簡易電子時鐘設計單片機

.PAGE.>基于單片機的簡易電子時鐘設計一功能分析1〕．時制式為24小時制。2〕．采用LED數(shù)碼管顯示時、分，秒采用數(shù)字顯示。3〕．具有方便的時間調(diào)校功能。4〕．計時穩(wěn)定度高，可準確校正計時精度。二總體方案設計論證比較2.1實現(xiàn)時鐘計時的根本方法利用MCS-51系列單片機的可編程定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)時鐘計數(shù)。(1)計數(shù)初值計算:把定時器設為工作方式1，定時時間為50ms，則計數(shù)溢出20次即得時鐘計時最小單位秒，而100次計數(shù)可用軟件方法實現(xiàn)。假設使用T/C0，方式1，50ms定時，fosc=12MHz。則初值*滿足〔216-*〕×1/12MHz×12μs=50000μs*=15536→10000→3CB0H(2)采用中斷方式進展溢出次數(shù)累計,計滿20次為秒計時〔1秒〕；(3)從秒到分和從分到時的計時是通過累加和數(shù)值比較實現(xiàn)。電子鐘的時間顯示電子鐘的時鐘時間在六位數(shù)碼管上進展顯示，因此，在內(nèi)部RAM中設置顯示緩沖區(qū)共8個單元。LED8LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED137H36H35H34H33H32H31H30H時十位時個位分隔分十位分個位分隔秒十位秒個位2.3電子鐘的時間調(diào)整電子鐘設置3個按鍵通過程序控制來完成電子鐘的時間調(diào)整。A鍵調(diào)整時；B鍵調(diào)整分；C鍵復位2.4總體方案介紹2.4.1計時方案利用AT89S51單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器進展中斷時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時。該方案節(jié)省硬件本錢，且能使讀者在定時/計數(shù)器的使用、中斷及程序設計方面得到鍛煉與提高，對單片機的指令系統(tǒng)能有更深入的了解，從而對學好單片機技術(shù)這門課程起到一定的作用。2.4.2控制方案AT89S51的P0口和P2口外接由八個LED數(shù)碼管(LED8～LED1)構(gòu)成的顯示器，用P0口作LED的段碼輸出口，P2口作八個LED數(shù)碼管的位控輸出線，P1口外接四個按鍵A、B、C構(gòu)成鍵盤電路。AT89S51是一種低功耗，高性能的CMOS8位微型計算機。它帶有8KFlash可編程和擦除的只讀存儲器〔EPROM〕，該器件采用ATMEL的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)上標準的80C51和80C52的指令系統(tǒng)及引腳兼容，片內(nèi)Flash集成在一個芯片上，可用與解決復雜的問題，且本錢較低。簡易電子鐘的功能不復雜，采用其現(xiàn)有的I/O便可完成，所以本設計中采用此的設計方案。三硬件電路設計根據(jù)以上的電子時鐘的設計要求可以分為以下的幾個硬件電路模塊：單片機模塊、數(shù)碼顯示模塊與按鍵模塊，模塊之間的關(guān)系圖如下面得方框電路圖1所示。圖1硬件電路方框圖四各模塊電路設計AT89C51單片機引腳圖如下：圖2AT89C51引腳圖MCS-51單片機是標準的40引腳雙列直插式集成電路芯片，其各引腳功能如下：VCC：+5V電源。VSS：接地。RST：復位信號。當輸入的復位信號延續(xù)兩個機器周期以上的高電平時即為有效，用完成單片機的復位初始化操作。*TAL1和*TAL2：外接晶體引線端。當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向I/O口，當作輸出口使用時，必須接上拉電阻才能有高電平輸出；當作輸入口使用時，必須先向電路中的鎖存器寫入"1〞，使FET截止，以防止鎖存器為"0〞狀態(tài)時對引腳讀入的干擾。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，它不再需要多路轉(zhuǎn)接電路MU*；因此它作為輸出口使用時，無需再外接上拉電阻，當作為輸入口使用時，同樣也需先向其鎖存器寫"1〞，使輸出驅(qū)動電路的FET截止。P2口：P2口電路比P1口電路多了一個多路轉(zhuǎn)接電路MU*，這又正好與P0口一樣。P2口可以作為通用的I/O口使用，這時多路轉(zhuǎn)接電路開關(guān)倒向鎖豐存器Q端。P3口：P3口特點在于，為適應引腳信號第二功能的需要，增加了第二功能控制邏輯。當作為I/O口使用時，第二功能信號引線應保持高電平，與非門開通，以維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通。當輸出第二功能信號時，該位應應置"1〞，使與非門對第二功能信號的輸出是暢通的，從而實現(xiàn)第二功能信號的輸出，具體第二功能如表1所示。4.1.2晶振電路右圖所示為時鐘電路原理圖，在AT89S51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳*TAL1，輸出端為引腳*TAL2。而在芯片內(nèi)部，*TAL1和*TAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進展二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。圖3晶振電路單片機復位的條件是：必須使RST/VPD或RST引〔9〕加上持續(xù)兩個機器周期〔即24個振蕩周期〕的高電平。例如，假設時鐘頻率為12MHz，每機器周期為1μs，則只需2μs以上時間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。