电脑数字钟硬件原理图.doc

电脑数字钟硬件原理图为了节约制作硬件的开支，我们利用单片机开发机上的硬件资源，开发了电脑数字钟的软件。该数字钟由单片机控制，采用小时制计时，利用开发机上的六个显示器来显示时、分和秒，使用1端口中的1.0端口线实现整点报时功能；使用3端口的3.0实现闹钟功能。其硬件原理图如图一所示。图中按键1，及开关，的定义如下表所示图中的开关用于闹钟控制，当时（开关处于的位置），打开闹钟，使之在预定时间起闹；当时（开关处于的位置），则关闭闹钟，使之不闹。另外，在闹钟响起时，也可作为止闹开关使用，若不止闹，则闹一分钟。闹钟信号用发光二极管来模拟。整点报时信号也是用发光二极管来模拟的。当整点时，1.0口所接的发光二极管点亮一分钟。电脑数字钟的秒信号是利用单片机定时器产生的。由于开发机的晶振频率为z，使得的最大定时时间远远小于秒，因此，在设计时采用了硬件计数与软件计数相结合的方式，即通过产生一定的定时时间，然后再利用软件进行计数，从而产生秒钟的时间信号。在设计中，定时器采用了中断方式。当定时时间到时，单片机产生中断，在的中断服务程序中实现时、分、秒的累加。并且，该中断的优先级别高于其它中断，因此，保证了电子钟走时准确。在设计中，利用外部中断0和外部中断分别作为校时和闹钟校时按键的触发输入。当需要校时时，拨动或开关，便产生外部中断，进入相应的中断服务程序。在外部中断和外部中断的中断服务程序中，都只有一条表示有按键的标志位置的指令，然后在主程序中用查询标志位的方式判断是否有键按下。若查得标志位为则进入校时子程序进行校时的相应处理；若为则照常进行时间显示。当拨动开关时，进入校时状态，用户可以方便地校准时间。当拨动开关时，便进入闹钟校时状态，这时，可根据需要设置起闹时间。在闹钟校时期间，时钟继续计数，即闹钟校时不影响时钟走时。 摘 要：介绍了用8031单片机控制的电脑数字钟的硬件结构与软件设计。给出了汇编语言源程序。 关键词：单片机，实时控制，数字钟，中断 数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点，其中，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，便于电子钟功能的扩充，即可用该电子钟发出各种控制信号，精确度高等特点。所设计的电子钟有以下功能： 小时制时间显示。 可随时进行时间校对。 整点报时。 闹钟功能。为了节约制作硬件的开支，我们利用单片机开发机上的硬件资源，开发了电脑数字钟的软件。该数字钟由单片机控制，采用小时制计时，利用开发机上的六个显示器来显示时、分和秒，使用1端口中的1.0端口线实现整点报时功能；使用3端口的3.0实现闹钟功能。其硬件原理图如图一所示。图一 电脑数字钟硬件原理图图中按键1，及开关，的定义如下表所示图中的开关用于闹钟控制，当时（开关处于的位置），打开闹钟，使之在预定时间起闹；当时（开关处于的位置），则关闭闹钟，使之不闹。另外，在闹钟响起时，也可作为止闹开关使用，若不止闹，则闹一分钟。闹钟信号用发光二极管来模拟。整点报时信号也是用发光二极管来模拟的。当整点时，1.0口所接的发光二极管点亮一分钟。电脑数字钟的秒信号是利用单片机定时器产生的。由于开发机的晶振频率为z，使得的最大定时时间远远小于秒，因此，在设计时采用了硬件计数与软件计数相结合的方式，即通过产生一定的定时时间，然后再利用软件进行计数，从而产生秒钟的时间信号。在设计中，定时器采用了中断方式。当定时时间到时，单片机产生中断，在的中断服务程序中实现时、分、秒的累加。并且，该中断的优先级别高于其它中断，因此，保证了电子钟走时准确。在设计中，利用外部中断0和外部中断分别作为校时和闹钟校时按键的触发输入。当需要校时时，拨动或开关，便产生外部中断，进入相应的中断服务程序。在外部中断和外部中断的中断服务程序中，都只有一条表示有按键的标志位置的指令，然后在主程序中用查询标志位的方式判断是否有键按下。若查得标志位为则进入校时子程序进行校时的相应处理；若为则照常进行时间显示。当拨动开关时，进入校时状态，用户可以方便地校准时间。当拨动开关时，便进入闹钟校时状态，这时，可根据需要设置起闹时间。在闹钟校时期间，时钟继续计数，即闹钟校时不影响时钟走时。 程序中的一些存储单元的定义如下：时、分、秒单元：校时或闹钟校时期间的时、分、秒单元：起闹时间的时、分单元：显示缓冲区用户标志位：校时标志，当时，表示校时位：闹钟校时标志，当时，表示闹钟校时以上的总体设计使得电脑数字钟的精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数。从而，使数字钟的精度仅仅取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外，程序较为简洁，具有可靠性和较好的可读性。我们设计电脑数字钟的目的并不在于电脑数字钟本身，而是想将它的设计应用于实时控制之中。只要对上述程序和硬件电路稍加修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。