單片機(jī)課程設(shè)計(jì)_基于89C51的數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)(共28頁)

1、 課程設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)課 程 設(shè) 計(jì)成績(chngj)評定表設(shè)計(jì)(shj)課題 基于89C51的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號 ： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 指導(dǎo)教師意見：成績: 簽名： 年 月 日單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)課 程 設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱(mngchng)： 基于89C51的數(shù)字電子時(shí)鐘(shzhng)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號 ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)(ddin)： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間(shjin)： 2014-01-012015-01-12 單片機(jī)系統(tǒng)(xtng) 課程設(shè)計(jì)任

2、務(wù)書學(xué)生姓名 專業(yè)班級學(xué)號題 目課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來源自擬指導(dǎo)教師主要內(nèi)容（參數(shù)）利用89C51設(shè)計(jì)數(shù)字電子時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)以下功能：1開機(jī)時(shí)顯示00-00-00，并開始連續(xù)計(jì)時(shí)；2記時(shí)滿23-59-59時(shí)，返回00-00-00重新開始計(jì)時(shí)；3在單片機(jī)的P1.0P1.3口分別接入4個(gè)按鍵，P1.0P1.2分別用于“秒”“分”“時(shí)”的調(diào)整，P1.3用做復(fù)位鍵。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第7-8天：實(shí)

3、驗(yàn)室調(diào)試。第9-10天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅不少于6000字。主要參考資料1 張迎新等.單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用與接口技術(shù).北京：國防工業(yè)出版社,2009.8；2 謝維成等.單片機(jī)原理與運(yùn)用及匯編程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社2006.8；3周潤景，劉曉霞等.單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真經(jīng)典實(shí)例.北京：電子工業(yè)出版社，2014.1；4夏路易，石宗義.Protel 99sSE設(shè)計(jì)教程.北京：北京希望電子出版社.2002.6。審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l

4、 _Toc408946040 1 引言(ynyn)5 HYPERLINK l _Toc408946041 2 設(shè)計(jì)(shj)目的5 HYPERLINK l _Toc408946042 3 系統(tǒng)方案與總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _Toc408946043 3.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l _Toc408946044 3.2數(shù)字時(shí)鐘框圖設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l _Toc408946046 4數(shù)字時(shí)鐘的硬件構(gòu)成8 HYPERLINK l _Toc408946047 4.1 選用芯片簡介8 HYPERLINK l _Toc408946049 4.2 LED數(shù)碼顯示器簡介1

5、2 HYPERLINK l _Toc408946051 5各個(gè)模塊工作原理及原理圖12 HYPERLINK l _Toc408946052 5.1計(jì)時(shí)模塊13 HYPERLINK l _Toc408946053 5.2數(shù)字時(shí)鐘控制模塊13 HYPERLINK l _Toc408946054 5.3振蕩模塊14 HYPERLINK l _Toc408946055 5.4顯示模塊14 HYPERLINK l _Toc408946056 6系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)15 HYPERLINK l _Toc408946057 6.1軟件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)(yodin)15 HYPERLINK l _Toc408946058

6、6.2 AT89C51內(nèi)部(nib)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的使用(shyng)方法15 HYPERLINK l _Toc408946059 6.3 程序設(shè)計(jì)流程圖16 HYPERLINK l _Toc408946060 7系統(tǒng)調(diào)試與總結(jié)17 HYPERLINK l _Toc408946061 7.1電路調(diào)試17 HYPERLINK l _Toc408946062 7.2軟件調(diào)試17 HYPERLINK l _Toc408946063 8結(jié)論與心得18 HYPERLINK l _Toc408946064 附錄A系統(tǒng)原理圖18 HYPERLINK l _Toc408946065 附錄B 源程序20 HY

7、PERLINK l _Toc408946066 參考文獻(xiàn)261 引言數(shù)字時(shí)鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命。數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字時(shí)鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，使其得到了廣泛的使用。該課程設(shè)計(jì)為數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)。以AT89C51為核心，配合8位7段共陰極LED數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，按鍵可以進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，為用戶提供長期、連續(xù)、可靠、穩(wěn)定的工作環(huán)境。該數(shù)字電子鐘有時(shí)分秒顯示功能以及時(shí)間的調(diào)整的功能。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、串行口數(shù)據(jù)接收、指令發(fā)送以及數(shù)據(jù)的顯示和存儲，并且實(shí)現(xiàn)

