单片机电子时钟

1、单片机原理与应用课程设计课题名称：数字时钟的设计与实现班级：08电子信息工程学号：指导教师：華戎;H衣和畸馅信息工程系题目：数字时钟的设计与实现一. 功能要求:1. 用单片机和6位LED数码管显示时、分、秒，实现从00时00分00秒23时59分59秒循环运行。2. 用按键实现时、分、秒的调整。3. 整点提醒：0、1、223和短蜂鸣。4. 省电功能：关闭显示。5. 定时设定提醒：时间到时发出五次蜂鸣声6. 秒表功能：显示XX分XX秒XX按“复位”键：显示00分00秒00；按“启动”键：从00分00秒00开始计时按“停止”键：显示实际计时XX分XX秒XX。二. 硬件设计要求:1. 用伟福6000实

2、验装置上8255的A 口作显示段码锁存器，B 口 作位码锁存器，利用发的实验器材6位LED数码管显示时、分、秒。2. 利用伟福6000实验装置上8255的B 口的6根位码输出线和 8255C 口中的PC0作按键的输入口线，实现最多6个按键的识别，作 为实现上述功能要求的硬件保证。3. 伟福6000实验装置上提供给该课题的硬件是：AT89C51单片 机（包括P1 口、P3 口）、8位可编程並行I/O 口 8255 （包括A 口、B 口、CD）、地址译码电路、蜂码器及直流电源。4. 本次设计提供给各组的器材有：(1) 印刷电路板一块(2) 7406集成电路3片(3) LED数码管6个(4) 1K排

3、阻2个，4.7K电阻一个。(5) 40芯IC插座2个、14芯IC插座3个(6) 按键6个(7) 焊锡、导线若干。三. 软件设计(仅供参考)：1. 主程序流桎图主程序流程2. 显示子程序的设计：(1) 采用十进制BCD(2) 显示缓冲区的分配(3) 要显示的数据送显示缓冲区(4) 把显示的数据置换出段码(5) 送段码和位码，进行显示(6)延时1Y显示子程序流程图3. 定时中断服务子程序的设计(1) 利用定时器TO定时10毫秒，累计到1秒时秒计数加1,累 计到60秒时分计数加1,累计到60分时时计数加1,累计到24小时 从头开始。(2) 注意保护现场和恢复现场(3) 注意设置毫秒、秒、分、时的存放

4、单元四、软件仿真仿真部分由Protues实现。Protues可以嵌入单片机的二进制代码，便于程序调试。本 次仿真的电路图如下所示：其中，按键为输入电路，为行列式设计，行线接入8255芯片的PC0 口，列线分别对应 接入8255芯片的PB0B3 口，与数码管的位选线共享端口。数码管为输出电路。本次实验一共要使用6个数码管，以动态显示方式轮番输出字符， 6个数码管的段码线相互并联后接入8255芯片的PA端口，a、b、c、d、e、f、g端口分别 连接PA0PA6端口，在8255芯片引脚和段码线之间分别一一串联7406芯片、并联一个排阻 以提供激励，使数码管发亮。位选线则以数码管的接地线组成，从时十位

5、、时个位、分十位、 分个位、秒十位、秒个位分别接入8255芯片的PB0PB5端口，其中PB0PB3这四个端口分 别并联上四个按键。同理，每个引脚和8255芯片之间都一一串联上7406芯片和并联上排阻。 位选线负责选取某一时间片要显示哪一个数码管，显示间隔由源程序决定。五、焊接本次实验由于没有提供8051芯片、8255芯片。上述芯片均由伟福实验箱提供，焊接的 时候需要在万用板上面预留PA、PB接线口。另外，万用板上面同时需要预留电源的正负极、 PC0 口接线，共计17个接线口。由于万用板的大小的限制及芯片引脚定义的影响，实际上的电路图不会和仿真软件的 电路图完全一致，不过大体上还是一样的。还有，

6、本次焊接实际上需要比较多的电线，尤其是数码管部分，由于相邻引脚非常贴 近，在焊接的时候要非常留心，谨防相邻两点短路。在焊接完成后，由于背板上面线路众多，需要用胶纸固定整理，防止导线脱落。焊接完成后，万用板上面已经有相应的接线，于是进行硬件实现部分。六、硬件实现本次硬件实现部分由伟福Lab6000实验箱提供8051芯片和8255芯片，分别连接万用 板相应的接线。由伟福的Wave6000软件向实验箱上面的8051芯片烧入时钟的程序。另外， 电源的正负极也是由Lab6000提供。电路板中有6个按键，不过实际上使用的有4个，就是离PA、PB连接端口较远的4个 起作用，离PA、PB连接端口较近的两个没有

