電子時鐘的設(shè)計

1、第 PAGE 27 頁 共 NUMPAGES 27 頁電子時鐘的設(shè)計摘要 電子時鐘作為一個定時工具被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個方面，而電子表具有價格便宜、質(zhì)量輕、定時誤差小等優(yōu)點。本次設(shè)計的數(shù)字電子鐘采用了AT89C51單片機進行匯編，由8位8段數(shù)碼管進行動態(tài)刷新顯示，有四個獨立按鍵?？梢赃M行秒、分、時的調(diào)整，開始時顯示CLOCK,按任意鍵開始計時，最右邊一位顯示的小數(shù)點每0.5秒內(nèi)閃一次，實現(xiàn)電子時鐘的設(shè)計。操作簡單，計時誤差小，顯示亮度高，具有良好的實用價值，也可以提高學(xué)生動手能力。關(guān)鍵字： AT89C51芯片 ， Keil軟件 ， Proteus軟件， LED顯示屏 ， 電子時鐘目錄緒論

2、31.1.引言31.2.電子時鐘的背景32.設(shè)計說明4 2.1.總體說明4 2.2.總體結(jié)構(gòu)圖53硬件設(shè)計5 3.1.原件清單5 3.2原理圖6 3.3.電路原件說明及原理圖6 3.3.1.LED數(shù)碼顯示器6 3.3.2.復(fù)位電路8 3.3.3.時鐘電路9 3.3.4.單片機引腳說明104軟件設(shè)計114.1.程序流程圖114.2.源程序115運行結(jié)果116.總結(jié)117.參考文獻128.附錄13附1 13附214附3141緒論11引言時鐘從它發(fā)明的那天起就成為人類的朋友，但隨著時間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對時間計量的精度要求越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時鐘更好的為人民服務(wù)，怎樣讓我們的

3、老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計出新型時鐘?，F(xiàn)代生活的人們越來越重視起了時間觀念，可以說是時間和金錢劃上了等號。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。 1.2電子時鐘的背景20世紀末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提

4、高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當前的時間。忘記了要做的事情，當事情不是很重要的時候，這種遺忘無傷大雅。但是，一旦重要事情，一時的耽誤可能釀成大禍。目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。下面是單片機的主要發(fā)展趨勢。單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的

5、一次革命。單片機模塊中最常見的是數(shù)字鐘，數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。2.設(shè)計說明2.1.總體說明用單片機設(shè)計一個具有特定功能的電子鐘。采用單片機內(nèi)部定時器，用軟件對其進行秒、分、時的計數(shù)，單片機無法產(chǎn)生1s的定時時間，但是可以采用T1計數(shù)相結(jié)合的方法實現(xiàn)，采用中斷方式，即通過中斷服務(wù)程序進行計數(shù)器溢出次數(shù)的累計，把定時器/計數(shù)器設(shè)定為62.5ms，計數(shù)溢出16次就可以得到1s，計60次為1分，60分計60次則為1小時，然后通過數(shù)碼管動態(tài)刷新顯示出來，再設(shè)四個按鍵進行時間的

6、調(diào)整，一個鍵用作啟動/調(diào)整鍵，其余三個分別用于時、分、秒的調(diào)整。該電子鐘開始通電后能自動顯示系統(tǒng)提示符“CLOCK”，再按任意鍵進入計時狀態(tài)，電子鐘能顯示時、分、秒，且各用兩位顯示器顯示，如顯示20-28-36表示時間為20小時28分36秒，在時鐘的最右邊的一位顯示小數(shù)點，每0.5秒內(nèi)閃動一次，用T1實現(xiàn)電子時鐘，能用鍵盤設(shè)置時間值。2.2.總體結(jié)構(gòu)框架顯示電路晶振電路復(fù)位電路鍵盤3.硬件設(shè)計3.1. 原件清單原件名稱所屬類所屬子類AT89C51Microprocessor ICs8051 familyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericC

7、RYSTALMiscellameousRESResistorsGeneric7SEG-MPX8-CC-BLUEOptoelectronics6-Segmeng Displays74LS245TTL 74LS seriesTransceiversBUTTONSwitches &RelaysSwitchesSOUNDERSpeakers&SounderLED-YELLOWOptoelectronicsLEDs3.2.原理圖（見附錄1）3.3.電路元件說明及原理圖3.3.1.LED數(shù)碼顯示器LED顯示塊是由發(fā)光顯示二極管顯示字段的顯示器件。它實際上是由8個發(fā)光二極管，其中7個發(fā)光二極管構(gòu)成七筆字形“

8、8”，另一個發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點。七段顯示塊與單片機接口非常容易。只要將一個8位并行輸出與顯示塊的發(fā)光二極管引腳相連即可。8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼。LED數(shù)碼顯示器內(nèi)部有兩種不同的形式：共陽極顯示和共陰極顯示，此設(shè)計采用共陰極顯示。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及共陰極顯示其內(nèi)部電路如下：LED數(shù)碼顯示字形（段）碼表如下：顯示字形字形碼（共陽極）字形碼（共陰極）0C0H3FH1F9H06H2A4H5BH3B0H4FH499H66H592H6DH682H7DH7F8H07H880H7FH990H6FHA88H77HB83H7CHCC6H3