8、鍵盤、液晶顯示器等各模塊的功能，采用匯編語言編程。關(guān)鍵詞： 數(shù)字電子鐘單片機(jī)匯編語言 2 設(shè)計(jì)(shj)目的深化和擴(kuò)充在單片機(jī)原理及相關(guān)課程方面的基本知識、基本理論和基本技能熟悉設(shè)計(jì)過程，了解設(shè)計(jì)步驟，掌握(zhngw)設(shè)計(jì)內(nèi)容，培養(yǎng)設(shè)計(jì)電路、實(shí)現(xiàn)軟件編程和編寫設(shè)計(jì)說明書能力的目的，為今后從事相關(guān)方面的實(shí)際工作打下良好基礎(chǔ)。（1）熟悉(shx)AT89C51內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器原理和應(yīng)用，把理論加以實(shí)踐；（2）了解使用單片機(jī)處理復(fù)雜邏輯的方法；（3）掌握多位數(shù)碼動態(tài)顯示的方法；（4）掌握多個(gè)按鍵的讀鍵和處理方法。3 系統(tǒng)方案與總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用通用的80C51芯片，顯示器為8

9、個(gè)共陰極LED數(shù)碼管，用1個(gè)八總線接收/發(fā)送器74LS245驅(qū)動數(shù)碼管,因?yàn)椴捎昧松鲜鰞蓚€(gè)芯片，所以在對數(shù)碼管進(jìn)行掃描顯示時(shí)，只需要單片機(jī)的8條I/O線就能完成顯示功能了。 選用P0.0-P0.7作為顯示數(shù)據(jù)值的輸出，連接在八總線接收/發(fā)送器74LS245輸入端。由于LED數(shù)據(jù)管點(diǎn)亮?xí)r耗電量較大，因此使用了排阻作為電源驅(qū)動輸出，以保證數(shù)碼管的正常亮度。單片機(jī)的P1.0-P1.4口分別接在S1S4 4個(gè)按鍵上，以控制“時(shí)”，“分”，“秒”的調(diào)整。時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周期，數(shù)字時(shí)鐘鐘的格式為：XX-XX-XX，由左向右分別為：“時(shí)-分-秒”(由于沒有采用小數(shù)點(diǎn)，符號 “-”為分隔“時(shí)”“分”“秒”

10、的分隔符)。完成顯示由秒加1，一直加1至59，再恢復(fù)為00；分加1，一直加1至59，再恢復(fù)00；時(shí)加1，一直加1至23，再恢復(fù)00。* 按鍵功能* 啟動時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘從00-00-00 開始自動計(jì)時(shí)； 按鍵(n jin)S1控制對“秒”的調(diào)整(tiozhng)，每按一次時(shí)計(jì)數(shù)值加1； 按鍵(n jin)S2控制對“分”的調(diào)整，每按一次分計(jì)數(shù)值加1； 按鍵S3控制對“時(shí)”的調(diào)整，每按一次秒計(jì)數(shù)值加1； 按鍵S4用做復(fù)位鍵，在計(jì)時(shí)過程中，如果按下復(fù)位鍵，則返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。3.2數(shù)字時(shí)鐘框圖設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘總體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)如圖3-1所示。圖3-1 數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)框圖 用AT89C51單片機(jī)的定

11、時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生1s的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)1s產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加1開始計(jì)時(shí)。顯示00-00-00的時(shí)間，開始計(jì)時(shí)；P1.0口控制“秒”的調(diào)整，每次按鍵加1s;P1.1口控制“分”的調(diào)整，每按一次按鍵加1min;P1.2口控制“時(shí)”的調(diào)整，每按一次加1h。計(jì)時(shí)滿23-59-59時(shí)，返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。P1.3口用作復(fù)位鍵，在計(jì)時(shí)過程中，如果按下復(fù)位鍵，則返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。 3.2.1計(jì)時(shí)模塊：用AT89C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生1s的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間;當(dāng)1s產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加1，當(dāng)加到60s時(shí)向分鐘位進(jìn)一位，當(dāng)分鐘位加到60時(shí)，向時(shí)鐘位進(jìn)一；開機(jī)時(shí)