7、定义。从远离端口的按键开始依次编号KI、K2、 K3、K4,每个按键都有如下功能：1）当先按K1的时候，系统就进入调节时间状态，数码管上就显示时钟。K2、K3、K4 的功能依次为选择调整的单元（时、分、秒），单元数值加1,退出调整状态，单元 数值减1;2）当先按K2的时候，系统不作出任何反应，等待用户按KI、K3、K4；3）当先按K3的时候，系统就进入省电模式，数码管熄灭，然后按KI、K2、K3、K4任 意一键即可点亮数码管并还原到上次的显示状态；4）当先按K4的时候，系统就进入秒表状态，数码管上面就显示秒表。KI、K2、K3、 K4的功能依次为切换至时钟、显示暂停变化（部继续计时）或者数码管

8、继续变化、 复位清零、暂停计时。七. 程序ORG0000HAJMPMAINORGOOOBH:TO的中断入口AJMPI TOPMAIN :MOVSP.#7OH:设置堆栈MOV36H.#00H;秒MOV37H.#00H;分MOV38H.#00H;时MOV43H冲99H;给闹钟一个初值MOVA.#89H;工作方式MOVDPTR,#0FF7FHMOVXDPTR.A;工作方式MOVTM()D,#O1II:设T0为方式1MOV39H.S100;装入中断次数SETBETO；允许TO申请中断SETBEA:总中断允许MOVTH0.S0D8H;给T0装入计数初值MOVTLO.ttOFOHSTART：SETBTRO

9、:启动T0MOV3AH.#36H;给数据处理一个初值所有程序如下所示初始状态LCALLDATAT:数据处理LCALLDISPLAY:显示MOVA.38H，判断阑钟的时CJNEA.43H.KEYI:不相等就跳MOVA.37H:判断闹钟的分CJNEA.42H.KEYIMOVA.36H:判断阑钟的秒CJNEAt41HtKEYICLRP1.0:启动蜂呜KEY I： LCALLKS1，判断有没键按下判断键按下？JZLK1:有按下，是抖动？LJMPSTART:回主程序LK1：LCALLDIR;停一下防抖动LCALLDIRLCALLKS1:再检查有没钱按下JZLK2:有按下则扫描并处理LJMPSTART回主

10、程序LK2：ACALLLK扫描镀扫描MOV4OH.#OOH:按镀次数LK3：LCALLKS1:是否松手松手检测JZLK3MOVA.3DH:扫描得来的键位Acc.O.CHTIMEI;从左到右数键1调时主菜单Acc. 1.CLOCKI闹钟Acc.2.SAVEI省电Acc.3.WATCHI秒表LJMPSTARTCHTIMELLJMPCUTIME;调时入口地址CLOCKI :LJMPCLOCK:阑钟入口地址SAVEI :LJMPSAVE:省电入口地址WATCHI :LJMPWATCH;秒表入口地址CUTIME： CLRTRO:暂停时钟时钟调时功能MOV3AH.#36H:给数据处理一个初值LCALLDA

11、TAT;数据处理LCALLDISPLAY:显示LCALLKS1:判断有没镀按下判断縫按下？JZLK4:有按下，是抖动？LJMPCUTIME:返回调时LK4：LCALLDIR;停一下调时防抖动LCALLDIRLCALLKS1:再检查有没键按下JZLJMPLK6CUTIME:有按下则扫描并处理:返回调时LK6：LCALLLK;扫描键LK5：LCALLKS1;是否松手JZLK5MOVA.3DH;扫描得来的镇位Acc.O.XUANW :从左到右数铁1选位调时菜单Acc.1.ADDBCD ；加1Acc.2.OUT；退出Acc.3.SUBCD ；减1LJMPCUTIME；返回调时XUANW：MOVA.83

12、6H:选位的初值调时选位INC4OH:累加偏務量ADDA. 4011CJNEAt#39H.CHTIME:判断是否选位过度OUT：LJMPSTART:回主程序调时退出ADDBCD：MOVA.836H;操行位初值调时加1ADDA.40H:求出操作位MOVRO. AINCRO;+1LJMPCUTIME;返回调时SUBCD：MOVA.836H:操行位初值调时减1ADDA.40H:求出操作位MOVRO. ADECRO;-1LJMPCUTIME:返回调时CLOCK：MOV41H冲OOH:阑钟初值闹钟功能MOV42H,#00HMOV43H.#00HCLOCK1：MOV3AH,#41H:给数据处理一个初值LC

