单片机课程设计51单片机电子时钟.doc
课程设计课程名称 ： 单片机课程设计 题目名称 ： 单片机电子时钟 学 院 ： 电 信 学 院 专 业 ： 电 子 工 程 姓 名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 2010年11月7日 一、 课程设计名称：51单片机电子时钟二、 设计方案： 1、通过单片机内部的计数/定时器，采用软件编程来实现时钟计数，一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合。2、采用时钟芯片，它的功能强大，功能部件集成在芯片内部，具有自动产生时钟等相关功能，硬件成本相对较高；软件编程简单，通常用在对时钟精度要求较高的场合。三、设计内容：这里采用应用广泛的AT89C52作为时钟控制芯片，利用单片机内部的定时/计数器T0 实现软时钟的目的。首先将T0设定工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间（50ms），然后用另一个定时/计数器T1对基准时间计数形成秒，妙计60次形成分，分计60形成小时，小时计到12。最后通过数码管把它们的内容在相应的位置显示出来，达到时、分、秒计时的功能。此外还要实现对时间的调整功能，89C52的P1.0、P1.1、P1.2外接三个独立按键，当按下P1.0按键时，系统进入调时间的状态或启动时间显示的功能；当按下P1.1按键时，对显示的数码管进行加一的功能；当按下P1.2按键时，对显示的数码管进行减一的功能，达到调整时间的目的。 四、系统软件程序设计1.主程序 先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有按键按下时，则转入相应的功能程序。2、 数码管显示模块 本实验有8个数码管，从右到左为妙、横线、分、横线、时。在本系统中数码管显示采用软件译码动态显示。在存储器中首先建立一张显示信息的字段码表，显示时，先从显示缓冲区中取出显示的信息，然后通过查表程序在字段表中查出所显示的信息的断码，从P0端口输出，同时在P2端口进行数码管显示。 3、定时器/计数器T0中断服务程序 T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。流程图如下：现场保护，重置初值，启动下一个50ms是开始显示单元清0T0、T1设为16位计数模式允许T0中断调用显示子程序进入功能程序按下键否开始中断返回50ms计数器加一秒单元加一，50ms计数器清0分单元加一，秒单元清0时单元加一，分单元清0时单元清050ms计数器=20？秒单元=60?分单元=60？时单元=24？主程序流程图T0中断服务程序NONONONO 4、按键处理模块 按键设置为：如果没有按键吗，则时钟正常走时。当按下K0键时，进入调分状态，时钟停止走动；按K1和K2按键可以进行加一和减一操作；继续按K0键可以分别进行分和小时的调整；最后按K0键启动计时。5、 汇编语言程序ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP INIT0 START:MOV R0,#70H;主程序开始MOV R7,#0CH INIT:MOV R0,#00HINC R0DJN Z R7,INITMOV 72H,#10;对连字符进行装值MOV 75H,#10MOV TMOD,#01H;选择定时器/计数器T0的方式1MOV TL0,#0B0H;对低位赋初值MOV TH0,#03CH;高位赋初值SETB EASETB ET0SETB TR0 START1:LCALL SCANLCALL KEYSCANSJMP START1 DL1MS:MOV R6,#14H;延时1子程序 DL1:MOV R7,#19H DL2:DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1RET DL20MS:ACALL SCAN;延时20ms子程序ACALL SCANACALL SCANRET ;数码管显示程序开始 SCAN:MOV A,78HMOV B,#0AHDIV AB ;时间秒的十位送给A，时间秒的个位送BMOV 71H,A;时间秒要显示的十位MOV 70H,B;时间秒要显示的个位MOV A,79HMOV B,#0AHDIV AB;时间分的十位送给A，时间分的个位送BMOV 74H,A;时间分要显示的十位送地址MOV 73H,B;时间分要显示的个位送地址MOV A,7AHMOV B,#0AHDIV AB;时间时的十位送给A，时间时的个位送BMOV 77H,A;时间时显示的十位送地址MOV 76H,B;时间时要显示的个位送地址MOV R1,#70HMOV R5,#0FEHMOV R3,#08H SCAN1:MOV A,R5;数码管的显示程序MOV P2,AMOV A,R1MOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTR;对字段表取值显示MOV P0,AMOV A,R5LCALL DL1MSINC R1MOV A,R5RL