片機小系統(tǒng)電子鐘的設(shè)計

1、單片機技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計報告題 目： 單片機小系統(tǒng)電子鐘的設(shè)計 院 （系）： 信息科學(xué)與技術(shù)系 專業(yè)班級： 電子信息工程0901班 學(xué)生姓名： 王 海 毅 學(xué) 號： 20091186025 指導(dǎo)教師： 陳 青 20 12 年 6 月 11 日至2012 年 6 月 25 日華中科技大學(xué)武昌分校制 單片機技術(shù)與應(yīng)用 課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）題目課題一：單片機小系統(tǒng)電子鐘的設(shè)計二、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）主要內(nèi)容設(shè)計制作要求：用80C51/52單片機編程控制顯示的電子鐘。1）要有8位LED顯示器，分別顯示 “年號：月份：日期”/“時：分：秒:毫秒”例如“2005。10。 20”表示“

2、2005年10月20日”/“10 52 49 99” 表示“10時52分49秒99毫秒”2）要有四位輸入按鍵，功能分別是“移位”，“數(shù)字+”，“數(shù)字-”，“存儲”即“SHIFT”，“NUM+”，“NUM-”，“SAVE”3）顯示過程：實驗板通電開機后，8位LED顯示器顯示“時：分：秒”按下“SHIFT”后第一位數(shù)字閃動，繼續(xù)按下“SHIFT”后面數(shù)字閃動移位。再按“NUM+”數(shù)字增加，按“NUM-”數(shù)字減少，按“SAVE”儲存修改結(jié)果。三、原始資料參看單片計算機原理課程設(shè)計指導(dǎo)書和教材。四、要求的設(shè)計（調(diào)查/論文）成果能夠在制定的小系統(tǒng)板上成功演示，并通過驗收回答相關(guān)問題，給出設(shè)計分數(shù)。五、進

3、程安排整個課程設(shè)計安排1周完成周一：1、講解課題內(nèi)容，2、同學(xué)自選課題，3、發(fā)放課題元器件，4、焊接電路板周二：1、完善電路板焊接，2、編寫調(diào)試課題軟件周三、四：編寫調(diào)試課題軟件周五：驗收課題，回答課題程序內(nèi)容。六、主要參考資料1 陳青.單片計算機原理課程設(shè)計指導(dǎo)書.華中科技大學(xué)武昌分校2012.1.82 姜志海.單片微機原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社.2005.3 李群芳.肖看.單片機原理、接口及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社.2005.指導(dǎo)教師（簽名）： 2012年 06月 11日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc297068452 1.課程設(shè)計的目的1

4、 HYPERLINK l _Toc297068453 2.課程設(shè)計題目描述和要求 1 HYPERLINK l _Toc297068454 3.課程設(shè)計報告內(nèi)容 3 HYPERLINK l _Toc297068455 3.1 課題設(shè)計方案及基本原理3 HYPERLINK l _Toc297068456 3.2 硬件電路介紹 4 HYPERLINK l _Toc297068456 3.3 軟件設(shè)計 4 HYPERLINK l _Toc297068457 3.4 調(diào)試過程4 HYPERLINK l _Toc297068457 3.5 遇到的問題及解決方法4 HYPERLINK l _Toc29706

5、8458 4.實驗總結(jié) 5 HYPERLINK l _Toc297068459 參考資料5 HYPERLINK l _Toc297068461 附錄1 硬件實物圖7 HYPERLINK l _Toc297068462 附錄2 源程序清單7課程設(shè)計的目的（1）單片機系統(tǒng)的整體設(shè)計流程。（2）能夠正確安裝和焊接硬件電路板。（3）單片機系統(tǒng)的硬件、軟件調(diào)試方法及相關(guān)工具的使用。（4）各種常見元器件的選擇及使用。2.課程設(shè)計題目描述和要求題目描述：電子鐘的設(shè)計制作要求：用80C51/52單片機編程控制顯示的電子鐘。（1）要有8位LED顯示器，分別顯示“年號：月份：日期”/“時：分：秒：毫秒”先顯示年份

6、再顯示日期。（2）可以設(shè)置四個輸入按鍵，功能分別是“移位”，“數(shù)字+”，“數(shù)字-”，“存儲”，即“SHIFT”，“NUM+”，“NUM-”，“SAVE”。（3） 顯示過程：實驗板通電開機后，8位LED顯示器顯示“時：分：秒”。按下“SHIFT”后第一位數(shù)字閃動，繼續(xù)按下“SHIFT”后面數(shù)字閃動移位。再按“NUM+”數(shù)字增加，按“NUM-”數(shù)字減少，按“SAVE”儲存修改結(jié)果。（4）能夠正確安裝和焊接硬件電路板。拿到元器件后，用萬用表對電子元器件進行參數(shù)測量、檢查。焊接時，要焊點飽滿、光潔，無虛焊、漏焊、錯焊。（5）熟悉單片機系統(tǒng)的工作原理及調(diào)測方法。軟硬件安裝調(diào)測完成后根據(jù)系統(tǒng)的工作原理、過

