单片机电子时钟课程设计说明书.doc

单片机电子时钟设计说明书目录1 设计的要求22 单片机系统原理图及工作原理描述 23 设计过程中碰到的问题及解决方法44 总结65 程序模块框图6 程序清单 1 5设计要求 实时时钟工作原理：采用单片机内部定时器精密定时，四位数码管显示年、月、日、时、分、秒等，用键盘可以进行时间预置、时间显示内容设置、时间运行方式设置等。要求：1用键盘切换的方式，分别显示年月日或者时分秒；2用键盘预置年、月、日、时、分、秒等；3可以倒计时，倒计时单位为分； 4每一秒4个小数点闪烁一次；5定时闹钟功能，蜂鸣器鸣叫提示。6时钟误差每日不大于1秒。2 单片机系统原理图及工作原理描述为满足不同功能的设计要求，一块电路板上设计出多个常用的功能电路，供使用者选用。印制线路板包含：（1） 单片机最小系统；（2） 四位LED数码管显示器；（3） 44共16个键的矩阵键盘（4） RS-232电平转换电路；（5） DC12V稳压电源输入接口；（6） USB电源转换接口（DC5V）；（7） ISP编程接口。（8） 8位串行A/D转换接口；（9） 8位串行D/A转换接口；（10） 四相步进电机驱动接口；（11） EEPROM串行存储电路；1.单片机最小系统 AT89S51是一款非常适合单片机初学者学习的单片机，它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中使用12MHz的晶振。AT89S51具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2显示器显示器采用LED数码管动态显示方法，P0口输出字符的显示码，位码由P2.4P2.7来控制。动态显示的成本极低，但占用CPU接口资源较多，本设计中共采用了12根口线。另外由于显示器的不断动态刷新，占用了CPU的部分工作时间，所以对一些时间要求较高的控制系统，则应考虑显示器显示占用的时间。3.键盘键盘采用44矩阵键盘，由P2.0P2.3为行线、P1.4P1.7为列线而组成44的方阵，用软件扫描的方法可以确定每个键的键值。在设计中，每个键可以用来数据及命令的输入。4电源控制电源可以由单放机DC12V稳压电源提供，该电源可以用于步进电机的驱动，同时通过线性三端稳压器7805为其它电路提供电源；如果不需要使用步进电机，整个控制系统的DC5V电源可以从普通计算机的USB接口采集，使用时只要把USB接线一头接微机USB端口，另一头接控制器上的2芯电源接口即可。5编程接口微处理器采用AT89S51，AT89S51具有ISP在线编程功能，P1.5P1.7为编程接口，软件编译和调试包括两个过程：1打开Medwin仿真编译软件，选择模拟仿真即可进入编译环境，新建一个文件（后缀为asm），在文本输入框输入源程序，然后进行编译直至没有语法错误，使用编译命令（CtrlF7）生成16进制文件（后缀hex）。2连接好电源线和编程线后，启动USBASP编程软件，在芯片选择中选择微处理器型号AT89S51，打开装入Flash，装入16进制文件，用擦除命令将芯片内的原程序擦除，用编程命令将新程序写入AT89S51，完毕后，重新复位使程序运行，观察结果。如有错误应重新打开Medwin修改源程序，重新生成16进制文件，重复以上操作，直至满足设计要求。3 设计过程中碰到的问题及解决方法硬件方面：（1）焊接三极管时，由于三个引脚间的距离太近，自己过于急躁，弄了很多锡在上面，造成短路；最后用吸锡器弄干净，重新焊接，有些锡粘在板上，必须用小刀把两引脚间的锡削掉。这里花费了大量时间。（2）LED显示器有一排显示不出来，查明是接口虚焊问题。重新补焊接显示器接口。软件方面：（1）程序编写开始有点混乱，最后重新构思，确定各个按键功能，再根据各个功能编写，这样一步步来，思路比较清晰。（2）程序编写时感觉最难的是按键切换，开始感觉无法下手。最后找了一些按键方面的程序，慢慢看，慢慢了解；然后根据自己设计的特点编写程序。4 总结数字电子钟基本功能都已实现，可以通过按键进行模式切换，并对其数值进行调节。在这基础上还添加了年月日的移动显示，还有秒表，闹铃功能。存在不足是设计的电子钟存在一定的误差，不能在实际中运用。通过本次课程设计，对单片机AT89S51有更深入的了解，同时在对单片机进行软件编程的过程中，学会了单片机编程的流程控制，熟悉了单片机显示按键系统的编程实现。