單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告——單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告概要

1、惠州學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告姓名:班別:學(xué)號:單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)：1、能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)間的精確顯示，以數(shù)字的形式顯示時(shí)間的時(shí)、分、秒2、時(shí)間以 24 小時(shí)為進(jìn)制，能夠通過相應(yīng)按鍵來調(diào)節(jié)時(shí)鐘時(shí)間3、能夠?qū)崿F(xiàn)按鍵啟動(dòng)與停止功能。4、能夠?qū)崿F(xiàn)秒表功能。摘要此電子鐘采用C8951芯片，同時(shí)使用8位8段LED數(shù)碼管（兩個(gè)四位一體數(shù)碼 管）顯示小時(shí)、分鐘和秒的要求。該電子鐘有四個(gè)按鍵 ,進(jìn)行相應(yīng)的操作就可實(shí)現(xiàn) 時(shí)間調(diào)整、年月查看與復(fù)位功能 。整個(gè)過程就是先設(shè)計(jì)和焊接好硬件電路，再 通過匯編語言編寫應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)我們需要的功能， 這期間，進(jìn)行的軟件仿真和 調(diào)試是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。關(guān)鍵詞：電子時(shí)鐘、 C8

2、951 芯片、程序設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試目錄1. 系統(tǒng)的功能分析與設(shè)計(jì)方案1.1 系統(tǒng)的主要功能1.2 數(shù)碼管顯示工作原理1.3 電路硬件設(shè)計(jì)1.4 各電路工作原理1.5 設(shè)計(jì)原理框圖1 .6主芯片工作原理圖.1.7 材料清單1.8 電路原理圖及實(shí)物圖2. 軟件設(shè)計(jì)2.1 完整源程序2.2 系統(tǒng)安裝與調(diào)試2.3 硬件電路的安裝2.4 軟件調(diào)試2.5課程設(shè)計(jì)總結(jié)3. 參考文獻(xiàn)4. 致謝1.系統(tǒng)的功能分析與設(shè)計(jì)方案1.1 系統(tǒng)的主要功能利用89c51單片機(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顯示器等部件， 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

3、和復(fù)位控制等。此外還要實(shí)現(xiàn)對時(shí)間的調(diào)整功能，89c51的P1.0 P1.1、RST外接三個(gè)獨(dú)立按鍵， 當(dāng)按下P1.0按鍵時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)時(shí)間的狀態(tài)或啟動(dòng)時(shí)間顯示的功能；當(dāng)按下P1.1按鍵時(shí)，對顯示的數(shù)碼管進(jìn)行加一的功能，達(dá)到調(diào)整時(shí)間的目的；當(dāng)按下RST按鍵時(shí)，實(shí)現(xiàn)對電子時(shí)鐘進(jìn)行復(fù)位的功能。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案整個(gè)系統(tǒng)采用應(yīng)用廣泛的AT89S52乍為時(shí)鐘控制芯片，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，它的處理過程如下：首先設(shè)定單片機(jī)內(nèi)部的一個(gè)定時(shí)器 計(jì)數(shù) 器工乍于定時(shí)方式，對機(jī)器周期計(jì)數(shù)形成基準(zhǔn)時(shí)間，然后用另一個(gè)定時(shí)器 計(jì)數(shù) 器或軟件計(jì)數(shù)的方法對基準(zhǔn)時(shí)間計(jì)數(shù)形成秒， 秒計(jì) 60次形成分，分計(jì) 60次形

4、成 小時(shí)，小時(shí)計(jì) 24 次則計(jì)滿一天。然后通過數(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(dòng)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， 接口復(fù)雜， 時(shí)鐘顯示一般用 6個(gè)或8個(gè)數(shù)碼管。由于系統(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， 一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式。 動(dòng)態(tài)顯示方法線路相對簡單， 但需動(dòng)態(tài)掃描，掃描頻率要大于人眼視覺暫留頻率， 信息看起來才穩(wěn)定。 譯碼方式可分為軟件譯碼和硬件譯碼， 軟件譯碼通過譯碼程 序查得顯示信息的字段碼； 硬件譯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

5、中斷方式工乍， 對時(shí)鐘的形成在中斷服務(wù)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、 調(diào)用顯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)間調(diào)整和復(fù)位。1.2 數(shù)碼管顯示工乍原理數(shù)碼管是一種把多個(gè)LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共 陽型，一種是共陰型。共陽型就是把多個(gè)LED顯示段的陽極接在一起，又稱為公 共端。共陰型就是把多個(gè)LED顯示段的陰極接在一起，即為公共商。陽極即為二 極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。通常的數(shù)碼管 又分為8段，即8個(gè)LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為 A、B、 C、D、E、