9、9HDA1H5EHE86H79HF8EH71H3.3.2.復(fù)位電路復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和手動復(fù)位，此設(shè)計用的是上電復(fù)位，電路圖如上。Pin9：RESET/VPD復(fù)位信號復(fù)位腳，當8951通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)及初始復(fù)位。 3.3.3.時鐘電路89C51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。電容器C1和C2通常取30PF，可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用。此振蕩脈沖頻率為12MHZ。單片機時鐘電路振蕩脈沖可以由內(nèi)部方式和外部方

10、式產(chǎn)生，XTAL1(19引腳)XTAL2(18引腳)即為單片機的兩個時鐘引腳。3.3.4按鍵功能按鍵處理設(shè)置為：如沒有按鍵，則時鐘正常走時。當按下k0按鍵時，時鐘停止，進入時間調(diào)整狀態(tài)；按K1可K2按鍵可對小時進行加1或減1操作；繼續(xù)按K0鍵后可對分進行加1或減1操作；按K3鍵可將秒位進行清零；第三次按K0后，時鐘在當前狀態(tài)下重新開始計時運行。按鍵功能的實現(xiàn)，是通過對P3.0, P3.1, P3.2, P3.3腳的電位判斷進行程序跳轉(zhuǎn)。其接法如下圖所示：3.3.4.單片機引腳說明Pin20：接地腳。Pin40：正電源腳，工作時，接+5v電源。Pin19：時鐘XTAL1引腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端

11、。Pin18：時鐘XTAL2腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。4軟件設(shè)計4.1.程序流程圖（見附錄2）4.2源程序（見附錄3）5.運行結(jié)果開始顯示“CLOCK”按下任意鍵后，開始計時，電子時鐘可以顯示小時-分鐘-秒，可以用鍵盤設(shè)置時間值。（見附錄4） 6.小結(jié)通過此次課程設(shè)計，我重新把單片機及相關(guān)知識聯(lián)系在了一起，雖然掌握的知識不是很多，但通過查找資料我還是對單片機有了很好的了解和掌握。 在設(shè)計中我才發(fā)現(xiàn)單片機雖然體積小但是功能很強大，在生活中很多地方都可以用到它。單片機這門學(xué)科博大精深，在以后的學(xué)習(xí)中只有多看書，理論與實踐結(jié)合才能把這門課掌握好。同時我也體會到合作的好處。讓我懂得了如何合作，對不同看

12、法發(fā)表自己的意見。此次設(shè)計中最要的一點是，讓我知道了，理論聯(lián)系實踐的好處。不管理論學(xué)的再怎么好都必須聯(lián)系實踐，只有在實踐中我們才會更加懂得如何運用自己的所學(xué)，在實踐中將自己的知識實物化。理論聯(lián)系實踐是我們獲取知識的最佳途徑。7.參考文獻1張毅剛，彭喜元，單片機原理及接口技術(shù)M，人民郵電出版社. 2013-122程國鋼，51單片機應(yīng)有開發(fā)案例手冊M，電子工業(yè)出版社，2011-113趙建領(lǐng) 崔昭霞，精通51單片機開發(fā)技術(shù)與應(yīng)用實例M，電子工業(yè)出版社，2012-6 8.附錄附1：附2：附3 ：SEC EQU 30HMINEQU 31HHOUREQU 32HSECGEEQU 7FHSECSHIEQU

13、7EHMINGEEQU 7CHMINSHIEQU 7BHHOURGE EQU 79HHOURSHIEQU 78H;系統(tǒng)起始程序區(qū) ORG 0000HSTART: LJMP MAINORG 000BHLJMP TC0;系統(tǒng)監(jiān)控程序區(qū)ORG0030HMAIN:MOVSP,#80H ;初始化數(shù)據(jù)MOVPSW,#00HMOVTMOD,#01H ;定時器0工作方式1MOVTH0,#0D8H ;10MSMOVTL0,#0F0HSETBEASETBET0MOV R0, #20H ;RAM區(qū)首地址 MOV R7, #5FH ;RAM區(qū)單元個數(shù) 95個CHUSHI:MOV R0, #00H INC R0 ;將R

14、AM全部清零，初始化 DJNZ R7, CHUSHI TSF: MOV DPTR, #DISBH ;系統(tǒng)初始化 “CLOCK”字符代碼表首地址 MOV R5, #08H MOV R0, #78HDISPTSF:CLR A MOVC A, A+DPTR MOV R0, A INC R0 INC DPTR DJNZ R5, DISPTSFD:LCALL DISP ;調(diào)顯示子程序顯示提示符“CLOCK”LCALLKEYJB20H.0,KEYALJMPD;鍵功能程序區(qū):;S2鍵功能程序KEYA:MOVSEC, #0 ;寄存器初始化，秒寄存器MOVMIN, #0 ;分寄存器MOVHOUR, #0 ;時寄

