單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-電子時(shí)鐘(2021整理)

1、一、設(shè)內(nèi)容該課程設(shè)計(jì)是利用 單機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、以及行列鍵盤和 LED 顯器等部件，設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)電子時(shí)鐘。設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘通過數(shù)碼管顯示，并能通 過按鍵實(shí)現(xiàn)設(shè)置時(shí)間和暫停、啟動控制等。二、電時(shí)鐘設(shè)計(jì)思：用定時(shí)計(jì)數(shù)器 ，工作于定時(shí)，采用方式 1對 12MHZ 的統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)， 初值設(shè)為 XXYY己計(jì)算成時(shí)時(shí)間為 50ms。用片內(nèi) RAM 的 7BH 單對 50ms 計(jì)數(shù)，計(jì) 20 次生秒計(jì)數(shù)器 78H 單元加 1秒計(jì)數(shù)器加到 60 那分計(jì)數(shù)器 單加 ， 分計(jì)數(shù)器加到 60 那時(shí)計(jì)數(shù)器 單加 時(shí)數(shù)器加到 那么時(shí)計(jì)數(shù)器清 0后把 秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器分成十位和個(gè)位放8 個(gè)碼管的顯示緩沖

2、區(qū)通數(shù)碼管顯示出來。顯 示格式為小時(shí)十位小個(gè)-分十位、分個(gè)-秒十位、秒個(gè)位處理過程中上了按 鍵判斷程序，能對按鍵處理。三、 單機(jī)系統(tǒng)簡介單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩局部組成。硬件系統(tǒng)是指單片機(jī)以及擴(kuò)展的 存儲器IO 接、外圍擴(kuò)展的功能芯片以及接口電路。軟件系統(tǒng)包括監(jiān)控程序和各種應(yīng)用 程序。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，對整個(gè)系統(tǒng)的信息輸入、處理、信 息輸出進(jìn)行控制與單片機(jī)配套有相應(yīng)的復(fù)位電路鐘電路以及擴(kuò)展的存儲器和 IO 接 口，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能夠運(yùn)行。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，往往都會輸入信息和顯示信息，這就涉及鍵盤和顯示器。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中般根系統(tǒng)的要求配置相應(yīng)的

3、鍵盤和顯示器置盤和顯示器 一般都沒有統(tǒng)一的規(guī)定有系功能復(fù)雜需輸入的信息和顯示的信息量大配置的鍵盤 和顯示器功能相對強(qiáng)大，而有些系統(tǒng)輸/出的信息少，這時(shí)可能用幾個(gè)按鍵和幾個(gè) LED 指示燈就可以進(jìn)行處理了單機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在中配置的鍵盤可以是獨(dú)立鍵盤可能是矩 陣鍵盤。顯示器可以是 示燈，也可以是 數(shù)碼管，也可以是 LCD 顯器，還可 以使用 CRT 顯器。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中鍵盤一般用的比擬多的是矩陣鍵盤，顯示器用的比 擬多的是 數(shù)管 LCD 顯器。四、 單機(jī)內(nèi)部定時(shí) 計(jì)數(shù)器中斷系簡介定器計(jì)器MCS-51 系中 51 子列有兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)數(shù)器可定時(shí)計(jì)數(shù)器 和 時(shí)計(jì)數(shù)器 T1它由加法計(jì)數(shù)器、方式存

4、放器 TMOD、控制存放器 TCON 等組成。方式存 放器用于設(shè)定定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 和 的工作方式，控制存放器用于對定時(shí)計(jì)數(shù)器啟動、停止 進(jìn)行控制。每個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器可以對系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)可外部信號計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功 通過編程設(shè)定來實(shí)現(xiàn)。、每個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器都有多種工作方式，其中 T0 有四種工作方式， 有種工作方式， 有三種工作方式過程可設(shè)定工作于種方式種工作方式為 位定時(shí)計(jì)數(shù)器、 位定時(shí)計(jì)器8 位動置定時(shí)計(jì)數(shù)器、兩個(gè) 8 位定時(shí)計(jì)數(shù)器只有 T0 有每個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)時(shí)到時(shí)產(chǎn)生溢出相應(yīng)的溢出位置位溢出可通過查 詢或中斷方式處理。中系、MCS-51 單片機(jī)提供 5 個(gè)件中斷源， 個(gè)部中斷源2 定時(shí)