7、程、測試數(shù)據(jù)及遇到的問題與處理情況、體會等完成課設(shè)報告。3.課程設(shè)計報告內(nèi)容3.1課題設(shè)計方案及基本原理通過對單片機AT89C52軟件編程來控制硬件使數(shù)碼管顯示年份與時間，并且可以通過按鍵來控制時間及年份的修改。基本原理：單片機AT89C52 P0.0P0.3來判斷按鍵是否按下，當(dāng)按鍵按下時，P0.0P0.3為低電平，單片機程序?qū)?yīng)為00H。通過P1,0P1.3控制4511的4個輸入端，進行譯碼輸出，4511的輸出端7段段碼送數(shù)碼管顯示。P1.4P1.7控制4028的4個輸入端進行位選輸出9個狀態(tài)，然后經(jīng)過兩個2003進行驅(qū)動讓數(shù)碼管能按按鍵要求顯示。3.2 硬件電路介紹電路原理圖：CD402

8、8 是BCD碼410譯碼器，它由4個緩沖輸入端口、譯碼邏輯門和10個緩沖器組成。加至四個輸入端口A0A3的一個BCD碼在十個十進制譯碼器輸出十個相應(yīng)的順序脈沖，輸出為高電平有效。同樣，若A30，加在輸出口具有高驅(qū)動能力，以在高輸出應(yīng)用中增強直流和動態(tài)性能。BCD十進制譯碼器4028的引腳圖如上頁原理圖中所示。3.3 軟件設(shè)計基本思路：（1）動態(tài)掃描顯示LED電路程序： 設(shè)立8個內(nèi)部RAM 顯示緩沖區(qū) ，將要顯示的數(shù)據(jù)的BCD碼送顯示緩沖區(qū)，程序只需要將顯示緩沖區(qū)的BCD碼，送相應(yīng)的端口即可。動態(tài)掃描顯示 例如：將40H-48H 為“時：分：秒：毫秒”顯示區(qū) 將49H-4FH 為“年：月：日”顯

9、示區(qū)（2）動態(tài)掃描鍵盤程序： 循環(huán)掃描有無按鍵，有：判斷是何按鍵，轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序處理。無：返回主程序執(zhí)行。（3）定時器設(shè)置與時間處理的程序： 此段為該程序段的關(guān)鍵所在，它決定時間的準(zhǔn)確性，和進位的正確性。定時器計數(shù)可用中斷方式，也可以用軟件查詢方式進行。定時器中斷定時方式的精確度高。采用軟件延時方式要注意每條指令的機器周期的精確計算，否則會造成時間的不準(zhǔn)。各項功能鍵的子程序模塊：移位子程序：按下“SHIFT”后左邊第一位數(shù)字閃動，繼續(xù)按下“SHIFT”后面數(shù)字閃動移位。程序中可設(shè)置第二顯示緩沖區(qū)，將移到要閃動的數(shù)字位設(shè)為不顯示（黑）“0FFH/00H”，程序只需要將兩組顯示緩沖區(qū)的BCD碼，分

10、時間間隔發(fā)送出去，就會產(chǎn)生數(shù)字閃動效果。數(shù)字+/-：將要顯示的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容取出加一/減一，注意每個位都有自己的位限制，如“時”的位最大數(shù)23，“分、秒”最大數(shù)59，“月”最大數(shù) 12，“日” 最大數(shù) 31。兩位數(shù)一起調(diào)整比較方便。還要注意的是計數(shù)后二/十進制之間的轉(zhuǎn)換問題?！按鎯Α保杭磳⑿薷暮玫臄?shù)值存儲到顯示緩沖區(qū)，并返回，進入主程序運行。軟件設(shè)計流程圖：開始 初 始 化 判斷按鍵0是否按下是否判斷40H的內(nèi)容判斷40H的內(nèi)容為0為0為1為1顯示日期顯示時間否否判斷按鍵1是否按下判斷按鍵1是否按下是日閃爍毫秒閃爍再次按下按鍵1再次按下按鍵1按鍵2、3為加、減調(diào)整月閃爍秒閃爍再一次按下按鍵1