12、，顯示(xinsh)00-00-00，并開始連續(xù)計(jì)時(shí)；計(jì)時(shí)滿23-59-59時(shí)，返回(fnhu)00-00-00重新開始計(jì)時(shí)。3.2.2數(shù)字時(shí)鐘(shzhng)控制模塊：在以上設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，在單片機(jī)的P1.0P1.3口分別接入4個(gè)按鍵。P1.0口控制“秒”的調(diào)整，每次按鍵加1s；P1.1口控制“分”的調(diào)整，每按一次按鍵加1min；P1.2口控制“時(shí)”的調(diào)整，每按一次加1h；P1.3口用作復(fù)位鍵控制，在計(jì)時(shí)過程中，如果按下復(fù)位鍵，則返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。3.2.3振蕩模塊：晶體振蕩器電路給數(shù)字時(shí)鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的12MHz的方波信號，不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶

13、體振蕩器電路。3.2.4顯示模塊:顯示電路采用8位7段共陰極LED數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用74LS245增加I/O口的驅(qū)動能力。4數(shù)字時(shí)鐘的硬件構(gòu)成4.1 選用芯片簡介 4.1.1 89C51簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)，其引腳圖如圖4-1所示。AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串

14、行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。1.管腳說明(shumng)VCC：供電(n din)電壓。GND：接地(jid)。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)F

15、IASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存

16、儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：2.口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入(shr)口）P3.1 TXD（串行輸出(shch)口）P3.2

17、/INT0（外部(wib)中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（定時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（定時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注

18、意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序

19、存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘(shzhng)工作電路的輸入。XTAL2：來自反向(fn xin)振蕩器的輸出。 圖4-1 89C51單片機(jī)引腳圖4.1.2 74LS245簡介(jin ji) HYPERLINK l _Toc167014042 74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù),其引腳圖如圖4-5。當(dāng)片選端/CE有效時(shí)，74LS245的輸入/輸出方向由DIR控制。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。其工作方式如

20、表4-1所示。 表4-1 74LS245的工作方式控制信號數(shù)據(jù)傳輸方向/EDIRLLBALHABLX高阻 由表4-1可知，當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸（接收）；DIR=“1”，信號由 A向 B 傳輸（發(fā)送）；當(dāng)/CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使

21、得RD且PSEN有效時(shí)，74LS245輸入（P0.1D1），其它時(shí)間處于輸出（P0.1D1）。圖4.3 74LS245管腳圖 若將DIR接固定TTL邏輯電平（高或低），則74LS245變?yōu)閱蜗蚓彌_器，但這種方式是極少采用的。一般都是使用它的雙向輸出功能。為此，DIR必須可控，使其根據(jù)(gnj)需要變?yōu)楦唠娖交虻碗娖?，并與/E相結(jié)合控制數(shù)據(jù)傳輸方向。在單片機(jī)系統(tǒng)中，可采用讀信號或者寫信號實(shí)現(xiàn)控制。當(dāng)/WR有效時(shí)數(shù)據(jù)通過74LS245的B（B0B7）端輸入，由（A1A8）輸出；當(dāng)/RD有效時(shí)數(shù)據(jù)由A端輸入，B端輸出。由此可見，由于74LS245芯片具有雙向緩沖和驅(qū)動作用，很適合作單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線的

22、收發(fā)器。4.2 LED數(shù)碼(shm)顯示器簡介LED數(shù)碼顯示器是1種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用(shyng)了8個(gè)LED發(fā)光二極管，其中7個(gè)用于顯示字符，1個(gè)用于顯示小數(shù)點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中用不到小數(shù)點(diǎn)，故不予考慮。LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法。 （1）共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接+5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。當(dāng)陰極端輸入低電平時(shí)，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平時(shí)則不點(diǎn)亮。（2）共陰極接法。把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。每個(gè)發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。當(dāng)陽極端輸入高電平時(shí)