5、計(jì)數(shù)器 和 T1 溢出中斷 TF0 和 ， 串行口發(fā)送 TI 和收 RI 中斷。、MCS-51 單機(jī)中沒有專門的開中斷和關(guān)中斷指令，對各個(gè)中斷源的允許和屏蔽是由，word 文內(nèi)部的中斷允許存放器 IE 的位來控制的。中斷允許存放器 IE 的字節(jié)地址為 A8H可以 進(jìn)行位尋址。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，中斷允許存放器 的容為 ，果要開放某個(gè)中斷源，那 么必須使 IE 中總控置位和對應(yīng)的中斷允許位置1、 單片機(jī)有 中斷源，為了處理方便，每個(gè)中斷源有兩級控制，高優(yōu)先級和 低優(yōu)先級通由內(nèi)部的中斷優(yōu)級存放器 IP 來置，中斷優(yōu)先級存放器 IP 的節(jié)址為 B8H，可以進(jìn)行位尋址。如果某位被置么對應(yīng)的中斷源被設(shè)為高優(yōu)先級

6、；如果某位 被清零，那么對應(yīng)的中斷源被設(shè)為低優(yōu)先級。對于同級中斷源，系統(tǒng)有默認(rèn)的優(yōu)先權(quán)順序， 從高到低優(yōu)先權(quán)順序?yàn)橥獠恐袛?定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 中外部中斷 1時(shí)計(jì)數(shù)器 T1 斷、 串行口中斷。通過設(shè)置中斷優(yōu)先級存放器 能改變系統(tǒng)默認(rèn)的優(yōu)先級順序。、MCS-51 單機(jī)響應(yīng)中斷的條件為：中斷源有請求且中斷允許。五、鍵和 LED 數(shù)碼管顯示器介鍵 是單機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，操作人員一般都 是通過鍵盤向單片機(jī)系統(tǒng)輸入指令址和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)通信鍵盤實(shí)際上是一組 按鍵開關(guān)的集合平時(shí)按鍵開關(guān)是處于斷開狀態(tài)按下鍵時(shí)它才閉合鍵盤的結(jié)構(gòu)形式 一般有兩種：獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤陣鍵盤的

7、工作方式有 3 種查詢工作方式、定 時(shí)掃描工作方式和中斷工作方式。 數(shù)管示：單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常用到 LED 數(shù)管作為顯示輸出設(shè)備， LED 數(shù)管顯示器雖然顯示信息簡單，但它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長、 與單片機(jī)接口方便等特點(diǎn)本能夠滿足單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的需要以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 中經(jīng)常用到。LED 數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管按一定的結(jié)構(gòu)組合起來的顯示器件。在單 片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是 段 LED 數(shù)管顯示器，它有共陰極和共陽極兩種。所謂 譯碼方式是指由顯示字符轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的字段碼的方式。對于 LED 數(shù)管顯示器，通常的 譯碼方式有兩種：硬件譯碼方式和軟件譯碼方式LED 數(shù)管在顯示

8、時(shí)，通常有兩種顯示 方式靜顯示方式和動態(tài)顯示式。在使用時(shí)可以把它們組合起來實(shí)應(yīng)用時(shí)如 數(shù)碼管個(gè)數(shù)較少通常用硬件譯靜態(tài)顯示數(shù)碼管個(gè)數(shù)較多時(shí)那么通常用軟件譯碼動 態(tài)顯示。六、根原理軟時(shí)鐘是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)的，它的處過程如下：首先設(shè)定單 片機(jī)內(nèi)部的一個(gè)定時(shí)器 計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)方式，對機(jī)器周計(jì)數(shù)形成基準(zhǔn)時(shí)間，然后用另 一個(gè)定時(shí)器計(jì)器或軟件計(jì)數(shù)的方法對基準(zhǔn)時(shí)間計(jì)數(shù)形秒，秒計(jì) 60 次成分，分計(jì) 60 次形成小時(shí)，小時(shí)計(jì) 24 次那么計(jì)滿一天。然通過數(shù)碼管把它們的內(nèi)容在相應(yīng)位置顯示出 來即可。數(shù)碼管顯示可以采用靜態(tài)顯示方法或動態(tài)顯示方法。靜態(tài)顯示方法需要數(shù)據(jù)鎖存器等 硬件口復(fù)雜鐘示一般

