单片机课程设计多功能电子时钟设计.doc

单片机系统课程设计报告 专 业： 农电1001 学 生 姓 名： 陈逸文 学 号： 3100506020 指 导 教 师： 王博 完成日期：2012 年 1 月 5 日1 设计任务1.1设计任务多功能电子时钟设计 1.2基本要求1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。2、小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位。 3、校正时间功能,即能随意设定走时时间。4、闹钟功能，一旦走时到该时间，能以声或光的形式告警提示。(未实现)2设计方案2.1任务分析本次设计时钟电路，使用了ATC89C51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，用一扬声器来进行定时提醒，同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、扬声器、LED显示即可满足设计要求。2.2方案设计1.硬件方案（1）.计时方案使用单片机内部的可编程定时器。利用单片机内部的定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，但程序设计较为复杂。（2）.显示方案对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。通常LED显示有两种方式：动态显示和静态显示。静态显示的优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU的开销小，节约CPU的工作时间。但占有I/O口线多，每一个LED都要占有一个I/O口，硬件开销大，电路复杂。需要几个LED就必须占有几个并行口，比较适用于LED数量较少的场合。当然当LED数量较多的时候，可以使用单片机的串行口通过移位寄存器的方式加以解决，但程序编写比较麻烦。LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需要占有CPU较多的时间，在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。本系统需要采用6位LED数码管来分别显示时、分、秒，因数码管个数较多，故本系统选择动态显示方式2. 软件方案 利用单片机自带的Keil uvision2软件编程，在用STC_ISP进行程序烧写下载到单片机里。3 系统硬件设计STC89C52单片机介绍STC89C52单片机是由深圳宏晶公司代理销售的一款MCU，是由美国设计生产的一种低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8kbytes的可反复写的FlashROM和256bytes的RAM，2个16位定时计数器5。 STC89C52单片机内部主要包括累加器ACC(有时也简称为A)、程序状态字PSW、地址指示器DPTR、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、寄存器、并行I/O接口P0P3、定时器/计数器、串行I/O接口以及定时控制逻辑电路等。这些部件通过内部总线联接起来，构成一个完整的微型计算机。其管脚图如图所示。STC89C52单片机管脚结构图 各个端口对照朱照优老师编写的单片机原理与应用4 系统软件设计根据上述电子时钟的工作流程，软件设计可分为以下几个功能模块：（1）主程序模块。主程序主要用于系统初始化：设置计时缓冲区的位置及初值，设置8155的工作方式、定时器的工作方式和计数初值等参数。主程序流程如下图所示。开始 定义堆栈区8155、 T0、数据缓冲区、标志位初始化调用键盘扫描程序 否是C/R键？ 是地址指针指向计时缓冲区 调用时间设置程序 主程序流程图（2）计时模块。即定时器0中断子程序，完成刷新计时缓冲区的功能。系统使用6MHz的晶振，假设定时器0工作在方式1，则定时器的最大定时时间为65.536ms，这个值远远小于1s。因此本系统采用定时器与软件循环相结合的定时方法。设定时器0工作在方式1，每隔50ms溢出中断一次，则循环中断20次延时时间是1s，上述过程重复60次为1分，分计时60次为1小时，小时计时24次则时间重新回到00：00：00。因定时器0工作在方式1，则50ms定时对应的定时器初值为：6553650ms/2us=40536=9E58H，即TH0=9EH，TH0=58H。但应当指出：CPU从响应T0中断到完成定时器初值重装这段时间，定时器T0并不停止工作，而是继续计数。因此，为了确保T0能准确定时50ms，重装的定时器初值必须加以修正，修正的定时器初值必须考虑到从原定时器初值中扣除计数器多计的脉冲个数。由于定时器计数脉冲的周期恰好和机器周期吻合，因此修正量等于CPU从响应中断到重装完TL0为止所用的机器周期数。CPU响应中断通常要38个机器周期。经过测试，定时器0重装的计数初值设为9E5FH9E67H，可以满足精度要求。另外，MCS-51单片机只有二进制加法指令，而时间是按十进制递增，因此用加法指令后必须进行二-十进制转换。计时模块流程图如下图所示。保护现场重装定时器初值循环次数减1否满20次？是秒单元加1否60s到？是秒单元清0，分单元加1否60分到？是分单元清0，时单元加1否24小时到？是时单元清0恢复现场返回计时模块流程图5仿真与性能分析5.1仿真结果图5.2 仿真结果 6、心得体会这次主要和以前不同的是采用汇编语言编写程序，不同于以往用C语言编写可能会带来一定的不适应。单片机理论的学习是为课程的设计作准备的，但有时学习的理论也解决不了实践中的问题。实践中获得的知识能让我对单片机的知识有更好的认识和理解。虽然这次的课程设计我参考了一些文献资料，没有做到创新，但在对程序的读写过程中我明白了许多。这次课程设计的最大收获是只有把理论用到实践中我们才能真正掌握好所学知识。参考文献1 朱兆优等单片机原理与应用.北京电子工业出版社.2010.092 何立民单片机应用系统设计M北京：北京航空航天大学出版社，1993.3 楼然笛单片机开发M北京：人民邮电出版社，1994.附录1 系统原理图附录2 系统PCB图附录3 程序清单 ORG 0000H MOV 30H,#1 MOV 31H,#2 MOV 32H,#0 MOV 33H,#0 MOV 34H,#0 MOV 35H,#0 MOV TMOD,#01XS0: SETB TR0 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00HXS: MOV 40H,#01H MOV DPTR,#TAB MOV P2,40H MOV A,30H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL YS1MS MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,31H ADD A,#10 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL YS1MS MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,32H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL YS1MS MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,33H ADD A,#10 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL YS1MS MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,34H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL YS1MS MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A MOV P2,40H MOV A,35H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL YS1MS MOV P0,#0FFH MOV A,40H RL A MOV 40H,A JB TF0,JIA JNB P1.0,P100 JNB P1.1,P1000 JNB P1.2,P10000 AJMP XSP100: MOV 30H,#0 MOV 31H,#0 MOV 32H,#0 MOV 33H,#0 MOV 34H,#0 MOV 35H,#0JIA: CLR TF0 MOV A,35H CJNE A,#9,JIA1 MOV 35H,0 MOV A,34H CJNE A,#5,JIA10 MOV 34H,#0P10000: JNB P1.2,P10000 MOV A,33H CJNE A,#9,JIA100 MOV 33H,#0 MOV A,32H CJNE A,#5,JIA1000 MOV 32H,#P1000: JNB P1.1,P1000 MOV A,31H CJNE A,#9,JIA10000 MOV 31H,#0 MOV A,30H CJNE A,#2,JIA100000 MOV 30H,#0 AJMP XS0JIA100000: INC 30H AJMP XS0JIA10000: CJNE A,#3,JIAJIA MOV A,30H CJNE A,#02,JIAJIA MOV 30H,#0 MOV 31H,#0 AJMP XS0JIAJIA: INC 31H AJMP XS0 JIA1000:INC 32H AJMP XS0JIA100: INC 33H AJMP XS0 JIA10: INC 34H AJMP XS0