23、，段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平時(shí)則不點(diǎn)亮。在本設(shè)計(jì)中所采用的是共陰極LED數(shù)碼顯示器，其引腳排列如圖7所示： (b)圖4-4 (a)典型LED數(shù)碼(shm)顯示器 (b) 典型LED數(shù)碼顯示器共陰極、共陽極接法5各個(gè)模塊(m kui)工作原理及原理圖用AT89C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生1s的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)1s產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加1開始(kish)計(jì)時(shí)。顯示00-00-00的時(shí)間，開始計(jì)時(shí)；P1.0口控制“秒”的調(diào)整，每次按鍵加1s;P1.1口控制“分”的調(diào)整，每按一次按鍵加1min;P1.2口控制“時(shí)”的調(diào)整，每按一次加1h。計(jì)時(shí)滿23-59-59時(shí)，返回00-00

24、-00重新計(jì)時(shí)。P1.3口用作復(fù)位鍵，在計(jì)時(shí)過程中，如果按下復(fù)位鍵，則返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。5.1計(jì)時(shí)模塊用AT89C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0產(chǎn)生1s的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間;當(dāng)1s產(chǎn)生時(shí)，秒計(jì)數(shù)(j sh)加1，當(dāng)加到60s時(shí)向分鐘位進(jìn)一位，當(dāng)分鐘位加到60時(shí)，向時(shí)鐘位進(jìn)一；開機(jī)時(shí)，顯示(xinsh)00-00-00，并開始連續(xù)計(jì)時(shí)；計(jì)時(shí)滿23-59-59時(shí)，返回00-00-00重新(chngxn)開始計(jì)時(shí)。5.2數(shù)字時(shí)鐘控制模塊在以上設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，在單片機(jī)的P1.0P1.3口分別接入4個(gè)按鍵S1、S2、S3、S4?？刂颇K的原理圖如圖5-1P1.0口控制“秒”的調(diào)整，每次按鍵

25、加1s，；P1.1口控制“分”的調(diào)整，每按一次按鍵加1min；P1.2口控制“時(shí)”的調(diào)整，每按一次加1h；P1.3口用作復(fù)位鍵控制，在計(jì)時(shí)過程中，如果按下復(fù)位鍵，則返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。 圖5-1 數(shù)字時(shí)鐘控制模塊原理圖5.3振蕩模塊晶體振蕩器電路給數(shù)字時(shí)鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的12MHz的方波信號，不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路振蕩模塊的原理圖如圖5-2。圖5-2 振蕩(zhndng)模塊電路原理圖5.4顯示(xinsh)模塊 顯示電路采用8位7段共陰極LED數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(shj)，采用74LS245增加I/O口的驅(qū)動能力。圖5-3顯示模塊電路原

26、理圖6系統(tǒng)軟件(x tn run jin)設(shè)計(jì)6.1軟件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)(yodin)由于電路設(shè)計(jì)得極其巧妙，許多(xdu)功能都可以由硬件完成，因此軟件設(shè)計(jì)就比較簡單了。下面介紹軟件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：主程序：首先進(jìn)行初始化，設(shè)置數(shù)字時(shí)鐘的計(jì)時(shí)初值為00-00-00，啟動T0進(jìn)行50ms定時(shí)，且允許T0中斷。然后檢測S1S4是否按下，當(dāng)按鍵S1S4按下時(shí)，轉(zhuǎn)入時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)值的調(diào)整程序。定時(shí)器T0中斷子程序：中斷服務(wù)子程序的作用是進(jìn)行時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)與顯示。定時(shí)器T0用于定時(shí)，定時(shí)周期設(shè)為50ms，中斷累計(jì)20次（即1s）。時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)值調(diào)整子程序TIME：時(shí)間計(jì)數(shù)單元在30H(s),31H(min),

27、32H(h)內(nèi)存單元中，在計(jì)數(shù)單元中采用組合BCD碼計(jì)數(shù)。TIME子程序的作用是當(dāng)滿1秒時(shí)，對秒計(jì)數(shù)單元進(jìn)行加1操作，滿60向分進(jìn)位；對分計(jì)數(shù)單元進(jìn)行加1操作，滿60向時(shí)進(jìn)位；對時(shí)計(jì)數(shù)單元進(jìn)行加1操作，滿24清零。顯示子程序VIEW：VIEW子程序的作用是分別將時(shí)間計(jì)數(shù)單元30H(s),31H(min),32H(h)中的十進(jìn)制時(shí)間值轉(zhuǎn)化為個(gè)位和十位存放在顯示緩沖區(qū)中，顯示緩沖區(qū)地址為30H-34H。其中30H-31H存放秒數(shù)據(jù)，31H-32H存放分?jǐn)?shù)據(jù)，33H-33H存放時(shí)數(shù)據(jù)。掃描子程序SCAN：SCAN子程序的作用是把顯示緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)依次送往顯示器顯示。，所以用10H和40H單元存放掃描

