單片機(jī)數(shù)字時鐘

1、單片機(jī)數(shù)字時鐘課程設(shè)計課 程 設(shè) 計 （報 告）課 程 設(shè) 計 題 目： 數(shù)字時鐘 學(xué) 院 名 稱： 電子與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師： 日 期： 2012.12.292013.01.1121單片機(jī)數(shù)字時鐘課程設(shè)計1 課程設(shè)計任務(wù) 1.用80c51設(shè)計一個數(shù)字時鐘 2.可顯示時、分、秒 3.按鍵實現(xiàn)時、分、秒人工校準(zhǔn) 二總體方案本次課程設(shè)計選用通用的80c51芯片，顯示單元為實驗箱的液晶1602顯示單元，選用ds1302時鐘芯片，利用矩陣鍵盤進(jìn)行調(diào)時。1.80c51簡介雖然目前單片機(jī)的品種很多，但其中最具代表性的當(dāng)屬intel公司的m

2、cs-51單片機(jī)系列。mcs-51以其典型的結(jié)構(gòu)、完善的總線、sfr的集中管理模式、位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富的指令系統(tǒng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。mcs-51系列的典型芯片是80c51（chmos型的8051）。為此，眾多的廠商都介入了以80c51為代表的8位單片機(jī)的發(fā)展，如philips、siemens（infineon）、dallas、atmel等公司，我們把這些公司生產(chǎn)的與80c51兼容的單片機(jī)統(tǒng)稱為80c51系列。特別是在近年來，80c51系列又有了許多發(fā)展，推出了一些新產(chǎn)品，主要是改善單片機(jī)的控制功能，如內(nèi)部集成了高速i/o口、adc、pwm、wdt等，以及低電壓、微功耗

3、、電磁兼容、串行擴(kuò)展總線和控制網(wǎng)絡(luò)總線性能等。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖為如圖所示 80c51單片機(jī)管腳說明vcc：供電電壓。gnd：接地。 p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出

4、電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口管腳是8

5、個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為80c51的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳備選功能p3.0 rxd串行輸入口p3.1 txd串行輸出口p3.2 /int0外部中斷0p3.3 /int1外部中斷1p3.4 t0記時器0外部輸入p3.5 t1記時器1外部輸入p3.6 /wr外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通p3.7 /rd外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通2. 時鐘芯片ds1302簡介：ds13021是美國dallas公司推出的一種高性能、低功

6、耗、帶ram的實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá)2.55.5v。時鐘可工作在24小時格式或12小時（am/pm）格式。 ds1302與單片機(jī)的接口使用同步串行通信，僅用3條線與之相連接?？刹捎靡淮蝹魉鸵粋€字節(jié)或突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或ram數(shù)據(jù)。ds1302內(nèi)部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的ram寄存器。ds1302是ds1202的升級產(chǎn)品，與ds1202兼容，但增加了主電源后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。2.1. ds1302引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)ds1302的引腳功能如表1所示，外形及內(nèi)部

7、結(jié)構(gòu)如圖1所示2：引腳號引腳名稱功能1vcc2主電源2、3x1、x2振蕩源，外接32768hz晶振4gnd地線5rst復(fù)位/片選線6i/o串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端（雙向）7sclk串行時鐘輸入端8vcc1后備電源表1 ds1302引腳功能表圖1 ds1302管腳圖及內(nèi)部結(jié)2.2 ds1302的控制字ds1302的控制字節(jié)如圖2所示： 7 6 5 4 3 2 1 01rama4a3a2a1a0ram 圖2 ds1302控制字節(jié)的含義控制字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到ds1302中。位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取ram數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單

8、元的地址;最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。2.3 ds1302的復(fù)位引腳通過把輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 輸入有兩種功能：首先，接通控制邏輯，允許地址命令序列送入移位寄存器；其次，提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對ds1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在vcc2.5v之前，必須保持低電平。只有在sclk為低電平時，才能將rst置為高電平。2.4 ds1302的數(shù)據(jù)輸入輸出在控制指令字輸入后的下一個scl

