基于51單片機(jī)定時器的電子時鐘設(shè)計

1、江西理工大學(xué)南昌校區(qū)題 目：基于單片機(jī)的電子鐘設(shè)計學(xué) 院：信息工程學(xué)院專業(yè)班級：應(yīng)用電子技術(shù)學(xué) 號：姓 名：吳云松設(shè)計題目：電子時鐘設(shè)計目的：應(yīng)用單片機(jī)控制技術(shù)，以89c51單片機(jī)為核心的電子時鐘設(shè)計目標(biāo)：在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時間，并通過一個控制鍵來實(shí)現(xiàn)時間的調(diào)整和是否進(jìn)入省電模式的轉(zhuǎn)換任務(wù)下達(dá)時間：2012年3月1日任務(wù)完成時間：2012年3月11日指導(dǎo)教師評語： 年 月 日設(shè)計成績：摘要；該電子時鐘由89C51，BUTTON，七段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動電路，由延時程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時，達(dá)到時分秒的計時，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時，滿二十四小時為一天。而電路中唯一的

2、一個控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達(dá)到省電的目的；直接按下不松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘、時鐘的累加，應(yīng)用Proteus的ISIS軟件實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)電子時鐘系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。該方法仿真效果真實(shí)、準(zhǔn)確，節(jié)省了硬件資源。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電子時鐘；鍵盤控制引言：1957年,Ventura發(fā)明了世界上第一個電子表，從而奠定了電子時鐘的基礎(chǔ)，電子時鐘開始迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)代的電子時鐘是基于單片機(jī)的一種計時工具，采用延時程序產(chǎn)生一定的時間中斷，用于一秒的定義，通過計數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時進(jìn)一，滿二十四小時小時清零。從而達(dá)到計時的功能，是人民日常生活補(bǔ)課

3、缺少的工具?，F(xiàn)在高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機(jī)械式傳動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時、分、秒顯示時間的功能，還可以進(jìn)行時和分的校對，片選的靈活性好。1設(shè)計要求功能：電子時鐘能夠顯示時、分、秒顯示時間的功能，還可以進(jìn)行時和分的校對，而且其片選的靈活性強(qiáng)。并且是以單片機(jī)為核心來設(shè)計的。2方案論證與對比21單片機(jī)的型號選擇通過對多種單片機(jī)性能的分析，最終認(rèn)為89C51是最理想的電子時鐘開發(fā)芯片。89C51是一種

4、帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，而且它與MCS-51兼容，且具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲器和1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年等特點(diǎn)，是最好的選擇。22數(shù)碼管顯示工作原理數(shù)碼管是一種把多個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LED顯示段的陰極接在一起

5、，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LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計的，分別為A、B、C、D、E、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連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會連接在一起。即，所有的A段都會連在一起，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)顯示和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的8段輸入及其公共端電平一直有效。動態(tài)顯示的原理是，各個數(shù)碼管的相同段連接在一起，共同占用8 位段引管線；每位數(shù)碼管的陽極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給

6、出各個數(shù)碼管公共端加有效信號，在此同時給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號，當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時，顯示就會清晰顯示出來。3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計總體硬件原理圖如圖1所示 圖1 系統(tǒng)電路原理圖AT89C51因為其含一個可擦除的ROM，以及其存儲數(shù)據(jù)的時間長度可達(dá)10年之久所以選其作為該設(shè)計的核心控制部件。3.1鍵盤電路設(shè)計該設(shè)計只用了一個鍵盤，但實(shí)現(xiàn)的功能卻是比較完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵盤可以實(shí)現(xiàn)小時和分鐘的調(diào)節(jié)以及控制是否進(jìn)入省電模式。當(dāng)按鍵按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達(dá)到省電的目的；直接按下不松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松

7、，則可實(shí)現(xiàn)小時的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時加一。達(dá)到時間調(diào)節(jié)的目的。選擇的多功能按鍵如圖2所示。 圖2 多功能控制鍵3.2主控模塊89C51 89C51是一個8位單片機(jī)，片內(nèi)ROM全部采用FLASH ROM技術(shù)，晶振時鐘為12MHz。89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，有4個八位的并行雙向I/O端口，分別記作P0、P1、P2、P3。第31引腳需要接高電位使單片機(jī)選用內(nèi)部程序存儲器；第40腳為電源端VCC，接+5V電源，第20引腳為接地端VSS，通常在VCC和VSS引腳之間接0.1F高頻濾波電容。4系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件概述 在主程序的開始定義了一組固定單元用來存儲計數(shù)的分、秒、時