5 程序模块框图6 程序清单*; 主程序开始 ;*ORG0000HLJMPSTART ORG000BH ;定时器0的中断向量地址 LJMPTIME0;转到定时中断START: ;显示缓冲区DISP_SBUF1 EQU 40HDISP_SBUF2 EQU 41HDISP_SBUF3 EQU 42HDISP_SBUF4 EQU 43H*; 复位程序 ;*MOVR0,#20HMOVR7,#60HS1:MOVR0,#00HINCR0DJNZR7,S1*; 定时程序 ;*MOV30H,#02H ;赋初值MOV31H,#01HMOV32H,#06H ;开机显示 时间 12:00MOV33H,#00HMOV34H,#00H ;闹钟时间为7:00MOV35H,#01HMOV36H,#00HMOV37H,#02H;起始日期：2010-6-2MOV TMOD,#01H ;定时/计数器0工作于方式1MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0H ;定时50ms(f=11.05MHz) MOV70H,#20 SETB12H SETB EA ;开总中断允许 SETB ET0 ;开定时/计数器0允许 SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行*; 显示子程序 ;*KEY:JB16H,XUNHUANLCALLDSHBJJB04H,SFXSJB05H,MXSJB06H,DXSJB10H,NXSJB11H,YRXSLJMPWORD1XUNHUAN:JB17H,XUNHLJMPNXSLJMPWORD1XUNH:LJMPYRXSLJMPWORD1DSHBJ:JB12H,DSHBJ1JB14H,DSHBJ1MOVA,55HCJNEA,63H,DSHBJ1MOVA,54HCJNEA,62H,DSHBJ1MOVA,53HCJNEA,61H,DSHBJ1MOVA,52HCJNEA,60H,DSHBJ1CLRP1.3SETB13HDSHBJ1:RETNXS:MOV 40H,34HMOV 41H,35HMOV 42H,36HMOV 43H,37HLJMPWORD1YRXS:MOV 40H,30HMOV 41H,31HMOV 42H,32HMOV 43H,33HLJMPWORD1SFXS:MOV40H,52HMOV41H,53HMOV42H,54HMOV43H,55HLJMPWORD1MXS:MOV40H,50HMOV41H,51HMOV42H,#00HMOV43H,#00HLJMPWORD1DXS:MOV40H,60HMOV41H,61HMOV42H,62HMOV43H,63HLJMPWORD1 *; 显示程序 ;*;第1个字WORD1:MOV DPTR,#TABJB 00H,WORD2SETB 00HCLR P2.4MOV A,DISP_SBUF4MOVC A,A+DPTRJB15H,WORD11DECAWORD11:MOV P0,ASETB P2.7AJMP INT_T0_OUT;第2个字WORD2:JB 01H ,WORD3SETB 01HCLR P2.7MOV A,DISP_SBUF3MOVC A,A+DPTRJB15H,WORD21DECAWORD21:MOV P0,ASETB P2.6AJMP INT_T0_OUT;第3个字WORD3:JB 02H,WORD4SETB 02HCLR P2.6MOV A,DISP_SBUF2MOVC A,A+DPTRJB15H,WORD31DECAWORD31:MOV P0,ASETB P2.5AJMP INT_T0_OUT;第4个字WORD4:JB 03H,WORD5SETB 03HCLR P2.5MOV A,DISP_SBUF1MOVC A,A+DPTRJB15H,WORD41DECAWORD41:MOV P0,ASETB P2.4AJMP INT_T0_OUTWORD5:CLR 00HCLR 01HCLR 02HCLR 03HAJMP WORD1*; 键盘程序 ;*INT_T0_OUT:ANL P1,#0FH ;保护P1的低四位，高四位置低电平ORL P2,#0FH ;保护P2的高四位，低四位置高电平JNB P2.0,KEY1JNB P2.1,KEY2JNB P2.2,KEY3JNB P2.3,KEY4AJMP KEYKEY1:LCALL T10MSSETB P2.0JNB P2.0,KEY11AJMP KEYKEY2:LCALL T10MSSETB P2.1JNB P2.1,KEY21AJMP KEYKEY3:LCALL T10MSSETB P2.2JNB P2.2,KEY31AJMP KEYKEY4:LCALL T10MSSETB P2.3JNB P2.3,KEY41AJMP KEYKEY11:MOV R5,#0 ;行值MOV