13、ALLDATAT;数据处理LCALLDISPLAY:显示LCALLKS1:判断有没键按下判断縫按下？JZLK14:有按下，是抖动？LJMPCLOCK1:返回阑钟LK14：LCALLDIR;停一下闹钟防抖动LCALLDIRLCALLKS1;再检查有没镀按下JZLK16;有按下则扫描并处理LJMPCLOCK1:返回闹钟LK16：LCALLLK;扫描键LK15：LCALLKS1;是否松手JZLK15MOVA.3DH:扫描得来的钺位Acc.O.XUANWl ；从左到右数皱1选位闹钟菜单Acc.1.ADDBCD1 ；加1Acc.2.OUTl；退出Acc.3.SUBCD1；减1LJMPCLOCK1:返回阑

14、钟XUANW1:MOVA.#41H:选位的初值闹钟选位INC4OH:累加偏移量ADDA. 4011:判断是否选位过度CJNEA.#44H.CLOCK1:返回闹钟0UT1：LJMPSTART;回主程序闹钟退出ADDBCD1：MOVAt#41H;操行位初值闹钟加1ADDA.40H;求出操作位MOVRO. AINCRO;+1LJMPCLOCK1:返回阑钟SUBCD1：MOVA.#41H;操行位初值调时减1ADDA.40H:求出操作位MOVRO. ADECRO;-1LJMPCLOCK1:返回阑钟SAVE：MOVA,#0FFH:段码置1省电功能MOVDPTR#0FF7CHMOVXDPTR.A黑屏省电LC

15、ALLKS1;判断有没键按下判断键按下？JZLK24:有按下，是抖动？LJMPSAVE:返回省电LK24：LCALLDIR:停一下省电防抖动LCALLDIRLCALLKS1:再检查有没键按下JZLK25:有按下则扫描并处理LJMPSAVE:返回省电LK25：LCALLKS1:是否松手松手检测JZLK25LJMPSTART:回主程序省电退出WATCH：MOV44H冲OOH秒表初值秒表功能MOV45H.#00HMOV46H.#00HGOO：MOVA.45H继点和暂停的保存MOV49H.AMOVA.46HMOV4 AH. AMOVA.44HMOV48H.ACJNEA.#100.STOP是否到1秒，未

16、到则返回MOV44H.#00H脉动淸0INC45H增加秒MOVA.45HCJNEA.#60.STOP是否到60秒，未到则返回MOV45H.#00H秒单元清0INC46H增加分STOP：MOV3AH冲44H给数据处理一个初值LCALLDATAT数据处理LCALLDISPLAY显示LCALLKS1判断有没键按下判断键按下？JZLK34有按下，是抖动？LJMPGOO返回秒表LK34：LCALLDIR停一下防抖动LCALLDIRLCALLKS1再检查有没镀按下JZLK36有按下则扫描并处理LJMPGOO返回秒表LK36：LCALLLK扫描键LK35：LCALLKS1是否松手JZLK35MOVA.3DH

17、扫描得来的镀位Acc. 1J10LD0N ;从左到右数皱2继点秒表菓单Acc.2.WATCH ；秒表复位Acc.3.STOP! ；连续晳停OUT3：LJMPSTART回主程序秒表退出GOON1:MOV3AH冲44H给数据处理一个初值秒表连续LCALLDATAT数据处理MOVA.45H继点和连续暂停的保存MOV49H.AMOVA.46HMOV4 AH. AMOVMOVA.44H48H.AST0P1：MOVA.14H秒表暂停CJNEA.ttlOO.GOON:是否到1秒，未到则返回MOV44H,tM)0H;屎动清0INC45H;增秒MOVA.45HCJNEA. MO. GOON;是否到60秒,未到则

18、返回MOV45H.800H;秒单元清0INC46H;增分GOON：LCALLDISPLAY;显示LCALLKS1;判断有没键按下判断键按下？JZLK44;有按下，是抖动？LJMPSTOP I:返回秒表暂停LK44：LCALLDIR;停一下防抖动LCALLDIRLCALLKS1:再检查有没镀按下JZLK46;有按下则扫描并处理LJMPSTOP!;返回秒表暂停LK16：LCALLLK;扫描键LK45：LCALLKS1:是否松手JZLK45MOVA.3DH;扫描得来的镀位Acc. LHOLDON从左到右M2继点（秒表之连续暂停菜单）Acc.2.WATCHl复位Acc.3.GOON1连续皙停之连续暂停