單片機常見的復位如以下圖。電路為上電復位電路，它是利用電容充電來實現(xiàn)的。在接電瞬間，RESET端的電位與VCC一樣，隨著充電電流的減少，RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為高電平的時間大于兩個機器周期，便能正常復位。該電路除具有上電復位功能外，假設要復位，只需按圖中的RESET鍵，此時電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復位高電平。圖4單片機復位電路4.2數(shù)碼顯示模塊設計系統(tǒng)采用動態(tài)顯示方式，用P0口來控制LED數(shù)碼管的段控線，而用P2口來控制其位控線。動態(tài)顯示通常都是采用動態(tài)掃描的方法進展顯示，即循環(huán)點亮每一個數(shù)碼管，這樣雖然在任何時刻都只有一位數(shù)碼管被點亮，但由于人眼存在視覺殘留效應，只要每位數(shù)碼管間隔時間足夠短，就可以給人以同時顯示的感覺。圖5數(shù)碼顯示電路4.3按鍵模塊以下圖為按鍵模塊電路原理圖，A為復位鍵，B為時鐘調(diào)控鍵，C為分鐘調(diào)控鍵。圖6按鍵模塊電路原理圖五軟件設計流程圖在編程上，首先進展了初始化，定義程序的的入口地址以及中斷的入口地址，在主程序開場定義了一組固定單元用來儲存計數(shù)的時.分.秒，在顯示初值之后，進入主循環(huán)。在主程序中，對不同的按鍵進展掃描，實現(xiàn)秒表，時間調(diào)整，復位清零等功能，系統(tǒng)總流程圖如以下圖7：圖7軟件設計流程圖六程序清單ORG0000HMOV30H,#1設置時鐘的起始時間12.00.00，分配顯示數(shù)據(jù)內(nèi)存MOV31H,#2MOV32H,#0MOV33H,#0MOV34H,#0MOV35H,#0MOVTMOD,#01啟動計數(shù)器*S0:SETBTR0使TRO位置1MOVTH0,#00H計數(shù)器置零MOVTL0,#00H*S:MOV40H,#0FEH掃描控制字初值MOVDPTR,#TAB取段碼表地址MOVP2,40H從P2口輸出MOVA,30H取顯示數(shù)據(jù)到AMOVCA,A+DPTR查顯示數(shù)據(jù)對應段碼MOVP0,A段碼放入P0中LCALLYS1MS顯示1MSMOVP0,#0FFHPO端口清零MOVA,40H取掃描控制字放入A中RLAA中數(shù)據(jù)循環(huán)左移MOV40H,A放回40H地址段內(nèi)MOVP2,40HMOVAADDA,#10進位顯示MOVCA,A+DPTRMOVP0,ALCALLYS1MSMOVP0,#0FFHMOVARLMOV40H,AMOVP2,40HMOVAMOVCA,A+DPTRMOVP0,ALCALLYS1MSMOVP0,#0FFHMOVARLMOV40H,AMOVP2,40HMOVAADDA,#10MOVCA,A+DPTRMOVP0,ALCALLYS1MSMOVP0,#0FFHMOVARLMOV40H,AMOVP2,40HMOVAMOVCA,A+DPTRMOVP0,ALCALLYS1MSMOVP0,#0FFHMOVARLMOV40H,AMOVP2,40HMOVAMOVCA,A+DPTRMOVP0,ALCALLYS1MSMOVP0,#0FFHMOVARLMOV40H,AJBTF0,JIA如果TF0為1時，則執(zhí)行JIA，否則順序執(zhí)行JNBP1.0,P100為0則轉(zhuǎn)移到P100 JNBP1.1,P1000為0則轉(zhuǎn)移到P1000JNBP1.2,P10000為0則轉(zhuǎn)移到P10000AJMP*S跳轉(zhuǎn)到*SP100:MOV30H,#0清零程序MOV31H,#0MOV32H,#0MOV33H,#0MOV34H,#0MOV35H,#0JIA:CLRTF0TF0清零MOVA,35H秒單位數(shù)據(jù)到ACJNEA,#9,JIA1與9進展比較，大于9就轉(zhuǎn)移到JIA1MOV35H,0秒個位清零MOVA,34H秒十位數(shù)據(jù)到ACJNEA,#5,JIA10與5進展比較，大于5就轉(zhuǎn)移到JIA10MOV34H,#0秒十位清零P10000:JNBP1.2,P10000為0則轉(zhuǎn)移到P10000MOVA,33H取分的個位到ACJNEA,#9,JIA100與9進展比較，大于9就轉(zhuǎn)移到JIA100MOV33H,#0分的個位清零MOVA,32H分十位數(shù)據(jù)到ACJNEA,#5,JIA1000與5進展比較，大于5就轉(zhuǎn)移到JIA1000MOV32H,#0分的十位清零P1000:JNBP1.1,P1000為0則轉(zhuǎn)移到P1000MOVA,31H時個位數(shù)據(jù)到ACJNEA,#9,JIA10000與9進展比較，大于9就轉(zhuǎn)移到JIA10000MOV31H,#0時的個位清零MOVA,30H時十位數(shù)據(jù)到ACJNEA,#2,JIA100000與2進展比較，大于5就轉(zhuǎn)移到JIA100000MOV30H,#0時的十位清零AJMP*S0轉(zhuǎn)移到*SOJIA100000:INC30H加1AJMP*S0跳轉(zhuǎn)到*S0JIA10000:CJNEA,#3,JIAJIA與3進展比較，大于則轉(zhuǎn)移到JIAJIAMOVA,30H將時的十位放到ACJNEA,#02,JIAJIA與2進展比較，大于則轉(zhuǎn)移到JIAJIAMOV30H,#0時段清零MOV31H,#0AJMP*S0跳轉(zhuǎn)到*SOJIAJIA:INC31H加一AJMP*S0JIA1000:INC32HAJMP*S0JIA100:INC