R6,#0 ;列值MOV R7,#70HMOV R3,#4AA:MOV A,R7ANL P1,#0FHORL P1,ASETB P2.0JNB P2.0,TRKINC R6SETB CMOV A,R7RRC AANL A,#0F0HMOV R7,ADJNZ R3,AAAJMP KEYKEY21:MOV R5,#4 ;行值MOV R6,#0 ;列值MOV R7,#70HMOV R3,#4BB:MOV A,R7ANL P1,#0FHORL P1,ASETB P2.1JNB P2.1,TRKINC R6SETB C ;?MOV A,R7RRC AANL A,#0F0HMOV R7,ADJNZ R3,BBAJMP KEYKEY31:MOV R5,#8 ;行值MOV R6,#0 ;列值MOV R7,#70HMOV R3,#4CC:MOV A,R7ANL P1,#0FHORL P1,ASETB P2.2JNB P2.2,TRKINC R6SETB CMOV A,R7RRC AANL A,#0F0HMOV R7,ADJNZ R3,CCAJMP KEYKEY41:MOV R5,#12 ;行值MOV R6,#0 ;列值MOV R7,#70HMOV R3,#4DD:MOV A,R7ANL P1,#0FHORL P1,ASETB P2.3JNB P2.3,TRKINC R6SETB CMOV A,R7RRC AANL A,#0F0HMOV R7,ADJNZ R3,DDAJMP KEYTRK:MOV A,R5ADD A,R6MOV B,#3MUL AB ;?MOV DPTR,#KTJMP A+DPTRKT:LJMP PR0LJMP PR1LJMP PR2LJMP PR3LJMP PR4LJMP PR5LJMP PR6LJMP PR7LJMP PR8LJMP PR9LJMP PR10LJMP PR11LJMP PR12LJMP PR13LJMP PR14LJMP PR15PR0:SETB10HCLR04HCLR05HCLR06HCLR11HCLR16HLJMPKEYPR1:SETB11HCLR04HCLR05HCLR06HCLR10HCLR16HLJMPKEYPR2:SETB04HCLR05HCLR06HCLR16HLJMPKEYAPR3:SETB05HCLR04HCLR06HCLR16HLJMPKEYAPR4:SETB06HCLR05HCLR04HCLR10HCLR11HSETB12HCLR14HCLR16HLJMPKEYAPR5:JNB06H,PR52INC62HMOVA,63HCJNEA,#02H,PR51MOVA,62HCJNEA,#04H,PR52MOV62H,#00HMOV63H,#00HLJMPPR52PR51:MOVA,62HCJNEA,#0AH,PR52MOV62H,#00HINC63HPR52:LJMP KEYAPR6:JNB06H,PR61INC60HMOVA,60HCJNEA,#0AH,PR61MOV60H,#00HINC61HMOVA,61HCJNEA,#06H,PR61MOV60H,#00HMOV61H,#00HPR61:LJMP KEYAPR7:JNB13H,PR71SETBP1.3SETB14HPR71:LJMP KEYAPR8:SETB04HCLR05HCLR06HSETB07HCLR08HCLR10HCLR11HCLR16HLJMPKEYAPR9:JNB07H,PR92INC54HMOVA,55HCJNEA,#02H,PR91MOVA,54HCJNEA,#04H,PR92MOV54H,#00HMOV55H,#00HLJMPPR92PR91:MOVA,54HCJNEA,#0AH,PR92MOV54H,#00HINC55HPR92:LJMP KEYAPR10:JNB07H,PR101INC52HMOVA,52HCJNEA,#0AH,PR101MOV52H,#00HINC53HMOVA,53HCJNEA,#06H,PR101MOV52H,#00HMOV53H,#00HPR101:LJMP KEYAPR11:CLR06HCLR07HCLR08HCLR12HCLR16HLJMP KEYAPR12:SETB16HLJMP KEYPR13:LJMP KEYPR14:LJMP KEYPR15:LJMP KEYKEYA:LCALL T1SLJMPKEY *; 中断程序 ;*TIME0: PUSH ACCPUSH PSWMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ70H,L1MOV70H,#20CPL17HC