19、LJMPSTART退出WATCH1：LJMPWATCH:连续暂停的秒表复位HOLDON：MOVA.48H:把保存值放回秒表秒表继点MOV44H.AMOVA.49HMOV45H.AMOVA. 4 AHMOV46H.ALJMPGOO;返回秒表KS1：MOVDPTR.#0FF7DH:给PB送0;子程序之测键按下否MOVA.#03FHMOVXDPTR.AINCDPTR；到 PC 口MOVXA.DPTR;取PC值ANLRETA.#01H:只取第一位；返回LK：MOVA.820H；给初始位选码;子程序之扫描键LK9：MOV3DH.A:保存位选码MOVDPTR.#0FF7DHMOVXDPTR.A；位选码给P

20、B 口INCDPTR；到 PC 口MOVXA.DPTR;把PC给AJNBAcc_0.LK8;扫到纔就跳MOVA.3DH;恢复位码RRA:右移CJNEA.#7FHLK9;扫了 6次？LK8：MOVA.3DH:恢复位选码RET:返回DATAT：MOVRO.3AH;子程序之数据处理MOVA. ROMOVB.#1ODIVABMOV30H.BMOV31H.AINC3AHMOVRO.3AHMOVA. ROMOVB.#1ODIVABMOV32H.BMOV33H.AINC3AHMOVRO.3AHMOVA. ROMOVB.#1ODIVABMOV34H.BMOV35H.AI) I SPLAY： MOVA.#20H

21、;初始化;子程序之显示MOVRO.H3OH:昱示初地址ldO：MOV3BH.A;保存位选MOVDPTR#0FF7DHMOVXDPTR.A；位选码给PB 口MOVA. ROMOVDPTR.ttTAB:取表地址MOVCMOVMOVXMOVA.A+DPTRDPTR#0FF7CHDPTR,A3CH.#OFFH;查表;段选给PA;显示的延时dell：DJNZ3CH,dellINCROMOVA.3BH:恢复位选RRAJNBAcc.7.1dO;判断是否显示了 6次RET:返回DIR：MOV3EH冲OAH;子程序之廷时DIRl：MOV3FH,#0F0HDIR2：DJNZ3FH.DIR2DJNZ3EH.DIR1

22、RET:返回TAB：DB0C0H.0F9H.OA4H,0B0H.99H；LED的宇模I)B92H.82H.0F8H.80H.90H；01234567891T0P :PUSHA;保存A;时钟中断MOVTH0.S0D8H:重装初值MOVTL0.30F0HINC44H溉动DJNZ39H.RETURN;1秒未到返回MOV39H.#100:重置中断次数INC36H:增加秒MOVA. 3611CJNEA.#60.RETURN；是否到60秒，未到则返回MOV36H.#00H:秒单元清0SETBP1.0:停蜂呜INC37H;增加分MOVA.37HCJNEA.#60.RETURN;是否到60分.未到则返回MOV

23、37H.t；00ll:分单元清0CLRP1.0;整点蜂呜INC38H；增加时MOVA.38H:恢复A中的时CJNEA.#24.RETURN:是否到24时，未到则返回MOV38H.S00II:时单元清0RETURN：POPA:恢复ARET I:中断返回END八、心得感想XXI （电路图）：电路图的时候其实也并非简单，为了焊接方便，在了解了电路原理以后，我 需要多次重新排版，一次次地连线，然后将每次重新排版的电路图保存 下来比较，最后才得出最简单的连接图。XX2 （焊接）：我觉得焊接最首先要做的就是了解芯片的用途，引脚，把电路图看明白，大体 回路怎样连线有个谱，怎样编排电路元件才使焊接最容易，这都

24、要对引脚 的接法熟悉才行，在焊接时每一步都很重要，我都先会把芯片和数码管的 反面图画出来，先找引脚，然后用线连起来，焊接时我最怕两条回路的焊 锡连在一起，焊接时我经常把锡焊的太大块以至产生不少错误，不过一熟 悉了就会比较快了，不过一焊久了，就会感到烦，特别是焊错时，所以我 觉得焊接时心态很重要，这也让我明白做事要认真，特别是我们这个专业, 耐心要很好，哪怕错了都要慢慢找，直到纠正过来，虽然过程很辛苦，但 焊好那一刻真的感到很满意，因为毕竟是自己做的。XX3 （焊接）：做了焊接以后，我发现动手能力完全不同于平时的课本学习体验的，是一种实 践。有助于对理论知识的理解。而在操作过程中，熟悉了就能生巧