电脑数字钟的汇编语言源程序如下所示：ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HSETB PSW.5RETIORG 000BHLJMP CLOCKORG 0013HSETB 7FHRETIORG 0030HMAIN: MOV SP,#60HMOV TMOD,#01HMOV IE,#87HSETB PT0MOV TL0,#0B7HMOV TH0,#3CHMOV 20H,#00HMOV 21H,#00HMOV 22H,#00HMOV 23H,#00HMOV 50H,#06HMOV 51H,#28HMOV 52H,#00HCLR PSW.5CLR 7FHSETB TR0SETB IT0SETB IT1CLR P3.0SS: LCALL CUTIN0LCALL SSCANJNB PSW.5,LKLCALL KEY0LK: JNB 7FH,SSLCALL KEY1SJMP SSCUTIN0: PUSH PSWPUSH ACCMOV 25H,R0MOV R0,#79HMOV A,22HACALL BCDMOV A,21HACALL BCDMOV A,20HACALL BCDMOV R0,25HPOP ACCPOP PSWRETCUTIN1: PUSH PSWPUSH ACCMOV 25H,R0MOV R0,#79HMOV A,42HACALL BCDMOV A,41HACALL BCDMOV A,40HACALL BCDMOV R0,25HPOP ACCPOP PSWRETBCD: MOV B,#0AHDIV ABMOV R0,BINC R0MOV R0,AINC R0RETCLOCK: JNB PSW.5,ZCLJMP FHZC: MOV TL0,#0B7HMOV TH0,#3CHPUSH PSWPUSH ACCINC 23HMOV A,23HCJNE A,#0AH,RET0MOV 23H,#00HINC 22HMOV A,22HCJNE A,#3CH,RET0MOV 22H,#00HSETB P1.0CLR P3.0INC 21HMOV A,21HCJNE A,#3CH,RET0MOV 21H,#00HCLR P1.0INC 20HMOV A,20HCJNE A,#18H,RET0MOV 20H,#00HAJMP RET0RET0: MOV A,21HCJNE A,51H,B0MOV A,20HCJNE A,50H,B0SETB P3.0B0: POP ACCPOP PSWFH: RETISSCAN: MOV R6,#05HSS2: MOV 30H,#20HMOV 31H,#7EHMOV R7,#06HSS1: MOV R1,#21HMOV A,30HMOVX R1,AMOV R0,31HMOV A,R0MOV DPTR,#SCMOVC A,A+DPTRMOV R1,#22HMOVX R1,ALCALL D1MOV A,30HRR AMOV 30H,ADEC 31HDJNZ R7,SS1DJNZ R6,SS2RETSC: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFHKEY: MOV 42H,#00HA0: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#38HMOV R3,ALCALL DELAYMOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#38HCLR CSUBB A,R3JNZ A0MOV A,R3CJNE A,#38H,A00SJMP A0A00: CJNE A,#30H,TOK2INC 41HMOV R2,41HCJNE R2,#3CH,A1MOV 41H,#00HA1: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#08HJNZ A0LCALL DELAYSJMP A1TOK2: CJNE A,#28H,TOK3DEC 41HMOV R2,41HCJNE R2,#0FFH,A2MOV 41H,#3BHA2: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#10HJNZ A0LCALL DELAYSJMP A2TOK3: CJNE A,#18H,A0AA: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#20HJNZ A3LCALL DELAYSJMP AAA3: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#38HMOV R3,ALCALL DELAYMOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#38HCLR CSUBB A,R3JNZ A3MOV A,R3CJNE A,#38H,A33SJMP A3A33: CJNE A,#30H,TO2INC 40HMOV R2,40HCJNE R2,#18H,A4MOV 40H,#00HA4: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#08HJNZ A3LCALL DELAYSJMP A4TO2: CJNE A,#28H,TO3DEC 40HMOV R2,40HCJNE R2,#0FFH,A5MOV 40H,#17HA5: MOV P1,#0FFHMOV A,P1ANL A,#10HJNZ A3LCALL DELAYSJMP A5TO3: CJNE A,#18H,A3RETKEY0: MOV 41H,21HMOV 40H,20HCLR TR0ACALL KEYCLR PSW.5MOV 22H,42HM