15、存器MOV DPTR, #DISBI ;“00-00-00”字符代碼表首地址 MOV R5, #08H MOV R0, #78HDISPTSG:CLR A MOVC A, A+DPTR MOV R0, A INC R0 INC DPTR DJNZ R5, DISPTSGKEYAS:SETB TR0 ;開定時器DI:LCALL DISPLCALL KEYJB 20H.0,CP LJMP DICP:CLR TR0;S2鍵按下，進入調(diào)整狀態(tài)DD:LCALL DISPLCALL KEYJB 20H.0,KEYASJB 20H.1,KEYBJB 20H.2,KEYCJB 20H.3,KEYDLJMP D

16、D;S3鍵功能程序KEYB:LCALLHOUR_ ;調(diào)時LC:LCALLDISPLCALLKEYJB20H.0,KEYASJB20H.1,KEYBJB20H.2,KEYCJB20H.3,KEYDLJMPLC;S4鍵功能程序KEYC:LCALLMIN_ ;調(diào)分DIIS:LCALL DISP LCALLKEYJB20H.0,KEYASJB20H.1,KEYBJB20H.2,KEYCJB 20H.3,KEYDLJMPDIIS;S5鍵功能程序KEYD:LCALLSEC_ ;調(diào)秒DISS:LCALLDISPLCALLKEYJB20H.0,KEYASJB20H.1,KEYBJB20H.2,KEYCJB20

17、H.3,KEYDLJMPDISS;中斷服務(wù)程序INTT0:PUSH ACCPUSH PSWMOV TH0,#4CHMOV TL0,#00HDJNZ 50H,RETI1 ;0.5秒到MOV 50H,#10CPL 0AH ;取反閃動位DJNZ 51H,RETI1MOV 51H,#2;1秒到MOV A,SECADD A,#01H TC0:PUSHACCPUSH BPUSHPSWSETBRS1CLRRS0MOVTH0,#0D8HMOVTL0,#0F0HINC33HMOVA,33HCJNE A,#100,REMOV33H,#0INCSECMOVA,SECMOVB,#10DIVABMOVSECSHI，AM

18、OVSECGE, BMOVA,SECCJNEA,#60,REINCMINMOVSEC,#00HMOVSECGE,#0MOVSECSHI，#0MOVA,MINMOVB,#10DIVABMOVMINSHI, AMOVMINGE, BMOVA,MINCJNEA,#60,REINCHOURMOVMIN,#00HMOVMINGE,#0MOVMINSHI,#0MOVA,HOURMOVB,#10DIVABMOVHOURSHI,AMOVHOURGE, BMOVA,HOURCJNE A,#24,REMOVHOUR,#0MOVHOURGE,#0MOVHOURSHI,#0RE:POPPSWPOPBPOP ACCRE

19、TI;延時1毫秒子程序 DL: PUSH PSW SETB RS1 SETB RS0 MOV R7, #02HDL1:MOVR6, #0FFHDL2:DJNZR6, DL2DJNZR7, DL1 POP PSWRET;顯示子程序;入口:77H,78H,79H,7AH,7BH,7CH,7DH,7EH,7FH,DISP: PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCPUSHPSW CLR RS1 ;改變當前寄存器組為組1 SETB RS0 MOV R1, #78H ;顯示緩沖存儲單元首地址 MOV R2, #0FEH ;從右至左顯示，共陽極 DISP1:MOVA, R1MOV DPTR, #TABM

20、OVC A, A+DPTRMOV P0, A ;送段控 MOV P2, R2 ;送位控LCALL DL ;延時2毫秒MOV A, R2JNB ACC.7, DISP2 ;為0轉(zhuǎn)移;RL AINC R1MOV R2, ALJMP DISP1DISP2:POP PSW ;恢復(fù)當前寄存器組的組號POP ACCPOP DPLPOP DPHRET ;鍵掃描子程序KEY:LCALL KEYCHULI ;調(diào)P1口數(shù)據(jù)處理子程序 JZ EXIT ;沒有鍵按下，轉(zhuǎn)返回LCALL DISP ;調(diào)顯示子程序去抖動LCALL DISP LCALL KEYCHULI ;調(diào)P1口數(shù)據(jù)處理子程序 JZ EXIT ;沒有鍵按下，轉(zhuǎn)返回MOV B,20H ;保存取反后的鍵值KEYSF:LCALL KEYCHULI ;調(diào)P1口數(shù)據(jù)處理子程序JZ KEY1 ;鍵釋放，轉(zhuǎn)恢復(fù)鍵值LCALL DISP ;調(diào)顯示子程序延時 LJMP KEYSF ;等待釋放KEY1:MOV 20H, B ;鍵值送20H保存EXIT:RET ;子程序返回;P1口數(shù)據(jù)處理子程序KEYCHULI:PUSH PSW ;保護現(xiàn)場CLR RS1 ;改變當前寄存器組為組1SETB RS0MOVP1,#0FFH ;先向P1口寫1MOV A,P1 ;讀P1口數(shù)據(jù)CPL A ;P1口數(shù)據(jù)取反MOV20H, A ;保存取反后的鍵值CLRRS1 ;