6、F、G、DP,其中DP是小數(shù)點(diǎn)位段。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共 端會(huì)連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會(huì)連接在一起。即，所有的A段都會(huì)連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分 為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示：所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒 定的導(dǎo)通或截止。該方式每一位都需要一個(gè)8位輸出口控制。靜態(tài)顯示時(shí)較小的 電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但當(dāng)所顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所 需的I/O 口太多，造成了資源的浪費(fèi)。動(dòng)態(tài)顯示：所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位， 對于顯示器的每一 位來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。利用人的

7、視覺暫留功能可以看到整個(gè)顯示，但 必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)， 也 于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動(dòng)態(tài) 顯示節(jié)省了 I/O 口，降低了能耗。從節(jié)省I/O 口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示。1.3電路硬件設(shè)計(jì)1.31設(shè)計(jì)原理框圖此設(shè)計(jì)原理框圖如圖1所示，此電路包括以下六個(gè)部分：單片機(jī)，按鍵，指示燈, 復(fù)位電路，晶振及顯示電路。設(shè)計(jì)原理框圖 電路設(shè)計(jì)分為復(fù)位電路、指示燈電路、按鍵電路、時(shí)鐘電路及數(shù)碼管連接電路, 總電路工作原理圖如下圖所示復(fù)位電路機(jī)顯示電路89c51芯片該系列單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài)80C51設(shè)計(jì)由先進(jìn)

8、CMOS工藝制造并帶有非易 失性Flash程序存儲器全部支持12時(shí)鐘和6時(shí)鐘操作P89C51X2和 P89C52XE4X258X2 分別包含 128 字節(jié)和 256 字節(jié) RAM32 條 I/O 口 線3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器6輸入4優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)1個(gè)串行I/O 口可用于多機(jī)通信I/O擴(kuò) 展或全雙工UART以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計(jì)可提供很寬的操作頻率范圍頻率可降至0可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式空閑模式凍結(jié) CPU但RAM定時(shí)器串口和中斷系統(tǒng)仍然工作 掉電模式保存RAM的內(nèi)容但是凍結(jié)振蕩器導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作由于設(shè)計(jì)是靜態(tài)的時(shí)鐘可停止而不

9、會(huì)丟失用戶數(shù)據(jù)運(yùn)行可從時(shí)鐘停止處恢復(fù)4個(gè)中斷優(yōu)先級y 6個(gè)中斷源4個(gè)8位I/O 口 全雙工增強(qiáng)型UART幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測一自動(dòng)地址識別3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0T1標(biāo)準(zhǔn)80C51和增加的T2捕獲和比較可編程時(shí)鐘輸出 異步端口復(fù)位低EMI禁止ALE以及6時(shí)鐘模式）掉電模式可通過外部中斷喚醒 其引腳圖如下所示PLC tPL1 cPl.2 cPI ”3 cPI .4 cPL5 cPI W匚P1.7 gRST RXD)P3.0 c (TXD)P3c (!NT0)P37 c (INTT)P3.3 匸 (TO)PS,4 匚 (T1)P5.5 c 21 P2.6(A14) 二 P25(A13) 3 P2.4(

10、A12) n P23(All 3 P22(AW) n P2J(A9) 二 P2.O(A8)材料清單8051芯片瓷介電容極性電容芯片底座 1 4位7段數(shù)碼管10K歐電阻電池盒電池獨(dú)立按鍵自鎖開關(guān)排阻12M晶振個(gè)個(gè)個(gè)5個(gè)仆12軟件設(shè)計(jì)2.1軟件設(shè)計(jì)流程電子時(shí)鐘的軟件系統(tǒng)由主程序和子程序組成，主程序程序包含初始化參數(shù)設(shè)置、 按鍵處理、數(shù)碼管顯示模塊等，（1）主程序主程序先對顯示單元和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始化，然后重復(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，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。主程序執(zhí)行流程如圖Y2）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TO中斷程序定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TO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20

11、ms, 定時(shí)時(shí)間到則中斷，在中斷程序中用一個(gè)計(jì)數(shù)器對 20ms計(jì)數(shù)，計(jì)50次則對秒 單元加1,秒單元加到60則對分單元加1,同時(shí)秒單元清0;分單元加到60則 對時(shí)單元加1,同時(shí)分單元清0;時(shí)單元加到24則對時(shí)單元清0,標(biāo)志一天時(shí)間 計(jì)滿。在對各單元計(jì)數(shù)的同時(shí)，把它們的值放到存儲單元的指定位置。定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器T0中斷程序流程圖如圖SETB IT0SETB TR0 SETB PT0MAIN:CLR P3.7 JNB P1.7, LOOP LCALL DISPLAY LCALL KEYSETB EX0 LJMP MAIN LOOP:MOV S6,#09H ZN:MOV S7,#0FFH SETZ

