单片机课程设计-定时闹钟的设计.doc

河南城建学院本科课程设计报告提供全套毕业论文，各专业都有河南城建学院电子技术基础课程设计报告定 时 闹 钟姓 名： 连波 学 号： 094412130 专业班级： 0944121 指导老师： 张洛花 所在院系：电气与信息工程学院 2014年12月24日摘要本设计是一个定时闹钟，它仅使用单片的40引脚单片机完成闹钟的全部功能。设计目的是为了学习和巩固单片机知识，使对已学过的基础知识能有更深入的理解，学会独立思考、独立思考、独立工作，以及提高对所学应用基本理论分析和解决实际问题的能力。本文设计的定时闹钟采用80c51芯片，用汇编语言进行编程，时、分、秒用6位led数码管显示。在电路中通过四个按键s1、s2、s3和s4来进行定时和调时，定时时间到通过喇叭发出报警声。设计系统的主要功能 能显示 时时分分秒秒。能够设置定时时间、 修改定时时间。到定时时间能发出报警1 系统总体方案及硬件设计1.1系统总体方案1）由于要显示数字时间，所以需要6位数码管。2）时间的定时用时钟电路，修改时间和定时用手动按键控制，报警声通过喇叭发出。3)80c51单片机加上外围器件（2个3位共阳数码管，8个限流电阻和一个蜂鸣器）和应用程序（isis 7 professional软件和keil编译软件），构成相应的应用系统。1.2系统设计方框图晶振及复位按钮 单片机80c518个限流电阻蜂鸣器6位共阳数码管显示选位图1系统设计方框图1.3硬件设计1.3.1芯片：80c5180c51芯片内不包含一个8位中央处理器cpu,4kb程序存储器rom，128b随机存取存储器，ram,4个8位并行i/o接口，1个全双工串行通信接口，2个16 位定时器、计数器级及21个特殊功能寄存器。由先进cmos 工艺制造并带有非易失性flash 程序存储器 全部支持12 时钟和6 时钟操作 p89c51x2 和p89c52x2/54x2/58x2 分别包含128 字节和256 字节ram 32 条i/o 口线 3 个16 位定时/计数器 6 输入4 优先级嵌套中断结构 1 个串行i/o 口 可用于多机通信 i/o 扩展或全双工uart以及片内振荡器和时钟电路。此外，由于器件采用了静态设计，可提供很宽的操作频率范围，频率可降至0 。可实现两个由软件选择的节电模式，空闲模式和掉电模式，空闲模式冻结cpu但ram定时器，串口和中断系统仍然工作掉电模式保存ram的内容 但是冻结振荡器 导致所有其它的片内功能停止工作。由于设计是静态的时钟可停止而不会丢失用户数据 运行可从时钟停止处恢复。.1.3.2蜂鸣器由p3.7口控制蜂鸣器，使其定时时间到能发出报警声。1.3.3时钟电路单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方式。本系统中单片机采用内部时钟方式。最常用的内部时钟方式是采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2mhz12mhz之间。电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小和振荡电路起振速度有少许影响，一般可在20pf100pf之间取值。单片机的时钟电路:如图所示 限流电阻：8个10k电阻控制按键：本系统要进行时间的调整和定时，因此用4个手动按键对其进行控制。1.3.4显示器模块的设计利用2个七段数码管6个选位引脚连接c51单片机 p2.5 p2.0接口，其他8个引脚分别通过限流电阻与c51单片机的p0.0 - p0.7和共阳极数码管连接。数码管：单片机中通常使用7段led，led是发光二极管显示器的缩写。led显示器由于结构简单，价格便宜，体积小，亮度高，电压低，可靠性高，寿命长，响应速度快，颜色鲜艳，配置灵活，与单片机接口方便而得到广泛应用。led显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔划发光，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。如图所示2软件设计2.1划分模块根据设计要求，定时闹钟程序可分为以下几个模块：1）显示时间的设置；2）闹钟时间的设置：4）定时时间的响应。显示时间s4按下？s3按下？s1按下？显示闹钟时间调整闹钟调整响铃主程序响铃判断yyynynnn初始化开始3.2程序流程图 程序流程图2.3汇编程序 org 0000h ljmp start org 000bh ljmp time;初始化;start: mov sp, #50h mov 20h,#00h ;定义秒 mov 21h,#00h ;定义分 mov 22h,#00h ;定义时 mov 23h,#01h ;定义闹钟分钟 mov 24h,#01h ;定义闹钟小时 mov 25h,#00h mov 26h,#01h mov 30h,#00h ;bcd second mov 31h,#00h mov 32h,#00h ;bcd minute mov 33h,#00h mov 34h,#00h ;bcd hour mov 35h,#00h mov 36h,#01h mov 37h,#00h mov 38h,#01h mov 39h,#00h mov 50h,#00h ;按键次数 mov tmod,#01h ;16位计数器 mov