单片机实训(可调数字钟).doc

题目：可调数字钟任务目的和要求：利用80C51单片机内部定时器，设计一台可调数字钟，能通过按键进行时、分、秒的调整，利用8位共阴极LED数码管以24小时方式进行显示。软件设计思路：利用8051单片机内定时器T0的中断来实现数字钟的功能，T0定时时间可设为50ms，每隔50ms产生一次定时中断，如果中断20次即达到1秒。程序设计时先安排时、分、秒内存单元，在中断服务程序中根据中断次数来决定秒单元是否加1，当秒单元达到60时分单元加1，同时秒单元清0，分单元达到60时，时单元加1，同时分单元清0,时单元达到24时，时、分、秒单元同时清0，又从头开始计时。综合实训报告要求：1、首先写出系统方案选择1） 单片机选型选用MCS-51系列主流芯片80C51，内部带有4KB的flash ROM,无需外扩程序存储器，由于数字钟没有大量运算和暂存数据，片内128B的RAM可以满足设计要求，无需外扩片外RAM。2） 计时方案（1）实时时钟芯片针对应用系统对实时时钟功能的普遍需求，各大芯片生产厂家陆续推出了一系列实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302、PCF8563、S35190等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据每秒自动更新一次，不需程序干预。单片机可通过中断或查询方式读取计时数据。实时时钟芯片的计时功能无需占用CPU时间，功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，在实时工业测控系统中多采用这一类专用芯片来实现。在这里采用单片机内部的定时器来实现计时。简化硬件设计。（2）软件控制利用80C51内部定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能够使同学对前面所学知识的综合运用，因此，本系统设计采用这一方案。3）显示方案（1）利用串行口扩展LED，实现LED静态显示该方案占用单片机资源少，且静态显示亮度高，但硬件开销大，电路复杂，信息刷新速度慢，比较适用于单片机并行口资源较少的场合。（2）利用单片机并行I/O口，实现LED动态显示该方案直接使用单片机并行口作为显示接口，无需外扩接口芯片，但占用资源较多，且动态扫描显示方式需占用CPU时间。在非实时测控或单片机具有足够并行口资源的情况下可以采用。这里采用动态显示方案。4） 系统方案确定综合上述方案分析，本系统选用主流芯片80C51单片机作为主控制器，采用单片机内部定时器实现计时、独立键盘（3个）和动态LED显示（8位）。a) 键盘功能定义：系统采用3个独立按键，分别进行时、分、秒的调整，按下一次按键，做加1调整。当达到最大值，再次按下按键返回0。b) 显示定义：利用8位共阴极LED从左到右依次显示时分秒，采用24小时计时。c) 系统工作流程设计 时间显示：上电后，系统自动进入时钟显示，从000000开始计时。 时间调整：按下0#键进行秒针加1调整，按下1#键进行分针加1调整。按下2#键进行时针加1调整。当计数达到最大值时，再次按下按键返回0。2、系统硬件设计 图1：可调数字钟硬件设计80C51单片机的P0口通过三态总线收发器74LS245接到8位共阴极LED数码管的数字输入端，单片机的P3口作为数码管的数位控制，从P0口输出显示字符段码，从P3口输出循环扫描控制位，利用人眼的视觉暂留功能，达到8位数码管同时显示的效果。单片机的P1.0P1.2引脚通过三个按钮开关接地，通过判断P1.0P1.2引脚电平的高低，决定是否进行数字钟的时、分、秒调整。P1.2进行“时”调整，P1.1进行“分”调整。P1.0进行“秒”调整。3、系统软件设计明确任务要求，完成方案设计和硬件电路设计后，进入系统软件设计阶段。我们采用自顶向下，逐步细化的模块设计方法。1） 模块划分根据任务要求分析，首先把任务划分为相对独立的功能模块，系统模块划分为如图所示，可分为以下几个功能模块。（1）主程序：完成系统初始化，包括时钟初始参数及初始标志的设定；I/O端口、定时/计数器初始状态的设定；更新显示时间、循环扫描按键，根据按键进行时钟的设置管理。（2）LED显示子程序：根据显示单元首地址显示时钟时间，实现8位