28、指針，即10H和40H中存放的是數(shù)碼管的序號，顯示時(shí)，只需取出30H-34H某一地址中的數(shù)據(jù)，P0口作為掃描值輸出，就能保證數(shù)碼管的正常工作。 6.2 AT89C51內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的使用方法AT89C51單片機(jī)的內(nèi)部16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器是一個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以工作在13位定時(shí)方式，也可以工作在16位的定時(shí)方式或8位的定時(shí)方式，只要通過特殊功能寄存器TMOD即可完成。定時(shí)/計(jì)數(shù)器何時(shí)工作也是通過TCON特殊功能寄存器來設(shè)置的。在本課程設(shè)計(jì)中，選擇16位定時(shí)工作方式。對于T0來說，系統(tǒng)時(shí)鐘為12MHZ，最大定時(shí)時(shí)間65.536ms,無法達(dá)到(d do)1s的定時(shí)，因此必須通過軟件處理

29、來解決這個(gè)問題。假設(shè)取T0的最大定時(shí)時(shí)間為50ms。既要定時(shí)1s的需要經(jīng)過20次的50ms定時(shí)。對于這20次計(jì)數(shù)，可采用軟件的方法來統(tǒng)計(jì)。設(shè)定(sh dn)TMOD=00000001H,即設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作在方式1。給定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的TH0、TL0預(yù)置初值，通過(tnggu)下面的公式可以計(jì)算出來，即 TH0=(65536-50000)/256 TL0=(65536-50000)MOD 256這樣，當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器0計(jì)滿50ms時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，可以在中斷服務(wù)程序中對中斷次數(shù)加以統(tǒng)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的邏輯功能。6.3 程序設(shè)計(jì)流程圖 綜合以上內(nèi)容設(shè)計(jì)出數(shù)字鐘程序設(shè)計(jì)流程圖，如圖6-1所示。

30、圖6-1 數(shù)字鐘程序設(shè)計(jì)(chn x sh j)流程圖7系統(tǒng)調(diào)試(dio sh)與總結(jié)7.1電路(dinl)調(diào)試把相應(yīng)編譯好的目標(biāo)源程序代碼加載到單片機(jī)芯片AT89C51，可接+5V電壓電源即開始進(jìn)行硬件電路的調(diào)試工作。如果顯示結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，即檢查代碼程序是否符合硬件電路的設(shè)計(jì)，若有錯(cuò)即進(jìn)行相應(yīng)的修改，編譯后，再進(jìn)行硬件電路的調(diào)試工作。如此反復(fù)操作，直到調(diào)試出正確的結(jié)果。7.2軟件調(diào)試（1）在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序調(diào)試軟件Keill，進(jìn)行程序調(diào)試，若顯示0錯(cuò)誤（S）, 0警告（S）即證明程序代碼正確。（2）在Protel軟件畫好的電路原理圖中加載程序代碼到單片機(jī)芯片AT89C51中，進(jìn)行模擬仿

31、真。若出現(xiàn)錯(cuò)誤，查看錯(cuò)誤后進(jìn)行相應(yīng)的修改(xigi)再進(jìn)行調(diào)試與模擬仿真，直到調(diào)試出正確的結(jié)果。系統(tǒng)調(diào)試完成之后，系統(tǒng)上電進(jìn)行功能測試，通過測試觀察(gunch)到，系統(tǒng)上電后數(shù)碼管上顯示時(shí)間：00-00-00。按下S1鍵進(jìn)行(jnxng)“秒”的調(diào)整，每次按鍵加1s如圖按S1兩次，LED數(shù)碼管由00-00-00顯示為00-00-02，如圖7-1所示 圖7-1 系統(tǒng)由初始狀態(tài)進(jìn)行秒調(diào)整兩次后的仿真圖按下S3鍵進(jìn)行“時(shí)”的調(diào)整，每按一次加1h；按下S4鍵進(jìn)行復(fù)位鍵控制，在計(jì)時(shí)過程中，按下復(fù)位鍵，則返回00-00-00重新計(jì)時(shí)。通過測試，本設(shè)按下S2鍵進(jìn)行“分”的調(diào)整，每按一次按鍵加1min；計(jì)實(shí)