9、k時鐘的上升沿時數(shù)據(jù)被寫入ds1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個sclk脈沖的下降沿讀出ds1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位至高位7，數(shù)據(jù)讀寫時序如圖3所示：圖3 數(shù)據(jù)讀寫時序2.5 ds1302的寄存器ds1302共有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為bcd碼形式。其日歷、時間寄存器及其控制字見表2。此外，ds1302還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與ram相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器的內(nèi)容。 ds1302與ram相關(guān)的寄存器分為兩類，一類是單個ram單

10、元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為c0h-fdh，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的ram寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的ram的31個字節(jié)，命令控制字為feh（寫）、ffh（讀）ds1302內(nèi)部寄存器列表如表所示：寄存器名稱命令字取值范圍各位內(nèi)容寫讀76543210秒寄存器80h81h00-59ch10secsec分寄存器82h83h00-59010minmin小時寄存器84h85h01-12或00-2312/240ahrhr日期寄存器86h87h01-28,29,30,310010datedate月份寄存器88h89h01-1200010mmon

11、th周寄存器8ah8bh01-0700000day年份寄存器8ch8dh00-9910yearyear3.lcd1602液晶顯示簡介：lcd1602通常有14條引腳線或16條引腳線的lcd，多出來的2條線是背光電源線vcc(15腳)和地線gnd(16腳)，其控制原理與14腳的lcd完全一樣，引腳定義如下表所示： 4. 矩陣鍵盤 矩陣鍵盤如實驗圖所示，h1接地，l1、l2、l3、l4分別控制時鐘的調(diào)時。其中l(wèi)1為調(diào)設(shè)置鍵，l2為加鍵，l3為減鍵，l4為調(diào)時確定鍵。三硬件設(shè)計部分1. 硬件設(shè)計流程圖： 80c51 仿真單元ds1302時鐘芯片 矩陣鍵盤 調(diào)時控制液晶顯示單元2. 實驗原理圖：4 軟

12、件設(shè)計部 1.軟件設(shè)計流程圖：開始 液晶初始化ds1302初始化 調(diào)整模塊檢測按鍵液晶顯示ds18b20初始化yn實驗程序代碼：rwbitp2.1rsbitp2.0ebitp2.7sclkbitp0.1siobitp0.0rstbitp0.2yhequ80hehequ0c0horg 0000hjmp mainorg 0040hmain:mov30h,#00h；30h36h存放 時分秒日月星期年mov31h,#00hmov32h,#00hmov33h,#01hmov34h,#01hmov35h,#02hmov36h,#13h mov 37h,#00h；37h存放 設(shè)置鍵按了幾下 call lcd

13、init；調(diào)用1602初始化 call dsinit；調(diào)用1302初始化st1:mova,37hjnzst2；查看設(shè)置有沒有被按call read；讀1302內(nèi)容對應(yīng)存入30h36h call xs；讀30h36h在1602中顯示st2:call keyhn；查看有沒有按下的 jz st1have:calld100ms；延遲 去抖動 call keyhn；再查看按鍵 jnz true；真的有按下true: jb acc.3,k1；跳到k1對應(yīng)有設(shè)置鍵的內(nèi)容 jb acc.4,k2；+1 jb acc.5,k3；1 jb acc.6,k4；確定 jmp st1k1: inc37h；增加按的次數(shù)

14、mov r4,37hcjner4,#1,l2l1: mova,#yh+3；按1下對應(yīng)年的位置callwrcmova,#0fh；1602的光標(biāo)設(shè)置為閃爍callwrcjmpst1l2:cjner4,#2,l3；2下月的位置mova,#yh+6callwrcjmpst1l3:cjner4,#3,l4；日期的mova,#yh+9callwrcjmpst1l4:cjner4,#4,l5；星期的mova,#yh+0dhcallwrcjmpst1l5:cjner4,#5,l6；時mova,#eh+3callwrcjmpst1l6:cjner4,#6,l7；分mova,#eh+6callwrcjmpst1l

