單片機實訓(可調數(shù)字鐘).doc

題目：可調數(shù)字鐘任務目的和要求：利用80C51單片機內部定時器，設計一臺可調數(shù)字鐘，能通過按鍵進行時、分、秒的調整，利用8位共陰極LED數(shù)碼管以24小時方式進行顯示。軟件設計思路：利用8051單片機內定時器T0的中斷來實現(xiàn)數(shù)字鐘的功能，T0定時時間可設為50ms，每隔50ms產生一次定時中斷，如果中斷20次即達到1秒。程序設計時先安排時、分、秒內存單元，在中斷服務程序中根據(jù)中斷次數(shù)來決定秒單元是否加1，當秒單元達到60時分單元加1，同時秒單元清0，分單元達到60時，時單元加1，同時分單元清0,時單元達到24時，時、分、秒單元同時清0，又從頭開始計時。綜合實訓報告要求：1、首先寫出系統(tǒng)方案選擇1） 單片機選型選用MCS-51系列主流芯片80C51，內部帶有4KB的flash ROM,無需外擴程序存儲器，由于數(shù)字鐘沒有大量運算和暫存數(shù)據(jù)，片內128B的RAM可以滿足設計要求，無需外擴片外RAM。2） 計時方案（1）實時時鐘芯片針對應用系統(tǒng)對實時時鐘功能的普遍需求，各大芯片生產廠家陸續(xù)推出了一系列實時時鐘集成電路，如DS1287、DS12887、DS1302、PCF8563、S35190等。這些實時時鐘芯片具備年、月、日、時、分、秒計時功能和多點定時功能，計時數(shù)據(jù)每秒自動更新一次，不需程序干預。單片機可通過中斷或查詢方式讀取計時數(shù)據(jù)。實時時鐘芯片的計時功能無需占用CPU時間，功能完善，精度高，軟件程序設計相對簡單，在實時工業(yè)測控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實現(xiàn)。在這里采用單片機內部的定時器來實現(xiàn)計時。簡化硬件設計。（2）軟件控制利用80C51內部定時/計數(shù)器進行中斷定時，配合軟件延時實現(xiàn)時、分、秒的計時。該方案節(jié)省硬件成本，且能夠使同學對前面所學知識的綜合運用，因此，本系統(tǒng)設計采用這一方案。3）顯示方案（1）利用串行口擴展LED，實現(xiàn)LED靜態(tài)顯示該方案占用單片機資源少，且靜態(tài)顯示亮度高，但硬件開銷大，電路復雜，信息刷新速度慢，比較適用于單片機并行口資源較少的場合。（2）利用單片機并行I/O口，實現(xiàn)LED動態(tài)顯示該方案直接使用單片機并行口作為顯示接口，無需外擴接口芯片，但占用資源較多，且動態(tài)掃描顯示方式需占用CPU時間。在非實時測控或單片機具有足夠并行口資源的情況下可以采用。這里采用動態(tài)顯示方案。4） 系統(tǒng)方案確定綜合上述方案分析，本系統(tǒng)選用主流芯片80C51單片機作為主控制器，采用單片機內部定時器實現(xiàn)計時、獨立鍵盤（3個）和動態(tài)LED顯示（8位）。a) 鍵盤功能定義：系統(tǒng)采用3個獨立按鍵，分別進行時、分、秒的調整，按下一次按鍵，做加1調整。當達到最大值，再次按下按鍵返回0。b) 顯示定義：利用8位共陰極LED從左到右依次顯示時分秒，采用24小時計時。c) 系統(tǒng)工作流程設計 時間顯示：上電后，系統(tǒng)自動進入時鐘顯示，從000000開始計時。 時間調整：按下0#鍵進行秒針加1調整，按下1#鍵進行分針加1調整。按下2#鍵進行時針加1調整。當計數(shù)達到最大值時，再次按下按鍵返回0。2、系統(tǒng)硬件設計 圖1：可調數(shù)字鐘硬件設計80C51單片機的P0口通過三態(tài)總線收發(fā)器74LS245接到8位共陰極LED數(shù)碼管的數(shù)字輸入端，單片機的P3口作為數(shù)碼管的數(shù)位控制，從P0口輸出顯示字符段碼，從P3口輸出循環(huán)掃描控制位，利用人眼的視覺暫留功能，達到8位數(shù)碼管同時顯示的效果。單片機的P1.0P1.2引腳通過三個按鈕開關接地，通過判斷P1.0P1.2引腳電平的高低，決定是否進行數(shù)字鐘的時、分、秒調整。P1.2進行“時”調整，P1.1進行“分”調整。P1.0進行“秒”調整。3、系統(tǒng)軟件設計明確任務要求，完成方案設計和硬件電路設計后，進入系統(tǒng)軟件設計階段。我們采用自頂向下，逐步細化的模塊設計方法。1） 模塊劃分根據(jù)任務要求分析，首先把任務劃分為相對獨立的功能模塊，系統(tǒng)模塊劃分為如圖所示，可分為以下幾個功能模塊。（1）主程序：完成系統(tǒng)初始化，包括時鐘初始參數(shù)及初始標志的設定；I/O端口、定時/計數(shù)器初始狀態(tài)的設定；更新顯示時間、循環(huán)掃描按鍵，根據(jù)按鍵進行時鐘的設置管理。（2）LED顯示子程序：根據(jù)顯示單元首地址顯示時鐘時間，實現(xiàn)8位