大于或等于60分時(shí)分計(jì)時(shí)單元清0 MOV R0,#79H 。指向小時(shí)計(jì)時(shí)單元78H-79HACALL ADD1 。小時(shí)計(jì)時(shí)單元加1小時(shí) MOV A,R3 。時(shí)數(shù)據(jù)放入ACLR C 。清進(jìn)位標(biāo)志CJNE A,#24H,HOUR 。HOUR: JC OUTT0 。小于24小時(shí)中斷退出ACALL CLR0 。大于或等于24小

15、時(shí)小時(shí)計(jì)時(shí)單元清0OUTT0: MOV 72H,76H 。中斷退出時(shí)將分、時(shí)計(jì)時(shí)單元數(shù)據(jù)移MOV 73H,77H 。入對應(yīng)顯示單元MOV 74H,78H 。MOV 75H,79H 。POP PSW ?；謴?fù)狀態(tài)字出棧POP ACC 。恢復(fù)累加器SETB ET0 。開放T0中斷 RETI 。中斷返回 。 閃動調(diào)時(shí) 程 序 。 。T1中斷效勞程序，用作時(shí)間調(diào)整時(shí)調(diào)整單元閃爍指示INTT1: PUSH ACC 。中斷現(xiàn)場保護(hù)PUSH PSW 。MOV TL1, #0B0H 。裝定時(shí)器T1定時(shí)初值 MOV TH1, #3CH 。DJNZ R2,INTT1OUT 。0.3秒未到退出中斷50MS中斷6次 M

16、OV R2,#06H 。重裝0.3秒定時(shí)用初值CPL 02H 。0.3秒定時(shí)到對閃爍標(biāo)志取反 02H,FLASH1 。02H位為1時(shí)顯示單元熄滅 MOV 72H,76H 。02H位為0時(shí)正常顯示MOV 73H,77H 。MOV 74H,78H 。MOV 75H,79H 。INTT1OUT: POP PSW ?；謴?fù)現(xiàn)場POP ACC 。RETI 。中斷退出FLASH1: 01H,FLASH2 。01H位為1時(shí)，轉(zhuǎn)小時(shí)熄滅控制MOV 72H,7AH 。01H位為0時(shí)，熄滅符數(shù)據(jù)放入分MOV 73H,7AH 。顯示單元72H-73H，將不顯示分?jǐn)?shù)據(jù)MOV 74H,78H 。MOV 75H,79H 。

17、AJMP INTT1OUT 。轉(zhuǎn)中斷退出 FLASH2: MOV 72H,76H 。01H位為1時(shí)，熄滅符數(shù)據(jù)放入小時(shí)MOV 73H,77H 。顯示單元74H-75H，小時(shí)數(shù)據(jù)將不顯示 MOV 74H,7AH 。MOV 75H,7AH 。AJMP INTT1OUT 。轉(zhuǎn)中斷退出 。 加1子 程 序 。ADD1: MOV A,R0 。取當(dāng)前計(jì)時(shí)單元數(shù)據(jù)到ADEC R0 。指向前一地址SWAP A 。A中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換ORL A,R0 。前一地址中數(shù)據(jù)放入A中低四位 ADD A,#01H 。A加1操作DA A 。十進(jìn)制調(diào)整MOV R3,A 。移入R3存放器ANL A,#0FH 。高四位變0

18、MOV R0,A 。放回前一地址單元MOV A,R3 。取回R3中暫存數(shù)據(jù)INC R0 。指向當(dāng)前地址單元SWAP A 。A中數(shù)據(jù)高四位與低四位交換ANL A,#0FH 。高四位變0MOV R0,A 。數(shù)據(jù)放入當(dāng)削地址單元中 RET 。子程序返回 。 清零程序 。CLR0: CLR A 。清累加器MOV R0,A 。清當(dāng)前地址單元DEC R0 。指向前一地址MOV R0,A 。前一地址單元清0RET 。子程序返回 。 時(shí)鐘調(diào)整程序 。當(dāng)調(diào)時(shí)按鍵按下時(shí)進(jìn)入此程序SETMM: CLR ET0 。關(guān)定時(shí)器T0中斷CLR TR0 。關(guān)閉定時(shí)器T0LCALL DL1S 。調(diào)用1秒延時(shí)程序 P3.7,CL

