基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).ppt

1、,基于單片機(jī)的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),西北大學(xué)物理學(xué)系應(yīng)用物理專業(yè),學(xué)生姓名： 張 韜 學(xué) 號： 20061100060 指導(dǎo)教師： 王永強(qiáng),一、設(shè)計(jì)簡介 二、單片機(jī)的簡單介紹 三、試驗(yàn)所用單片機(jī)AT89S52 四、試驗(yàn)硬件設(shè)計(jì) 五、軟件設(shè)計(jì) 六、總結(jié),內(nèi)容概況,一、設(shè)計(jì)簡介,隨著二十世紀(jì)的結(jié)束，我們已走過了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和電腦時(shí)代。進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，以單片機(jī)為核心的現(xiàn)代化智能設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域（如工業(yè)控制、家電產(chǎn)品、汽車電子、通信、智能儀器儀表）都得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且正在深刻的改變著我們生活的方方面面，這也同時(shí)標(biāo)志著數(shù)字化時(shí)代的

2、到來。而電子時(shí)鐘作為計(jì)時(shí)系統(tǒng)，在工業(yè)或生活中更是無處不在。,本題目所設(shè)計(jì)的單片機(jī)電子時(shí)鐘系統(tǒng)，就是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種計(jì)時(shí)系統(tǒng)。用單片機(jī)設(shè)計(jì)制造的的電子時(shí)鐘，具有集成性高、穩(wěn)定性和可靠性高、功能多樣并可無限拓展、電路簡介、成本低廉等特點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。,設(shè)計(jì)簡介,本題以提高自身的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用知識的能力為目標(biāo)，以微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)接口與技術(shù)等相關(guān)課程為基礎(chǔ)，通過對單片機(jī)原理、程序編寫方法、多種應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，經(jīng)過問題定義、模塊化分析設(shè)計(jì)、繪制電路、硬件選擇、軟件編程幾大步驟，最終設(shè)計(jì)完成一款具有計(jì)時(shí)顯示功能，時(shí)間調(diào)整功能的單片機(jī)時(shí)鐘。具有一定的使用價(jià)值。,二.單片機(jī),所謂單片機(jī)

3、是一個(gè)單芯片形態(tài)、面向控制對象的嵌入式應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。即把組成微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件，如中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、輸入/輸出（I/O）接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及串行通信接口等集成在一款芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。 由于單片機(jī)功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉，它已被廣泛應(yīng)用與儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。,單片機(jī)的發(fā)展歷史,單片機(jī)的結(jié)構(gòu),單片機(jī)分類,按照單片機(jī)的類型，單片機(jī)有： （1）51系列單片機(jī)，其中首推Intel公司的8051單片機(jī)，片內(nèi)有 4K字節(jié)的一次性程序存儲器（OTP）。 （2）具有ISP功能的單片機(jī)，ISP功

4、能能夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)可編程，可以省去通用的編程器，單片機(jī)在用戶板上即可下載和燒錄用戶程序，而無需將單片機(jī)從生產(chǎn)好的產(chǎn)品上取下。 （3）PIC系列單片機(jī)，PIC單片機(jī)系列是美國微芯公司（Microship）的產(chǎn)品，CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，具有精簡的指令集 。PIC系列單片機(jī)的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補(bǔ)推挽輸出電路。也具有在線調(diào)試及編程（ISP）功能。 （4）AVR單片機(jī)，AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。AVR型號其管腳與對應(yīng)的51系列兼容。,AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash

5、存儲器，向下完全兼容51子系列。標(biāo)準(zhǔn)功能有8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振和時(shí)鐘電路，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。,AT89S52 單片機(jī),三.設(shè)計(jì)要求,本設(shè)計(jì)擬實(shí)現(xiàn)的基本功能為單片機(jī)計(jì)時(shí)顯示功能。 可拓展要求（視情況拓展開發(fā)，能夠體現(xiàn)單片機(jī)電子時(shí)鐘的可擴(kuò)展優(yōu)越性）,加入時(shí)間調(diào)整程序，使用按鈕，調(diào)整年月日及時(shí)間； 加入陰歷顯示功能； 加入溫度計(jì)功能。,實(shí)驗(yàn)采用AT89S52作為時(shí)鐘控制單片機(jī)（支持在線可編程且存儲容量大）；采

6、用時(shí)鐘芯片為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號（提高精度）；采用普通按鍵作為時(shí)間日期更改輸入模塊，21段LED數(shù)碼管作為輸出模塊，動(dòng)態(tài)掃描方式顯示內(nèi)容。,四.硬件設(shè)計(jì),基本硬件模塊：,1.單片機(jī)基本工作模塊,2. 電源模塊,3. 按鍵輸入模塊,4.時(shí)鐘芯片模塊,5.顯示模塊,完整電路圖（用Protel99se繪制）,要解決編程軟件選擇及軟件編寫問題。 本設(shè)計(jì)軟件編寫采用Keil C軟件，它是目前最流行的開發(fā)單片機(jī)的軟件，Keil C51是一種專為單片機(jī)設(shè)計(jì)的高效率的C語言編譯器，生成的程序代碼運(yùn)行速度極高，所需要的存儲空間也極小。 Keil C語言同時(shí)支持編譯C語言（*.C文件）和匯編語言（*.asm文件）。