11、再一次按下按鍵1年閃爍分閃爍再一次按下按鍵1按下按鍵4時閃爍退出調(diào)整并保存3.4 調(diào)試過程（1）根據(jù)實驗原理圖焊接電路，然后進行硬件調(diào)試，用萬用表點對點測量，看電路是否焊接好。特別是芯片的引腳，看是否連通，如：AT89C52芯片的18腳與信號連通的話，用示波器測量18腳時就會出現(xiàn)比較標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。對按鍵進行測試時，如果按鍵沒有按下，測量按鍵兩端就會有大概5V的電壓，如果按鍵兩端沒有電壓，說明按鍵已經(jīng)按下，按下后其已經(jīng)接地。（2）然后進行軟件編程，對其進行功能仿真，仿真時要對仿真器進行設(shè)置，不然會出現(xiàn)超出地址范圍的錯誤。然后進行斷點設(shè)置，觀察運行狀態(tài)，看外部寄存器中20H2AH中單元的變化，看是

12、否達到要求，編程時注意對于在后面將發(fā)生變化的寄存器單元要進行清零操作，不然會影響后面的結(jié)果，對于加操作后要進行十進制調(diào)整，并且DA A的指令只對寄存器A操作。（3）將編寫好的程序用燒錄器燒錄到AT89C52芯片中，然后再安裝到硬件電路板上，接通512V的電源后會先顯示時間，按鍵切換以后將顯示日期，再切換后毫秒會閃爍通過+按鍵可對其進行加操作，按鍵進行減操作。依次進行時間的修改，按保存后，再切換將進行從日到年對日期修改。3.5 遇到的問題及解決方法（1）當(dāng)我把程序下載到AT89C52芯片中，然后再安裝到硬件電路板上，接通512V的電源后，我發(fā)現(xiàn)LED數(shù)碼管只有左邊一半是亮的，我編的程序是讓所有L

13、ED數(shù)碼管都亮。解決方法：我用別人的硬件試了一下我的芯片所有LED數(shù)碼管都亮了，這肯定是我的硬件電路的問題，我找老師幫忙，老師先用萬用表檢查控制顯示的CD4028芯片是否接通，發(fā)現(xiàn)是好的，然后用示波器檢查AT89C52左邊引腳的波形，發(fā)現(xiàn)左邊第三個引腳沒有波形，其次又發(fā)現(xiàn)CD4028芯片有一個引腳也沒波形，老師斷定是我的CD4028芯片壞了，最后老師給我換了一個CD4028芯片，再測試后就好了。（2）編譯后指令超出地址范圍。解決方法：可以采用接力的方式先轉(zhuǎn)到中間再轉(zhuǎn)到所要轉(zhuǎn)的地方，靈活運用指令就會解決一些問題。（3）按鍵不是很靈敏，按的太快沒反應(yīng)，或者按鍵反應(yīng)太快了按一下跳好幾下。解決方法：按

14、鍵延時時間太長或太短了，將延時時間調(diào)整到1020毫秒，就可以解決了。4.實驗總結(jié) 對單片機AT89C52芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各引腳功能有了進一步的了解，對硬件的焊接更加熟練，能基本做到不拖焊、虛焊，并且一次成功。第一次接觸這么長程序的編寫，思路開始很模糊，許多子程序不知道放哪里比較好，有時主程序也很模糊，通過參考別人的程序有了一定的思維，再根據(jù)自己的想法對別人的程序進行了一定的修改，就變?yōu)樽约旱臇|西，通過這次編寫，我了解到思維邏輯性要在掌握程序的基礎(chǔ)之上，這樣才能做到有序，有條理。編寫程序思路是很重要的，首先理清思路，畫出程序流程圖，根據(jù)流程圖，一步步用指令實現(xiàn)。參考資料1 陳青.單片計算機原理課

15、程設(shè)計指導(dǎo)書.華中科技大學(xué)武昌分校2012.1.82 姜志海.單片微機原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社.2005.3 李群芳.肖看.單片機原理、接口及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社.2005.附錄1 硬件實物圖 ORG 0000H AJMP MAIN1 ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0030HMAIN1: MOV SP,#70H ;初始化 CLR A CLR 20H.1 MOV TMOD,#20H MOV TH1,#06H MOV TL1,#06H SETB EA SETB ET1 SETB TR1 MOV 31H,#00H MOV 32H,#58H MOV 33H,#58H