15、7:cjner4,#7,l8；秒mova,#eh+9callwrcjmpst1l8:mova,#0ch；返回callwrcmov37h,#00h；光標(biāo)去閃爍calldsinit；1302初始化 jmp st1k2:mov r4,37h call jia；調(diào)用加1的子程序 call xs；1602顯示 call gb；把光標(biāo)顯示位 確定在設(shè)置位上 jmp st1k3:mov r4,37h call jian；減的 以下同理 call xs call gb jmp st1k4:mov 37h,#00h；37h內(nèi)容歸零返回 mov a,#0ch；去光標(biāo) call wrc call dsinit；13

16、02初始化 jmpst1d100ms:movr5,#100；延遲子程序d1ms:movr4,#249dl:nopnopdjnzr4,dldjnzr5,d1msretkeyhn:movp3,#78h；按鍵查看子程序 mov a,p3 cpl a anl a,#78h retlcdinit:；1602初始化子程序mova,#01h；清屏callwrcmova,#38h；設(shè)置液晶工作模式16*2行顯示5*7點陣8位數(shù)據(jù)callwrcmova,#0ch；開顯示不顯示光標(biāo)callwrcmova,#06h；整屏不移動，光標(biāo)自動右移callwrcmova,#yh；顯示位置 在1602第一行首 yh80hca

17、llwrc mov a,#32h；以下為在第一行顯20 call wrd mov a,#30h call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#2dh call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#2dh call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#eh+2；以下在第二顯 ： ： call wrc mov a,#20h call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#3ah

18、call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#3ah call wrd mov a,#20h call wrd mov a,#20h call wrd call xs retxs: callwriteyear call writeweek call writey call writer call writes call writef call writemcbusy:pushacc；檢查忙pushdphpushdplpushpswweit:clrrssetbrwclresetbemova,p1clrejbacc.7,weitpo

19、ppswpopdplpopdphpopacccalldelayretwrc:callcbusy；寫命令字clreclrrsclrrwsetbemovp1,aclrecalldelayretwrd:callcbusy；寫數(shù)據(jù)clresetbrsclrrwsetbemovp1,aclrecalldelayretdelay:movr7,#5lp1:movr6,#0f8hdjnzr6,$djnzr7,lp1retwrb:mov40h,#8h；1302寫命令字lpw:mova,brrcamovb,amovsio,csetbsclkclrsclkdjnz40h,lpwretrdb:mov40h,#8；讀數(shù)

20、據(jù)lpr:movc,siorrcasetbsclkclrsclkdjnz40h,lprretread:movr0,#30h；讀數(shù)據(jù) 存放在30h36hmovr7,#7movr1,#81hloop2: clrrstclrsclksetbrstmovb,r1callwrbcallrdbmovr0,aincr0incr1incr1setbsclkclrrstdjnzr7,loop2retdsinit:clrrst；1302初始化子程序clrsclksetbrstmovb,#8ehcallwrbmovb,#00hcallwrbsetbsclkclrrst mov r0,#30h mov r7,#7 m

21、ov r1,#80hloop: clr rst clr sclk setb rst mov b,r1 call wrb mov a,r0 mov b,a call wrb inc r0 inc r1 inc r1 setb sclk clr rst djnz r7,loopretwrites: mova,#eh+2；1602顯示寫時callwrcmova,32hmovb,#10hdivab add a,#30hcallwrdmova,b add a,#30hcallwrd retwritef: mova,#eh+5；1602顯示寫分callwrcmova,31hmovb,#10hdivab a

22、dd a,#30hcallwrdmova,b add a,#30hcallwrd retwritem: mova,#eh+8；1602顯示寫秒callwrcmova,30hmovb,#10hdivab add a,#30hcallwrdmova,b add a,#30hcallwrd retwritey:mov a,#yh+5；1602顯示寫月 call wrc mov a,34h mov b,#10h div ab add a,#30h call wrd mov a,b add a,#30h call wrd retwriter:mov a,#yh+8；1602顯示寫日 call wrc m