7、匯編語言與C語言各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能一概而論。用匯編語言編寫有兩方面的好處：一方面，用匯編語言編寫程序節(jié)省空間，通過對匯編語言的學(xué)習(xí)能夠加深理解片內(nèi)寄存器、各種尋址方式等知識。但是，匯編語言的可讀性較差，尤其在某些復(fù)雜算法實(shí)現(xiàn)時(shí)，匯編語言并不比C語言方便，且晦澀難懂，不便于修改。,五、軟件實(shí)現(xiàn),調(diào)時(shí)及走時(shí)程序 流程圖,初始化子程序 CONFIG12 EQU 7FH TEMPH EQU 21H TEMPL EQU 20H REG2 EQU 22H REG3 EQU 23H REG4 EQU 24H DAT EQU P0.7 SCLK EQU P3.2 IO EQU P3.3 RST EQU P3.4

8、 year DATA 66H month DATA 65H week DATA 64H day DATA 63H hour DATA 62H mintue DATA 61H second DATA 60H ORG 0000H LJMP START ORG 001BH LJMP INTT1 START: ;初值 LCALL ZJ SETB EA MOV SCON,#00H ; 串行輸出，方式0 MOV TMOD,#10H ;計(jì)數(shù)器1，方式1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H MOV 32H,#8EH MOV 31H,#00H,LCALL WRITE MOV 32H,#90H M

9、OV 31H,#0A6H LCALL WRITE ;主程序 MAIN1: MOV 32H,#8DH ;讀出年 LCALL READ MOV year,31H MOV 32H,#8BH ;讀出星期 LCALL READ MOV week,31H MOV 32H,#89H ;讀出月 LCALL READ MOV month,31H MOV 32H,#87H ;讀出日 LCALL READ MOV day,31H MOV 32H,#85H ;讀出小時(shí) LCALL READ MOV hour,31H MOV 32H,#83H ;讀出分鐘 LCALL READ MOV mintue,31H MOV 32

10、H,#81H ;讀出秒 LCALL READ MOV second,31H,顯示子程序 GFLASHOUT: POP PSW POP ACC RETI GFLASH1: JB 0AH,GFLASH2 ;調(diào)年閃 MOV 7CH,#0FH MOV 7BH,#0FH AJMP GFLASHOUT GFLASH2: JB 0BH,GFLASH3 ;調(diào)月閃 MOV 7AH,#0FH MOV 79H,#0FH AJMP GFLASHOUT GFLASH3: JB 0CH,GFLASH4 ;調(diào)日閃 MOV 77H,#0FH MOV 76H,#0FH AJMP GFLASHOUT GFLASH4: JB 0D

11、H,GFLASH5 ;調(diào)星期閃 MOV 78H,#0FH AJMP GFLASHOUT GFLASH5: JB 0EH,GFLASH6 ;調(diào)小時(shí)閃 MOV 75H,#0FH MOV 74H,#0FH AJMP GFLASHOUT,GFLASH6: MOV 73H,#0FH ;調(diào)分鐘閃 MOV 72H,#0FH AJMP GFLASHOUT DISPLAY: ;LCALL TOUTOU MOV A,10H ANL A,#00001111B MOV 59H,A MOV A,76H ;第八列LED ANL A,#00001111B SWAP A ADD A,59H MOV P1,A MOV A,70

12、H ANL A,#00001111B ADD A,#00000000B MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,10H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 5AH,A MOV A,77H ;第七列LED ANL A,#00001111B SWAP A ADD A,5AH MOV P1,A MOV A,71H ANL A,#00001111B ADD A,#00010000B,MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,56H ;第六列LED SWAP A ANL A,#11110000B ADD A,79H SWAP A MOV P1,A MOV A

13、,72H ANL A,#00001111B ADD A,#00100000B MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,56H ;第五列LED ANL A,#11110000B ADD A,7AH SWAP A MOV P1,A MOV A,73H ANL A,#00001111B ADD A,#00110000B MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,57H,設(shè)計(jì)不足 本系統(tǒng)所采用的顯示模塊LED較多，占用了不少資源，包括線路板、單片機(jī)端口等，同時(shí)使得電路穩(wěn)定性下降； 由于時(shí)間比較緊迫，未能開發(fā)出更多的功能以體現(xiàn)單片機(jī)電子時(shí)鐘的優(yōu)越性。 改進(jìn)建議 顯示模塊可只用一排8位Led替代21位Led，在8位Led中進(jìn)行循環(huán)信息顯示，即每隔5S切換顯示時(shí)間、日期等信息。這樣可節(jié)約系統(tǒng)資源，拓展更多功能。但這樣做會使程序較為復(fù)雜，在編寫時(shí)應(yīng)力求簡潔，需要高水平的軟件編寫。,本系統(tǒng)上