16、MOV 34H,#23H MOV 35H,#27H MOV 36H,#02H MOV 37H,#12H MOV 38H,#20H MOV 40H,#0 ;標(biāo)志位 MOV R0,#31H MOV R1,#32HLOPA:JNB 20H.1,NEXT1 CLR 20H.1 MOV A,#1 ADD A,31H ;到10毫秒 DA A MOV 31H,A CJNE A,#100H,NEXT1 MOV 31H,#0 MOV A,#1 ADD A,32H ;到一秒 DA A MOV 32H,A CJNE A,#60H,NEXT1 MOV 32H,#0 MOV A,#1 ADD A,33H ;到一分 DA

17、 A MOV 33H,A CJNE A,#60H,NEXT1 MOV 33H,#0 MOV A,#1 ADD A,34H ;到一時 DA A MOV 34H,A CJNE A,#24H,NEXT1 MOV 34H,#0 MOV A,#1 ADD A,35H ;到一天 DA A MOV 35H,A LCALL TIAO_TIAN MOV 35H,#01H MOV A,#1 ADD A,36H ;到一月 DA A MOV 36H,A CJNE A,#13H,NEXT1 MOV 36H,#01H MOV A,#1 ;到一年 ADD A,37H DA A MOV 37H,A CJNE A,#100H,

18、NEXT1 MOV 37H,#00H MOV A,#1 ADD A,38H DA A MOV 38H,A CJNE A,#100H,NEXT1 MOV 38H,#00H RET;-切換時間和年-NEXT1: JB P0.0,LOPB ;判斷是否切換 JNB P0.0, $ MOV A,R0 CJNE A,#35H,LOPC MOV R0,#31H MOV R1,#32H LJMP LOPB LOPC: MOV R0,#35H MOV R1,#36H LOPB: LCALL DISP JB P0.1,LOP0;判斷按鍵進入調(diào)整 JNB P0.1,$ LCALL LOP1 ;設(shè)置時間和日期LOP0

19、: LJMP LOPA;-調(diào)時間和日期-LOP1: JB P0.1,LOP2 ;判斷是否退出調(diào)整 JNB P0.1,$ RETLOP2: JB P0.4,LOP3 ;判斷是否移位 JNB P0.4,$ INC 40H ;指針加一 MOV A,40H CJNE A,#04H,LOP3 ;沒有到最前兩位 MOV 40H,#0LOP3: MOV A,40H ;判斷是哪一位調(diào)整 CJNE A,#0,N_HAO_HUO_RI JB P0.2,LUOA ;進入加調(diào)整 JNB P0.2,$ MOV A,R0 ;調(diào)毫秒或者天數(shù) CJNE A,#31H,AOP1 ;加毫秒 MOV A,#1 ADD A,31H

20、DA A MOV 31H,A CJNE A,#100H,LUOA MOV 31H,#0 LJMP LUOAAOP1: MOV A,#1 ;加天數(shù) ADD A,35H DA A MOV 35H,A LCALL TIAO_TIAN LJMP LUOALUOA: MOV R4,#30HLUO1: LCALL DISP DJNZ R4,LUO1 MOV R4,#30HLUO2: LCALL DISP1 DJNZ R4,LUO2 LJMP LOP1N_HAO_HUO_RI:CJNE A,#1,N_MIAO_HUO_YUE JB P0.2,LUOB JNB P0.2,$ MOV A,R1 ;調(diào)秒或者月 C

21、JNE A,#32H,AOP2 MOV A,#1 ;加秒 ADD A,32H DA A MOV 32H,A CJNE A,#60H,LUOB MOV 32H,#0 LJMP LUOBAOP2: MOV A,#1 ;加月 ADD A,36H DA A MOV 36H,A CJNE A,#13H,LUOB MOV 36H,#01H LUOB: MOV R4,#30HLUO3: LCALL DISP DJNZ R4,LUO3 MOV R4,#30HLUO4: LCALL DISP2 DJNZ R4,LUO4 LJMP LOP1N_MIAO_HUO_YUE:CJNE A,#2,SHI_HUO_NIAN

22、GAO JB P0.2,LUOC JNB P0.2,$ INC R0 ;R0加2 INC R0 MOV A,R0 ;調(diào)分或者年低兩位 CJNE A,#33H,AOP3 MOV A,#1 ;加分 ADD A,33H DA A MOV 33H,A CJNE A,#60H,LOPP1 MOV 33H,#0LOPP1:DEC R0 DEC R0 LJMP LUOCAOP3: DEC R0 DEC R0 MOV A,#1 ;加年低兩位 ADD A,37H DA A MOV 37H,A CJNE A,#100H,LUOD MOV 37H,#0 LJMP LUOCLUOC: MOV R4,#30HLUO5:

23、 LCALL DISP DJNZ R4,LUO5 MOV R4,#30HLUO6: LCALL DISP3 DJNZ R4,LUO6 LJMP LOP1SHI_HUO_NIANGAO: JB P0.2,LUOD JNB P0.2,$ INC R1 INC R1 MOV A,R1 CJNE A,#34H,AOP4 MOV A,#1 ;加時 ADD A,34H DA A MOV 34H,A CJNE A,#24H,LOPP2 MOV 34H,#0 LJMP LOPP2 AOP4: DEC R1 DEC R1 MOV A,#1 ;加年高兩位 ADD A,38H DA A MOV 38H,A CJNE

24、 A,#100H,LUOD MOV 38H,#0 LJMP LUOD LOPP2: DEC R1 DEC R1LUOD: MOV R4,#30HLUO7: LCALL DISP DJNZ R4,LUO7 MOV R4,#30HLUO8: LCALL DISP4 DJNZ R4,LUO8 LJMP LOP1;-月份天數(shù)的確定-TIAO_TIAN:MOV A,36H ;將月份數(shù)給A CJNE A,#02,NOT_2_YUE MOV A,37H CJNE A,#00H,DIV4;判斷是否為閏年 MOV A,38H MOV 21H,A ANL A,#0F0H SWAP A MOV B,#10 MUL

25、AB MOV 22H,A MOV A,21H ANL A,#0FH ADD A,22H MOV B,#4 DIV AB MOV A,B CJNE A,#00H,PING_NIAN SJMP RUN_NIAN DIV4:MOV A,37H MOV 23H,A ANL A,#0F0H SWAP A MOV B,#10 MUL AB MOV 24H,A MOV A,23H ANL A,#0FH ADD A,24H MOV B,#4 DIV AB MOV A,B CJNE A,#00H,PING_NIAN SJMP RUN_NIANRUN_NIAN:MOV A,35H CJNE A,#30H,TIAO

26、1 MOV 35H,#01 SJMP TIAO1PING_NIAN: MOV A,35H CJNE A,#29H,TIAO1 MOV 35H,#01 SJMP TIAO1NOT_2_YUE: MOV A,36H CJNE A,#4,NOT_4 SJMP DAY30NOT_4: CJNE A,#6,NOT_6 SJMP DAY30NOT_6:CJNE A,#9,NOT_9 SJMP DAY30NOT_9:CJNE A,#11H,DAY31 SJMP DAY30DAY30:MOV A,35H CJNE A,#31H,TIAO1 MOV 35H,#01 LJMP TIAO1DAY31:MOV A,3

27、5H CJNE A,#32H,TIAO1 MOV 35H,#01TIAO1: RET;-定時-T1INT: PUSH ACC PUSH PSW INC 30H MOV A,#28H XRL A,30H JNZ STF MOV 30H,A SETB 20H.1STF: POP PSW POP ACC RETI;-顯示-DISP: MOV A,R0 ORL A,#0F0H ANL A,#0FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R0 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#1FH MOV P1,A ACALL DEL1MSMOV A,R1 ORL A,#0F0H A

28、NL A,#2FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R1 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#3FH MOV P1,A ACALL DEL1MSINC R0 INC R0 INC R1 INC R1 MOV A,R0 ORL A,#0F0H ANL A,#4FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R0 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#5FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R1 ORL A,#0F0H ANL A,#6FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R1 ORL

29、A,#0FH SWAP A ANL A,#7FH MOV P1,A ACALL DEL1MS DEC R0 DEC R0 DEC R1 DEC R1 RETDISP1: MOV A,R1 ORL A,#0F0H ANL A,#2FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R1 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#3FH MOV P1,A ACALL DEL1MS INC R0 INC R0 INC R1 INC R1 MOV A,R0 ORL A,#0F0H ANL A,#4FH MOV P1,A ACALL DEL1MSMOV A,R0 ORL A,#0FH

30、SWAP A ANL A,#5FH MOV P1,A ACALL DEL1MSMOV A,R1 ORL A,#0F0H ANL A,#6FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R1 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#7FH MOV P1,A ACALL DEL1MS DEC R0 DEC R0 DEC R1 DEC R1 RETDISP2: MOV A,R0 ORL A,#0F0H ANL A,#0FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R0 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#1FH MOV P1,A ACALL DEL1MSINC R0 INC R0 INC R1 INC R1 MOV A,R0 ORL A,#0F0H ANL A,#4FH MOV P1,A ACALL DEL1MSMOV A,R0 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#5FH MOV P1,A ACALL DEL1MSMOV A,R1 ORL A,#0F0H ANL A,#6FH MOV P1,A ACALL DEL1MS MOV A,R1 ORL A,#0FH SWAP A ANL A,#7FH MOV P1,A ACALL DEL1MS DEC R0