9、或 8 個(gè)碼管于系統(tǒng)沒有其他的復(fù)雜的任務(wù)處理， 而且顯示的時(shí)鐘信息隨時(shí)都可能變化采用動態(tài)顯示方式顯方法線路相對簡單， 但需動態(tài)掃描掃頻率要大于眼視覺暫留頻率息看起來才穩(wěn)定譯碼方式可分為軟 件譯碼和硬件譯碼件譯碼通過譯碼程序查得顯示信息的字段碼件碼通過硬件譯碼 器得到顯示信息的字段碼，實(shí)際中通常采用軟件譯碼。在具體處理時(shí)，定時(shí)器計(jì)數(shù)器采用中斷方式工作，對時(shí)鐘的形成在中斷效勞程序中實(shí) 現(xiàn)。在主程序中只需對定時(shí)器計(jì)數(shù)器初始化用示子程序和控制子程序。另外，為了使 用方便，設(shè)計(jì)了簡單的按鍵，可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)時(shí)、分的調(diào)整，這樣在主程序中就參加了鍵 盤設(shè)置子程序。，word 文七、系硬件電路的計(jì)DNGC2U

10、1C3 CCV 八、系軟件程序的計(jì)電子時(shí)鐘的軟件系統(tǒng)由主程序和子程序組成程序程序包含初始化參數(shù)設(shè)置鍵 理、數(shù)碼管顯示模塊等，程主程序執(zhí)行流程如圖 11.2，主程序先對顯示單元和時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化，然后復(fù)調(diào) 用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處理模塊，當(dāng)有鍵按下，那么轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。碼顯模本系統(tǒng)共用 8 個(gè)數(shù)碼管，從右到左依次示秒個(gè)位、秒十位、橫線、分個(gè)位、分十位、，word 文橫線、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位。采用軟件譯碼動態(tài)顯示。時(shí)/計(jì)器 T0 中斷勞序定時(shí)器/數(shù)器 T0 用于時(shí)間計(jì)時(shí)。選擇方式 1重復(fù)定時(shí)，定時(shí)時(shí)間設(shè)為 ，時(shí) 時(shí)間到那么中斷斷效勞程序中用一個(gè)計(jì)數(shù)器對 50ms 計(jì) 次那么對秒單元加 ， 秒單元加

11、到 60 那么對分單元加 ，時(shí)秒單元清 0分單元加到 那對時(shí)單元加 1，同 時(shí)分單元清 時(shí)元加到 那么對時(shí)單元清 標(biāo)一天時(shí)間計(jì)滿在各單元計(jì)數(shù)的同 時(shí)它們的值放到存儲單元的指定位置/計(jì)數(shù)器 中效勞程序流程圖如圖 。開始現(xiàn)場保護(hù)，重置初值啟動下一個(gè) 50ms 計(jì)數(shù)器加 開始顯示單元清零、 設(shè)為 計(jì)數(shù)模式允許 T0 中斷調(diào)用顯示子程序否否否否50ms 計(jì)數(shù)器20？是秒單元加 50ms 計(jì)數(shù)器清 0， 秒寫入秒個(gè)位和秒十位秒單元=60？是分單元加 秒單元清 ，分 入分個(gè)位和分十位分單元=60？是時(shí)單元加 分單元清 ，時(shí) 入時(shí)個(gè)位和時(shí)十位時(shí)單元=24？否按下鍵否？ 是進(jìn)入功能程序時(shí)單元清 是中斷返回圖1