25、。XX杰（软件）：一程序的基础程序的基础很重要。程序的基础是指程序中所包含的子程序和中断程序。写一个程序通 常要从基本的做起然后不断地累加上去。每加一层，都要以之前的为基础。所以如果之前的 是正确的，但现在不正确，那就容易显现出问題，方便修改。如先写显示，再写显示时钟， 接着写按键测量和扫描，最后才是功能的实现。每更加一种，我都会确保之前的为正确。所 以程序的基础很重要。这个程序的基础包括有数据处理，显示程序，按键检测，按键扫描，延时程序还有时钟 的中断。虽然程序中防抖动和松手检测没有写成子程序，但也是程序的基础。数据的处理。这个我先后重写了 3次。每次都以不同方式来处理数据。当然，每一次的

26、重写，我都产生了新的处理方法，而且简化了处理，重点是处理要的是灵活性和通用性。处 理数据的程序不是固定只处理几个存单元。处理数据的程序具有相当的灵活性。它可以随着 给出初值的不同，而改变所要处理的区域，从而得出不同而又所需的数据。这对后来秒表的 数据处理和秒表部功能影响很大。所以数据处理的方式是整个程序的核心。显示程序。显示程序与数据处理的原理很不同。显示程序要的是固定的存单元才具有通 用性。而在固定的存单元中体验出灵活性就需要数据处理的带动。数据处理完了，就会绐固 定的单元传送数值。显示程序通过对数值的识别，进而显示出不同的数字。通常检查一般的 错误，就从LED的显示中得出，从而再进行相应的

27、措施。所以显示程序是整个程序的基础。按键检测是一个调用得最频繁的子程序。是判断是否有键按下的子程序。所以也是一个 相当基础和重要的程序。这是按键扫描前提，是防抖动和松手检测的重要组成部分。按键扫描是判断按了哪个键，从而选择进入不同功能的操作。它是控制程序流向的关键。 所以它所找出的值都要用一个存单元来存敖，防止丢失。延时程序是用来敖在防抖动当中的，为了区别抖动与按下的重要手段。防抖动是由两个按键检测和一个延时程序来实现的（当然少不了包括跳转）。防抖动是 在现实环境中必需的，所以也必需写上去。松手检测只是一个按键检测（当然少不了包括跳转）。它是判断按了几次的重要部件。 没有它，程序根本没法判断是

28、按了几次，更不能判断应该跳到哪个程序入口。时钟的中断是时钟和秒表的动力”。是数据的来源。是开始的开始。二程序具用的功能程序的主体功能有整点蜂鸣，调时，闹钟，省电，秒表。整点蜂鸣这个是在整个程序中占用语句最少的一个功能。它主要实现的是到整点时蜂 鸣。那么我顺着它的意思，把它寄放在时钟中断中。当时加一时，蜂鸣自动启动，当过一分 钟蜂鸣自动消除。调时。是第一个要通过按键来实现的功能。所以要想实现调时，前提是程序的基础必需 正确。而调时所包括的分功能有选位，加1,退出，减1。它是通过调整存储时间的存单元 的值来实现的。它是K1键。1选位。进入调时功能后，选位键才被激活。它和调时一样都是K1键、当进入调

29、时时, 默认是改变秒的位。如果选位键被按下一次，就会变为改变分的位；按下两次，就会变为 改变时的位；按下三次就默认完成凋时并退出调时返回主程序。这是由40H单元来存放按了 几次，并相应求出要选位的存单元。2加进入调时功能后，加1键才被激活。它是K2键，它是使选中的位相应加1。3退出。进入调时功能后，退出键才被激活。它是K3键，它是从调时中快速返回到主 程序的出口。换句话说就是可以调整到一半就可以返回主程序，不必等选位完成。4减1。进入调时功能后，减1键才被激活。它是K4键。它是使选中的位相应减1。闹钟。闹钟原理与调时原理相似。都是改变某些存单元的值。不同的是，这些被改变 的值是固定用来和时钟的值作比较的。当数值相同时就激发蜂鸣。可以通过调整闹钟设定的 秒数来控制蜂鸣时间的长短。而闹钟所包括的分功能有选位，加1,退出，减lo它是K2 键1透位。进入闹钟功能后，选位键才被激活。它是K1键、当进入闹钟时，默认是改变 秒的位。如果选位键被按下一次，就会变为改变分的位；按下两次，就会变为改变时的位; 按下三次就默认完成闹钟并退出闹钟返回主程序。这也是由40H单元来存放按了几次，并相 应求出要选位的存单元。2加1。进入闹钟功能后，加1键才被激活。它是K2键，它是使选中的位相应加1。3退