23、ov a,33h mov b,#10h div ab add a,#30h call wrd mov a,b add a,#30h call wrd retwriteyear:；1602顯示寫年mova,#yh+2callwrcmova,36h mov b,#10h div ab add a,#30hcallwrd mov a,b add a,#30h call wrdretwriteweek:；寫星期mova,#yh+0dhcallwrcmova,35hmon:cjnea,#1,tuemova,#4dhcallwrdmova,#4fhcallwrdmova,#4ehcallwrdmova,3

24、5htue:cjne a,#2,wedmova,#54hcallwrdmova,#55hcallwrdmova,#45hcallwrdmova,35hwed:cjnea,#3,thumova,#57hcallwrdmova,#45hcallwrdmova,#44hcallwrdmova,35hthu:cjnea,#4,frimova,#54hcallwrdmova,#48hcallwrdmova,#55hcallwrdmova,35hfri:cjnea,#5,satmova,#46hcallwrdmova,#52hcallwrdmova,#49hcallwrdmova,35hsat:cjnea

25、,#6,sunmova,#53hcallwrdmova,#41hcallwrdmova,#54hcallwrdmova,35hsun: mova,#53hcallwrdmova,#55hcallwrdmova,#4ehcallwrdretjia: cjne r4,#0,j1；設(shè)置內(nèi)容+1子程序 沒有按就返回掃描鍵盤 retj1: cjne r4,#1,j2；以下分別都是先判斷是不是邊界數(shù)是回到可能的初值 mov a,36h；再判斷個位是否為9是+7 不是+1 anl a,#0fh cjne a,#9,jw1 mov a,#07h add a,36h mov 36h,a retjw1: inc

26、36hretj2: cjne r4,#2,j3 mov a,34h cjne a,#12h,jww1 mov 34h,#01h retjww1: anl a,#0fh cjne a,#9,jw2 mov a,#07h add a,34h mov 34h,a retjw2: inc 34h retj3: cjne r4,#3,j4 mov a,33h cjne a,#31h,jww2 mov 33h,#01h retjww2: anl a,#0fh cjne a,#9,jw3 mov a,#07h add a,33h mov 33h,a retjw3: inc 33h retj4: cjne r

27、4,#4,j5 mov a,35h cjne a,#7,jww3 mov 35h,#01h retjww3: inc 35h retj5: cjne r4,#5,j6 mov a,32h cjne a,#23h,jww4 mov 32h,#00h retjww4: anl a,#0fh cjne a,#9,jw4 mov a,#07h add a,32h mov 32h,a retjw4: inc 32h retj6: cjne r4,#6,j7 mov a,31h cjne a,#59h,jww5 mov 31h,#00h retjww5: anl a,#0fh cjne a,#9,jw5

28、mov a,#07h add a,31h mov 31h,a retjw5: inc 31h retj7: mov a,30h cjne a,#59h,jww6 mov 30h,#00h retjww6: anl a,#0fh cjne a,#9,jw6 mov a,#07h add a,30h mov 30h,a retjw6: inc 30h retjian: cjne r4,#0,d1；設(shè)置位減1的子程程序 原理同上 retd1: cjne r4,#1,d2 mov a,36h cjne a,#0,dw1 mov 36h,#99h retdw1: anl a,#0fh jz dww1 dec 36h retdww1: mov a,36h subb a,#07h mov 36h,a retd2: cjne r4,#2,d3 mov a,34h cjne a,#1,dw2 mov 34h,#12h retdw2: anl a,#0fh jz dww2 dec 34h retdww2: mov a,34h subb a,#07h mov 34h,a retd3: cjne r4,#3,d4 mov a,33h cjne a,#01h,dw3 mov 33h,#31h retdw3: anl a,#0fh jz dww3 dec 3