AMOV R5,ADJNZ R3,SCAN1MOV P2,#0FFHMOV P0,#0FFHRET ;"09"和"-"的字段表TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH ;定时/计数器T0中断程序 INIT0:PUSH ACCPUSH PSWCLR ET0CLR TR0MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#03CHSETB TR0INC 7BHMOV A,7BHCJNE A,#14H,OUTT0;50ms是否到20次，没有到就继续执行50ms的延时MOV 7BH,#00INC 78HMOV A,78HCJNE A,#3CH,OUTT0;一秒的延时是否计到60次，没有就继续执行 MOV 78H,#00INC 79HMOV A,79HCJNE A,#3CH,OUTT0MOV 79H,#00INC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#18H,OUTT0;60分钟的延时是否计到24次，没有就 继续执行程序MOV 7AH,#00 OUTT0:SETB ET0;启动定时器T0POP PSWPOP ACCRETI;按键处理程序 KEYSCAN:CLR EAJNB P1.0,KEYSCAN0;P1.0有按键按下则跳转到子程序JNB P1.1,KEYSCAN1;P1.1有按键按下则跳转到子程序JNB P1.2,KEYSCAN2;P1.2有按键按下则跳转到子程序 KEYOUT:SETB EARET KEYSCAN0:LCALL DL20MS;20ms的延时消抖JB P1.0,KEYOUT WAIT0:JNB P1.0,WAIT0;判断按键是否松手， 松手就往下执行程序INC 7CHMOV A,7CHCLR ET0CLR TR0CJNE A,#03H,KEYOUT;按下第一次和第二次对时、分选定MOV 7CH,#00;按下第三次时就启动计时SETB ET0SETB TR0SJMP KEYOUT KEYSCAN1:LCALL DL20MS;按键加一的程序JB P1.1,KEYOUT WAIT1:JNB P1.1,WAIT1MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN11;如果功能键按下则对时加一调整INC 79HCJNE A,#3CH,KEYOUT;如果加到60则清零MOV 79H,#00SJMP KEYOUT KSCAN11:INC 7AH;如果功能键是按下第 二次则对分进行加一调整MOV A,7AHCJNE A,#18H,KEYOUTMOV 7AH,#00SJMP KEYOUT KEYSCAN2:LCALL DL20MS;延时消抖程序JB P1.2,KEYOUT WAIT2:JNB P1.2,WAIT2;判断是否放开按键MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN21;如果功能键是按下第一次对时进行减一DEC 79HMOV A,79HCJNE A,#0FFH,KEYOUTMOV 79H,#3BHSJMP KEYOUT KSCAN21:DEC 7AH;如果功能键是按下第二次则对分进行减一CJNE A,#0FFH,KEYOUTMOV 7AH,#17HSJMP KEYOUTEND6、软件编译环境：Keil uVision2 确保生成 ". Hex"文件五、 系统硬件电路的设计系统的硬件主要包括单片机芯片，数码管显示，按键开关电路，它的硬件电路如下图所示，单片机采用广泛使用的AT89C52，系统时钟采用12MHz的晶振，八个数码管显示，小时与分钟与秒钟间用短横线，采用共阳极七段式数码管，P0口为段选码输出端，P2口为位选码输出端。硬件电路如图所示：六、 课程设计总结经过一周的时间以及对整本教材的知识总结，把课程设计分成了硬件和软件两大模块。 总的来说，硬件部分很好入手，电路也教简单，主要涉及的是简单的按键、电容、电阻、晶振和数码管。在软件部分，细分为了按键模块、显示模块、定时/计数模块，最后把几个模块整合在主程序模块中，使得程序简单明了。整个设计过程中遇到的最大问题是软件的编写，由于采用的是汇编语言，其间使用到的各种寄存器、存储器地址、变量很多，很难对程序的整体把握。通过电子钟的设计，对单片机的原理、结构、外围电路进一步的了解。在整个设计过程中学到了团体精神和独立解决问题的重要性。为以后的求职之路打下了基础。