19、OSEDIS 。鍵按下時(shí)間小于1秒，關(guān)閉顯示省電 MOV R2,#06H 。進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)，賦閃爍定時(shí)初值 SETB ET1 。允許T1中斷SETB TR1 。開啟定時(shí)器T1SET2: JNB P3.7,SET1 。P3.7口為0鍵未釋放，等待SETB 00H 。鍵釋放，分調(diào)整閃爍標(biāo)志置1SET4: P3.7,SET3 。等待鍵按下LCALL DL05S 。有鍵按下，延時(shí)0.5秒JNB P3.7,SETHH 。按下時(shí)間大于0.5秒轉(zhuǎn)調(diào)小時(shí)狀態(tài)MOV R0,#77H 。按下時(shí)間小于0.5秒加1分鐘操作LCALL ADD1 。調(diào)用加1子程序MOV A,R3 。取調(diào)整單元數(shù)據(jù)CLR C 。清進(jìn)位標(biāo)志C

20、JNE A,#60H,HHH 。調(diào)整單元數(shù)據(jù)與60比擬HHH: JC SET4 。調(diào)整單元數(shù)據(jù)小于60轉(zhuǎn)SET4循環(huán)LCALL CLR0 。調(diào)整單元數(shù)據(jù)大于或等于60時(shí)清0CLR C 。清進(jìn)位標(biāo)志AJMP SET4 。跳轉(zhuǎn)到SET4循環(huán)CLOSEDIS:SETB ET0 。省電LED不顯示狀態(tài)。開T0中斷SETB TR0 。開啟T0定時(shí)器開時(shí)鐘CLOSE: P3.7,CLOSE 。無按鍵按下，等待。LCALL DISPLAY 。有鍵按下，調(diào)顯示子程序延時(shí)削抖 P3.7,CLOSE 。是干擾返回CLOSE等待WAITH: JNB P3.7,WAITH 。等待鍵釋放LJMP START1 。返回主

21、程序LED數(shù)據(jù)顯示亮SETHH: CLR 00H 。分閃爍標(biāo)志去除進(jìn)入調(diào)小時(shí)狀態(tài)SETHH1: JNB P3.7,SET5 。等待鍵釋放SETB 01H 。小時(shí)調(diào)整標(biāo)志置1SET6: P3.7,SET7 。等待按鍵按下LCALL DL05S 。有鍵按下延時(shí)0.5秒JNB P3.7,SETOUT 。按下時(shí)間大于0.5秒退出時(shí)間調(diào)整MOV R0,#79H 。按下時(shí)間小于0.5秒加1小時(shí)操作LCALL ADD1 。調(diào)加1子程序MOV A,R3 。CLR C 。CJNE A,#24H,HOUU 。計(jì)時(shí)單元數(shù)據(jù)與24比擬HOUU: JC SET6 。小于24轉(zhuǎn)SET6循環(huán)LCALL CLR0 。大于或等

22、于24時(shí)清0操作AJMP SET6 。跳轉(zhuǎn)到SET6循環(huán)SETOUT: JNB P3.7,SETOUT1 。調(diào)時(shí)退出程序。等待鍵釋放LCALL DISPLAY 。延時(shí)削抖JNB P3.7,SETOUT 。是抖動，返回SETOUT再等待CLR 01H 。清調(diào)小時(shí)標(biāo)志CLR 00H 。清調(diào)分標(biāo)志CLR 02H 。清閃爍標(biāo)志CLR TR1 。關(guān)閉定時(shí)器T1CLR ET1 。關(guān)定時(shí)器T1中斷SETB TR0 。開啟定時(shí)器T0SETB ET0 。開定時(shí)器T0中斷計(jì)時(shí)開場LJMP START1 。跳回主程序SET1: LCALL DISPLAY 。鍵釋放等待時(shí)調(diào)用顯示程序調(diào)分AJMP SET2 。防止鍵按下時(shí)無時(shí)鐘顯示SET3: LCALL DISPLAY 。等待調(diào)分按鍵時(shí)時(shí)鐘顯示用AJMP SET4SET5: LCALL DISPLAY 。鍵釋放等待時(shí)調(diào)用顯示程序調(diào)小時(shí)AJMP SETHH1 。防止鍵按下時(shí)無時(shí)鐘顯示SET7: LCALL DISPLAY 。等待調(diào)小時(shí)按鍵時(shí)時(shí)鐘顯示用AJMP SET6SETOUT1: LCALL DISPLAY 。退出時(shí)鐘調(diào)整時(shí)鍵釋放等待AJMP SETOU