12、H:CLR P3.2 SETB P3.2LCALL KEY DJNZ S7,SETZH DJNZ S6,ZNLJMP MAINSHOW:PUSH ACC PUSH PSW LCALL DISPLAY1 POP PSW POP ACC RETIZDN:PUSH ACCPUSH PSWINC R7CJNE R7,#200,ZD MOV R7,#00HINC S0MOV A,S0CJNE A,#20,ZDMOV S0,#00HINC R0CJNE R0,#60,ZD MOV R0,#00H完整源程序:50 EQU 31H51 EQU 32H52 EQU 33H53 EQU 34H54 EQU 35H

13、55 EQU 36H56 EQU 37H57 EQU 38H58 EQU 39H59 EQU 40HS10 EQU 41HORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP ZDNORG 0003HLJMP SHOWORG 0045HSTART:MOV R0,#57MOV R1,#59MOV R2,#12MOV R3,#20MOV R4,#11MOV R5,#15MOV R6,#20MOV R7,#00HMOV S0,#00HMOV S1,#00HMOV S2,#00HMOV S3,#00HMOV S4,#00HMOV S5,#00HMOV S6,#00HMOV S7,#00HM

14、OV S8,#00HMOV S9,#00HMOV S10,#00HMOV TMOD,#02HMOV TH0,#06HMOV TL0,#06HMOV IE,#83HMOV R1,#00HINC R2CJNE R2,#24,ZDMOV R2,#00HINC R3CJNE R4,#2,LOOP31LCALL JUDGE_YLCALLZDLOOP31:CJNE R4,#4,V1AJMP SMALLV1:CJNE R4,#6,V2AJMP SMALLV2:CJNE R4,#9,V3AJMP SMALLV3:CJNE R4,#11,MAXSMALL:CJNE R3,#31,ZDMOV R3,#01HINC

15、 R4MAX:CJNE R3,#32,ZDMOV R3,#01HINC R4CJNE R4,#12,ZDMOV R4,#01HINC R5CJNE R5,#99,ZDMOV R5,#00HINC R6CJNE R6,#99,ZDMOV R6,#00HZD:POP PSWPOP ACCRETIJUDGE_Y:MOV A,R5CJNE A,#0,L1MOV A,R6MOV B,#4DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,PINGNIANLJMP L2L1:MOV A,R5MOV B,#4DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,PINGNIAN L2:CJNE R3,#30,L3 MOV

16、 R3,#01HINC R4PINGNIAN:CJNE R3,#29,L3MOV R3,#01HINC R4L3:RETDISPLAY:MOV DPTR,#TABCJNE R0,#0,BBCJNE R1,#0,BBSETB P3.7LCALL DELAY10MSCLR P3.7BB:MOV A,R0MOV B,#10DIV ABMOV S9,AMOV S10,BMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.7LCALL DELAYSETB P2.7MOV A,S9MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.6LCALL DELAYSETB P2.6MOV A

17、,#10MOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.0LCALL DELAYSETB P2.0RETTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H;CLR P2.5LCALL DELAYSETB P2.5MOV A,R1MOV B,#10DIV ABMOV S9,AMOV S10,BMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.4LCALL DELAYSETB P2.4MOV A,S9MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.3LCALL DELAYS

18、ETB P2.3MOV A,#10MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.2LCALL DELAYSETB P2.2MOV A,R2MOV B,#10DIV ABMOV S9,AMOV S10,BMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.1LCALL DELAYSETB P2.1MOV A,S9DISPLAY1:MOV DPTR,#TAB1MOV A,R3MOV B,#10DIV ABMOV S9,AMOV S10,BMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.7LCALL DELAYSETB P2.7MOV A,S9MOV

19、C A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.6LCALL DELAYSETB P2.6MOV A,#10MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.5LCALL DELAYSETB P2.5MOV A,R4MOV B,#10DIV ABMOV S9,AMOV S10,BMOV S10,BMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.1LCALL DELAYSETB P2.1MOV A,S9MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.0LCALL DELAYSETB P2.0RETTAB1:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,

20、7DH,07H,7FH,6FH,80H;MOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.5LCALL DELAYSETB P2.5MOV A,S9MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.4LCALL DELAYSETB P2.4MOV A,#10MOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.3LCALL DELAYSETB P2.3MOV A,R5MOV B,#10DIV ABMOV S9,AMOV S10,BMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.3LCALL DELAYSETB P2.3MOV A,S9MOVC