七、 参考资料 1单片机原理与应用 谢维成 杨加国 编著 2 单片机应用与仿真调试 严天峰 编著3模拟电子技术（第三版） 胡宴如 耿苏燕 编著4数字电子技术（第三版） 杨志忠 卫桦林 编著 ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP INIT0 START:MOV R0,#70H;主程序开始MOV R7,#0CH INIT:MOV R0,#00HINC R0DJNZ R7,INITMOV 72H,#10;对连字符进行装值MOV 75H,#10MOV TMOD,#01H;选择定时器/计数器T0的方式1MOV TL0,#0B0H;对低位赋初值MOV TH0,#03CH;高位赋初值SETB EASETB ET0SETB TR0 START1:LCALL SCANLCALL KEYSCANSJMP START1 DL1MS:MOV R6,#14H;延时1子程序 DL1:MOV R7,#19H DL2:DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1RET DL20MS:ACALL SCAN;延时20ms子程序ACALL SCANACALL SCANRET ;数码管显示程序开始 SCAN:MOV A,78HMOV B,#0AHDIV AB ;时间秒的十位送给A，时间秒的个位送BMOV 71H,A;时间秒要显示的十位MOV 70H,B;时间秒要显示的个位MOV A,79HMOV B,#0AHDIV AB;时间分的十位送给A，时间分的个位送BMOV 74H,A;时间分要显示的十位送地址MOV 73H,B;时间分要显示的个位送地址MOV A,7AHMOV B,#0AHDIV AB;时间时的十位送给A，时间时的个位送BMOV 77H,A;时间时显示的十位送地址MOV 76H,B;时间时要显示的个位送地址MOV R1,#70HMOV R5,#0FEHMOV R3,#08H SCAN1:MOV A,R5;数码管的显示程序MOV P2,AMOV A,R1MOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTR;对字段表取值显示MOV P0,AMOV A,R5LCALL DL1MSINC R1MOV A,R5RL AMOV R5,ADJNZ R3,SCAN1MOV P2,#0FFHMOV P0,#0FFHRET ;"09"和"-"的字段表TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH ;定时/计数器T0中断程序 INIT0:PUSH ACCPUSH PSWCLR ET0CLR TR0MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#03CHSETB TR0INC 7BHMOV A,7BHCJNE A,#14H,OUTT0;50ms是否到20次，没有到就继续执行50ms的延时MOV 7BH,#00INC 78HMOV A,78HCJNE A,#3CH,OUTT0;一秒的延时是否计到60次，没有就继续执行 MOV 78H,#00INC 79HMOV A,79HCJNE A,#3CH,OUTT0MOV 79H,#00INC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#18H,OUTT0;60分钟的延时是否计到24次，没有就 ;继续执行程序MOV 7AH,#00 OUTT0:SETB ET0;启动定时器T0POP PSWPOP ACCRETI;按键处理程序 KEYSCAN:CLR EAJNB P1.0,KEYSCAN0;P1.0有按键按下则跳转到子程序JNB P1.1,KEYSCAN1;P1.1有按键按下则跳转到子程序JNB P1.2,KEYSCAN2;P1.2有按键按下则跳转到子程序 KEYOUT:SETB EARET KEYSCAN0:LCALL DL20MS;20ms的延时消抖JB P1.0,KEYOUT WAIT0:JNB P1.0,WAIT0;判断按键是否松手， 松手就往下执行程序INC 7CHMOV A,7CHCLR ET0CLR TR0CJNE A,#03H,KEYOUT;按下第一次和第二次对时、分选定MOV 7CH,#00;按下第三次时就启动计时SETB ET0SETB TR0SJMP KEYOUT KEYSCAN1:LCALL DL20MS;按键加一的程序JB P1.1,KEYOUT WAIT1:JNB P1.1,WAIT1MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN11;如果功能键按下则对时加一调整INC 79HCJNE A,#3CH,KEYOUT;如果加到60则清零MOV 79H,#00SJMP KEYOUT KSCAN11:INC 7AH;如果功能键是按下第 ; 二次则对分进行加一调整MOV A,7AHCJNE A,#18H,KEYOUTMOV 7AH,#00SJMP KEYOUT KEYSCAN2:LCALL DL20MS;延时消抖程序JB P1.2,KEYOUT WAIT2:JNB P1.2,WAIT2;判断是否放开按键MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN21;如果功能键是按下第一次对时进行减一DEC 79HMOV A,79HCJNE A,#0FFH,KEYOUTMOV 79H,#3BHSJMP KEYOUT KSCAN21:DEC 7AH;如果功能键是按下第二次则对分进行减一CJNE A,#0FFH,KEYOUTMOV 7AH,#17HSJMP KEYOUTEND