8、的存儲單元。在主程序中，對不同的按鍵進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)秒表，時間調(diào)整。系統(tǒng)總體流程圖如圖3所示。開始T0中斷入口調(diào)用顯示程序數(shù)碼位選加1位選值=8NY位選數(shù)值=0秒計數(shù)加1秒計數(shù)=500NY秒計數(shù)=0SECOND加1中斷返回圖3 總體流程圖系統(tǒng)子程序流程圖如圖4所示。YYNNN子程序入口SECOND=60SECOND=0，并MINUTE加1MINUTE=60MINUTE=0，并HOUR加1顯示數(shù)據(jù)處理中斷返回HOUR=24Y圖4 子程序流程圖5系統(tǒng)測試 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序、定時計數(shù)中斷程序、時間調(diào)整程序、延時程序四大模塊。在程序設(shè)計過程中，加強(qiáng)了部分軟件抗干擾措施，下面對部分模塊作介

9、紹。系統(tǒng)開始仿真的仿真圖如圖5系統(tǒng)仿真圖所示。 圖5系統(tǒng)仿真圖 6 總結(jié)通過這次的設(shè)計使我認(rèn)識到本人對單片機(jī)方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運(yùn)用，尤其是對程序設(shè)計語句的理解和運(yùn)用，不能夠充分理解每個語句的具體含義，導(dǎo)致編程的程序過于復(fù)雜，使得需要的存儲空間增大。損耗了過多的內(nèi)存資源。本次的設(shè)計使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的電子時鐘設(shè)計給我奠定了一個實(shí)踐基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的

10、競爭，同時在查找資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識，在和同學(xué)協(xié)作過程中增進(jìn)同學(xué)間的友誼，使我對團(tuán)隊精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。 我知道，今后我的路還是很長，我要學(xué)的東西也有很多。通過這次實(shí)習(xí)，我深刻的認(rèn)識到計算機(jī)專業(yè)的路的不平坦，但我會以一種良好的態(tài)度去迎接每一個挫折和挑戰(zhàn)。參考文獻(xiàn)1 謝自美電子線路設(shè)計·實(shí)驗·測試M武漢：華中理工大學(xué)出版社，1992.2 何立民單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.3 樓然笛單片機(jī)開發(fā)M北京：人民郵電出版社，1994.4 付家才單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.3.5 李光才單片機(jī)課

11、程設(shè)計 實(shí)例指導(dǎo)M 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2004.6 朱定華單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗M北京：北方交通大學(xué)出版社2002.11.7 劉湘濤江世明單片機(jī)原理與應(yīng)用M. 北京:電子工業(yè)出版社,2006.附錄一 程序清單#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit k1=P31;sbit k2=P36;sbit k3=P35;sbit k4=P33;sbit k5=P34;sbit bee=P30;uchar shi,fen,

12、miao;uchar shi1,shi2;uchar fen1,fen2;uchar miao1,miao2;uchar count;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;void display();void keyscan();void delay (uint x)uchar i,j;for(i=x;i>0;i-)for(j=120;j>0;j-);void di() bee=1;delay(100);bee=0;void

13、init()bee=0;TMOD=0x01;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;void main()init();while(1)keyscan(); display();void display()miao1=miao%10;miao2=miao/10;fen1=fen%10;fen2=fen/10;shi1=shi%10;shi2=shi/10;P1=tablemiao1;P2=0xfe;delay(5);P1=0;P1=tablemiao2;P2=0xfd;delay(5);P1=0;P1=table

14、fen1;P2=0xfb;delay(5);P1=0;P1=tablefen2;P2=0xf7;delay(5);P1=0;P1=tableshi1;P2=0xef;delay(5);P1=0;P1=tableshi2;P2=0xdf;delay(5);P1=0;void keyscan()uchar flag;if(k1=0)delay(10);if(k1=0)while(!k1)di(); TR0=TR0;flag=flag;if(flag)if(k2=0)delay(10);if(k2=0)while(!k2)di();fen+;if(fen=60)fen=0;shi+; if(k3=0)delay(10);if(k3=0)while(!k3)di();fen-;if(fen=0)fen=59;if(k4=0)delay(10);if(k4=0)while(!k4)di();shi+;if(shi=24)shi