12、1.2 主程序流程圖 鍵理塊圖1.3 定時(shí)器計(jì)數(shù)器0中斷勞程序流程圖按鍵處理設(shè)置為如沒有按鍵那么時(shí)鐘正常走時(shí)按下 鍵時(shí)進(jìn)調(diào)分狀態(tài)， 時(shí)鐘停止走動；按 K1 可 按可行加 1 或減 1 操作；繼續(xù)按 K0 鍵分別進(jìn)行分和小 時(shí)的調(diào)整；最后按 鍵將退出調(diào)整狀態(tài)，時(shí)鐘開始時(shí)運(yùn)行。5編語言程序清單；采用 位 LED 軟譯碼動態(tài)顯示程；使用 單機(jī)12MHZ 晶， 輸出字段碼 口輸出位選碼，用共陽，word 文；LED 數(shù)管，為調(diào)時(shí)位選擇按鍵，為加 ，為減 1 鍵。 ；片內(nèi) RAM 的 單為 LED 數(shù)管的顯示緩沖區(qū) ；79H7AH 分為秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù)單元； 為 計(jì)器7CH 為時(shí)按鍵計(jì)數(shù)器ORG 000

13、0H STARTORG 000BH INTT0；主程序；定時(shí)/計(jì)數(shù)器 T0 中程序入口：MOV R0，MOV ，#0CHINIT： R0#00HINC R0 R7，INITMOV 72H，MOV 75H，MOV TMOD#01HMOV TL0，MOV TH0，#03CHSETB EASETB ET0SETB ： SCAN KEYSCAN ；延時(shí) 子序DL1MSMOV R6，DL1MOV R7，DL2 ， R6RET；延時(shí) 子序DL20MS： SCAN RET；數(shù)碼管顯示程序SCAN MOV A ；時(shí)間存入顯示緩沖區(qū)相應(yīng)位置 MOV B，DIV MOV 71H，AMOV 70H，word 文MO

14、V AMOV B，DIV MOV 74H，AMOV 73H，MOV A7AHMOV B，DIV MOV 77H，AMOV 76H，MOV ， ；環(huán)掃描顯示MOV ，MOV ，SCAN1：MOV A，R5MOV P2，AMOV A，MOV DPTR#TABMOVC A，MOV P0，AMOV A，R5 DL1MSINC R1MOV A，RR AMOV ，A R3，MOV P2，#00HMOV P0，RETTABDB 0F9H99H92H82H0F8H，80H90H 09共陽極字段碼；定時(shí)器計(jì)數(shù)器 中效程序INTT0： PUSH PSWCLR CLR MOV TL0，MOV TH0，#03CHSE

15、TB INC 7BHMOV A AMOV ，#00，word 文INC 78HMOV A A，OUTT0MOV 78H，INC 79HMOV A A，OUTT0MOV 79H，INC 7AHMOV A7AH AMOV 7AH#00OUTT0：SETB ET0POP PSWPOP RETI；按鍵處理程序KEYSCAN： EA ， ， ，KEYOUTSETB EARETKEYSCAN0 ，KEYOUTWAIT0： ，INC 7CHMOV A7CHCLR CLR A，KEYOUTMOV 7CH，SETB ET0SETB KEYOUTKEYSCAN1 ，KEYOUTWAIT1： ，MOV A7CH A

16、，INC 79HMOV A A，KEYOUT，word 文 MOV 79H， KEYOUT：INC 7AHMOV A7AH A，KEYOUTMOV 7AH#00 KEYOUTKEYSCAN2 ，KEYOUTWAIT2： ，MOV A7CH A， MOV A A#0FFH，KEYOUTMOV 79H， KEYOUT： 7AHMOV A，7AH A#0FFH，KEYOUTMOV 7AH#17H KEYOUT九、設(shè)過程、在 PROTEUS 中計(jì)硬件 軟使用過如下：選擇元器件放置元器件連線添加程序運(yùn)行仿真元器件清單如下：單片機(jī)：按鍵：BUTTON電阻：電容：晶振：LED 數(shù)管：7SEG-MPX8-CA-BLUECA：共：共陰 地：電源：POWER、在 中編寫程序，編譯、連接形成 HEX 文件。、在 PROTEUS 中 HEX 文件加載到單片機(jī)芯片上。，word 文、運(yùn)行仿真看結(jié)果。