th0, #03ch ;赋初值 mov tl0, #0b0h mov ie, #87h ;中断允许 setb tr0 ;启动t0 mov r2,#14h mov p2,#0ffh clr p3.7;主程序;main: lcall timepro ;调用闹钟判断gb: lcall display1;调用时间显示 jb p1.3,m1 ;p1.3=1时转移 s4没有按下 lcall settime ;调用settime调时子程序 ljmp mainm1: jb p1.2,m2 ;p1 g.2=1时转移s3 lcall setatime ;调用setatime子程序 ljmp mainm2: jb p1.0,m4 ;p1.01时转移 s1 lcall lookatime ;调用lookatime显示闹钟子程序m4: ljmp main;延时子程序 ；delay: mov r4,#030hdl00: mov r5,#0ffhdl11: mov r6,#9hdl12: djnz r6,dl12 djnz r5,dl11 djnz r4,dl00 ret;时间调整；settime: ;设置时间l0: lcall display1mm1: jb p1.3,l1 ;p1.3=1时转移 mov c,p1.3 jc mm1 lcall delay1 ;延时 jc mm1mstop1: mov c,p1.3 ;p1.3为0时转移 jnc mstop1 lcall delay1 ;延时 mov a,50h inc 50h cjne a,#00h,hj1 ljmp l0hj1: mov c,p1.3 jnc mstop1 inc 22h ;小时自加一 mov a,22h cjne a,#18h,go12 ;小时计数循环 mov 22h,#00h ;复位 mov 34h,#00h mov 35h,#00h ljmp l0l1: jb p1.1,l2 ;p1.1=1时转移 mov c,p1.1 jc l1 lcall delay1 ;延时 jc l1mstop2: mov c,p1.1 ;p1.10时转移 jnc mstop2 lcall delay1 ;延时 mov c,p1.1 jnc mstop2 inc 21h ;分钟加一 mov a,21h cjne a,#3ch,go11 ;分钟计数循环 mov 21h,#00h ; 复位 mov 32h,#00h mov 33h,#00h ljmp l0 go11: mov b,#0ah div ab mov 32h,b ; 将a的低4位存入32单元 mov 33h,a ; 将a的高4位存入33单元 ljmp l0go12: mov b,#0ah div ab mov 34h,b ;将a的低4位存入34单元 mov 35h,a ; 将a的高4位存入35单元 ljmp l0l2: jb p1.0,l0 ; p1.01时转移 mov c,p1.0 jc l2 lcall delay1 ;延时 mov c,p1.0 jc l2stop1: mov c,p1.0 ; p1.00时转移 jnc stop1 lcall delay1 ;延时 mov c,p1.0 jnc stop1 mov 50h,#00h ljmp main; 设置闹钟;setatime:lcall display2 ; 调用display2显示闹钟n0: lcall display2mm2: jb p1.2,n1 ;p1.2=1时转移 mov c,p1.2 jc mm2 lcall delay1 ; 延时 jc mm2mstop3: mov c,p1.2 ; p1.20时转移 jnc mstop3 lcall delay1 ; 延时 mov a,50h inc 50h cjne a,#00h,hj2 ljmp n0hj2: mov c,p1.2 jnc mstop3 inc 24h ;小时加一 mov a,24h cjne a,#24,go22 ;小时计数循环 mov 24h,#00h ;复位 mov 38h,#00h mov 39h,#00h ljmp n0n1: jb p1.1,n2 ;p1.11时转移 mov c,p1.1 jc n1 lcall delay1 ;延时 jc n1mstop4: mov c,p1.1 ;p1.10时转移 jnc mstop4 lcall delay1 ;延时 mov c,p1.1 jnc mstop4 inc 23h ;分钟加一 mov a,23h cjne a,#60,go21 ;分钟计数循环 mov 23h,#00h ;复位 mov 36h,#00h mov 37h,#00h ljmp n0go21: mov b,#0ah div ab mov 36h,b ;将a的低4位存入36单元 mov 37h,a ;将a的高4位存入37单元 ljmp n0go22: mov b,#0ah div ab mov 38h,b ;将a的低4位存入38单元 mov 39h,a ;将a的高4位存入39单元 ljmp n0n2: jb p1.0 ,n0 ;p1.01时转移 mov c,p1.0 jc n2 lcall delay1 ;延时 mov c,p1.0 jc n2stop2: mov c,p1.0 jnc stop2 lcall delay1 mov c,p1.0 jnc stop2 mov 50h,#00h