21、A,A+DPTRMOV P0,ACLR P2.2LCALL DELAYSETB P2.2MOV A,R6MOV B,#10DIV ABMOV S9,AKEY:MOV P1,#0FFHMOV A,P1CPL AANL A,#70HJZ RET1LCALL DELAY10MSMOV A,P1CPL AANL A,#70HJZ RET1JB ACC.4,MKEYJB ACC.5,ADDKEYJB ACC.6,DECKEYRET1:RETMKEY:CLR TR0LCALL K1LJMP DISPLAY ADDKEY:LCALL K2LJMP DISPLAY DECKEY:LCALL K3LJMP DI

22、SPLAYK1:MOV A,S8CJNE A,#9,LOOP1MOV S8,#00HLJMP FHLOOP1:INC S8CJNE A,#8,FHSETB TR0FH:RETK2:MOV A,S8CJNE A,#1,LOOP2CJNE R6,#99,LOOP3MOV R6,#00HLJMP LOOP15LOOP3:INC R6LJMP LOOP15LOOP2:CJNE A,#2 ,L OOP4CJNE R5,#99,LOOP5MOV R5,#00HLJMP LOOP15LOOP5:INC R5LJMP LOOP15LOOP4:CJNE A,#3,LOOP6CJNE R4,#12, LOOP7M

23、OV R4,#01HLJMP LOOP15LOOP7:INC R4LJMP LOOP15LOOP6:CJNE A,# 4,L OOP8CJNE R4,#2,LOOP32LCALL JUDGE_Y1LJMP LOOP15LOOP32:CJNE R4,#4,N6AJMP SMALL1N6:CJNE R4,#6,N7AJMP SMALL1N7:CJNE R4,#9,N8AJMP SMALL1N8:CJNE R4,#11,MAX1SMALL1:CJNE R3,#30,LOOP9MOV R3,#01HLJMP LOOP15LOOP9:INC R3LJMP LOOP15MAX1:CJNE R3,#31,L

24、OOP35MOV R3,#01HLJMP LOOP15LOOP35:INC R3LJMP LOOP15LOOP8:CJNE A,#5,LOOP10 CLR EX0CJNE R2,#23 ,L OOP11MOV R2,#00HLJMP LOOP15 LOOP11:INC R2LJMP LOOP15LOOP10:CJNE A,#6,LOOP12CJNE R1,#59 ,L OOP13 MOV R1,#00HLJMP LOOP15 LOOP13:INC R1LJMP LOOP15LOOP12:CJNE A,#7,LOOP15CJNE R0,#59,LOOP14MOV R0,#00HLJMP LOOP

25、15LOOP14:INC R0LOOP15:RETJUDGE_Y1:MOV A,R5CJNE A,#0,N1MOV A,R6MOV B,#4DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,PINGNIAN1LJMP N2N1:M0V A,R5MOV B,#4DIV ABMOV A,BCJNE A,#0,PINGNIAN1N2:CJNE R3,#29,N3MOV R3,#01HLJMP N5N3:INC R3LJMP N5PINGNIAN1:CJNE R3,#28,N4MOV R3,#01HLJMP N5N4:INC R3N5:RETK3:MOV A,S8CJNE A,#1,LOOP16CJNE

26、R6,#0,LOOP17MOV R6,#99LJMP LOOP30LOOP17:DEC R6LJMP LOOP30LOOP16:CJNE A,#2,LOOP18CJNE R5,#0,LOOP19MOV R5,#99LJMP LOOP30LOOP19:DEC R5LJMP LOOP30LOOP18:CJNE A,#3,LOOP20CJNE R4,#01H, LOOP21MOV R4,#12LJMP LOOP30LOOP21:DEC R4LJMP LOOP30LOOP20:CJNE A,# 4, LOOP22CJNE R4,#2,LOOP33LCALL JUDGE_Y2LJMP LOOP30LOO

27、P33:CJNE R4,#4,M6AJMP SMALL2 M6:CJNE R4,#6,M7AJMP SMALL2M7:CJNE R4,#9,M8AJMP SMALL2M8:CJNE R4,#11,MAX2SMALL2:CJNE R3,#01,LOOP23 MOV R3,#30LJMP LOOP30LOOP23:DEC R3LJMP LOOP30MAX2:CJNE R3,#01,LOOP34 MOV R3,#31LJMP LOOP30 LOOP34:DEC R3LJMP LOOP30LOOP22:CJNE A,#5,LOOP24 CLR EX0CJNE R2,#0,LOOP25 MOV R2,#23 LJMP LOOP30 LOOP25:DEC R2 LJMP LOOP30 LOOP24