32、現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能，且系統(tǒng)工作穩(wěn)定。8結(jié)論與心得本單片機(jī)數(shù)字電子鐘系統(tǒng)的功能顯示格式為XX-XX-XX即時(shí)-分-秒，采用24小時(shí)制顯示，并且設(shè)置4個(gè)獨(dú)立式按鍵進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整，并且可以按自己的要求設(shè)置擴(kuò)展小鍵盤個(gè)數(shù)，經(jīng)過測試，系統(tǒng)的可靠性基本上能夠達(dá)到數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)本單片機(jī)數(shù)字電子鐘系統(tǒng)具有擴(kuò)展性。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題、提出實(shí)際問題、分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力、動手能力的具體訓(xùn)練和考察過程。在此次課程設(shè)計(jì)中，在學(xué)習(xí)新知識的同時(shí)，把在課程中學(xué)到的理論和知識運(yùn)用到了實(shí)踐中去，更進(jìn)一步地熟悉掌握(zhngw)了單片機(jī)的

33、結(jié)構(gòu)及掌握了其工作原理和具體的使用方法與相關(guān)元件的計(jì)算方法、使用方法，了解了電路的開發(fā)和制作及課程設(shè)計(jì)報(bào)告的的編寫。加深了相關(guān)理論知識及專業(yè)知識的掌握度，增強(qiáng)了自身的動手能力，鍛煉及提高了理解問題、分析問題、解決問題、的能力，更深刻的體會到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，進(jìn)一步掌握畫圖軟件的使用和提高相應(yīng)的畫圖操作水平及技巧。附錄(fl)A系統(tǒng)原理圖附錄(fl)B 源程序【匯編語言(hu bin y yn)源程序代碼】 S_SET BIT P1.0 ;數(shù)字(shz)秒控制位M_SET BIT P1.1 ;分控制位H_SET BIT P1.2 ;小時(shí)控制位RESET BIT P1.3 ;復(fù)位鍵SECON

34、D EQU 30HMINUTE EQU 31HHOUR EQU 32HTCNT EQU 34H ORG 00H SJMP START ORG 00H LIMP INT_T0START: MOV DPTR,#TABLEMOV HOUR,#0MOV MINUTE,#0MOV SECOND,#0MOV TCNT,#0MOV TMOD,#01HMOV TH0,#(65536-50000)/256 ;定時(shí)50msMOV TLO,# (65536-50000)MOD256MOV IE,#82HSETB TR0;*;判斷是否有控制鍵按下，若有鍵按下，掃描是哪個(gè)鍵按下;*A1:LCALL DISPLAY MO

35、V P1,#0FFHJNB S_SET,S1JNB M_SET,S2JNB H_SET,S3JNB RESET,RESETLJMP A1S1: LCALL DELAY ;去抖動(dudng)JB S_SET,A1INC SECOND ;秒值加1LCALL DISPLAYMOV A,SECONDCJNE A,#60,J0 ;判斷(pndun)是否加到60sMOV SECOND,#0LJMP K1S2: LCALL DELAYJB M_SET,A1K1：INC MINUTE ;分鐘值加1MOV A,MINUTECJNE A,#60，J1;判斷(pndun)是否加到60分鐘MOV MINUTE,#0LJMP K2S3: LCALL DELAYJB H_SET,A1K2:INC HOURMOV A,HOURCJNE A,#24,J2 ;判斷是否加到24hMOV HOUR,#0MOV MINUTE,#0MOV SECONG,#0LJMP A1;*;等待(dngdi)鍵釋放；*J0:JB S_SET,A1LCALL DISPLAYSJMP JOJ1:JB M_SET,A1LCALL DISPLAYSJMP J1J2:JB H_SET,A1LCALL DISPLAYSJMP J2;*;定時(shí)器中斷(zhng