ljmp maintimepro: mov a,21h mov b,23h cjne a,b,bk ;判断定时闹钟的分钟 mov a,22h mov b,24h cjne a,b,bk ;判断定时闹钟的小时 setb 25h.0 mov c,25h.0 lcall timeout ;调用timeout bk:rettimeout: x1: lcall bz ;调用喇叭响应程序 lcall display2 ;延时 clr 25h.0 ;调用喇叭响应程序结束 jb p1.0, x1 ;p1.01时转移 lcall delay ;延时 clr 25h.0 ljmp display1 bz: clr p3.7 mov r7,#250 ;喇叭响应时间 t2: mov r6,#124 t3: djnz r6,t3 djnz r7,t2 setb p3.7 retlookatime:lcall display2 mm: jnb p1.0,lookatime lcall delay1 ljmp maindelay1: mov r4,#14h ;时间延时dl001: mov r5,#0ffhdl111: djnz r5,dl111 djnz r4,dl001 ret;*定时*time: push acc ;保护现场 push psw movth0,#03ch ;初值 movtl0,#0b0h djnz r2,ret0 movr2,#14h mov a,20h clr c inc a ;秒自加一 cjne a,#3ch,go1 ;秒计数循环 mov 20h,#0 ;复位 mov 30h,#0 mov 31h,#0 mov a,21h inc a ;分钟自加一 cjne a,#3ch,go2 ;分钟计数循环 mov 21h,#0h ;复位 mov 32h,#0 mov 33h,#0 mov a,22h inc a ;小时自加一 cjne a,#18h,go3 ;小时计数循环 mov 22h,#00h ;复位 mov 34h,#0 mov 35h,#0 ajmp ret0go1:mov 20h,a mov b,#0ah div ab mov 31h,a ;将a的低4位存入31单元 mov 30h,b ;将a的高4位存入30单元 ajmp ret0go2: mov 21h,a mov b,#0ah div ab mov 33h,a ;将a的低4位存入33单元 mov 32h,b ;将a的高4位存入32单元 ajmpret0go3:mov 22h,a mov b,#0ah div ab mov 35h,a ;将a的低4位存入35单元 mov 34h,b ;将a的高4位存入34单元 ajmpret0ret0: pop psw ;恢复现场 pop acc reti;*显示子程序*display1:mov r0,#30h mov r3,#0feh mov a,r3play1: mov p2,a mov a,r0 ;取要显示的数据 mov dptr,#dseg1 ;指向字形段码首地址 movc a,a+dptr cpl a ;查表取字形段码 mov p0,a ;指向p0口 lcall dl1 mov p2,#0ffh mov a,r3 ;判断是否显示到最低位 rl a ;左移一位 jnb acc.6,ld1 inc r0 ;缓冲器地址加一 mov r3,a ljmp play1ld1: retdisplay2: push acc ;保护现场 push psw mov r0,#36h mov r3,#0fbh mov a,r3play2: mov p2,a mov a,r0 ;取要显示的数据 mov dptr,#dseg1 ;指向字形段码首地址 movc a,a+dptr cpl a ;查表取字形段码 mov p0,a ;指向p0口 lcall dl1 ;调用dl1 mov p2,#0ffh mov a,r3 ;判断是否显示到最低位 rl a ;左移一位 jnb acc.6,ld2 inc r0 ;缓冲器地址加一 mov r3,a ljmp play2 ;调用play2ld2: pop psw pop acc ;恢复现场 ret ;delay;dl1: mov r7,#20hdl: mov r6,#20hdl6: djnz r6,$ djnz r7,dl retdseg1: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h ;七段码表 db 6dh,7dh,07h,7fh,6fh end3 protell软件仿真：通过s1、s2、s3和s4四个按键，对时间进行修改和闹钟的设置。定时时间到能发出报警声，使用keil软件编辑程序，生成hex文件，然后用protel进行仿真，系统运行初始状态：按下s1键显示闹钟，松开后显示时间；按下s4键进入时间修改模式，再按s4键时间的时加1，按s2分加1，调整结束后按下s1恢复正常显示；按下s3键进入闹钟修改模式，再按s3键闹钟的时加1，按s2分加1，调整结束后按下s1恢复正常显示。4 课程设计体会：课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在，作为二十一世纪的大学生来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。通过本次单片机原理及