大连理工大学单片机综合设计——基于ZLG7290B、PCF8563的时钟系统设计概要

1、大连理工大学本科设计报告题目：基于ZLG7290B PCF8563的时钟系统设计课程名称：单片机原理及应用实验学院（系）：电子信息与电气工程学部专 业：班 级：学 号：学生姓名：成 绩：2015 年 5月 4日计算机技术实验室安全操作规范1. 实验前认真阅读安全操作规程，不得擅自触及总电源开关。2. 实验期间学生不准使用与实验无关的电气设备。3. 实验过程中若遇计算机故障时， 交由指导老师负责， 不允许学生私自开箱维修。4. 在实验过程中，连接实验设备的 220v 电源时，要保持手部干燥，并注意操作安全，不允许使用金属物件触碰220v 电源线及电源插座的带点部位。5. 学生实验期间， 在连接导

2、线时不允许实验台带电操作， 连接完成后经检查无误时再将实验台上电。 完成实验时先将实验台断电后再进行导线的拆除。6. 实验期间要关闭手机等通讯工具， 实验室一律禁止携带饮料、 食品、禁止吸烟、喧哗、嬉闹、确保实验室卫生、整洁。7. 学生完成实验后，必须关闭所有实验设备的电源。8. 如果实验过程中发生“突发事件”时，不要慌张、应沉着冷静，采取相关的措施。必要时拨打校内晋级电话(84708110)或拨打110 、120 报警。电工电子实验教学中心计算机技术实验室个人签字：题目：基于ZLG7290B PCF8563的时钟系统 设计1 设计要求（1）由PCF856锹供时间参数并由ZLG7290!行显示

3、；（ 2） 能够利用键盘实现时间参数的修改，修改过程可加入 “回显” 、“闪烁” 、 “容错”等功能；（ 3）利用蜂鸣器实现时钟系统的“整点报时”功能；（ 4）要求程序中有中断环节；2 设计分析及系统方案设计（1）由PCF8563汝时时钟芯片提供时间数据，由ZLG7290BS示电品&控制8 位数码管显示当前时间，二者通过I2C总线结构与AT89C5H1片机相连，SDAffi SC吩另J接 P1.0 和 P1.1。（2）该系统采用双中断结构，时钟输出 CLKOU按INT0,为低优先级，每一 秒触发一次中断；键盘中断输出信号INT接INT1,为高优先级，每当有按键时 触发中断。（ 3） 算

4、法说明：10H-1DH向PCF8563T俞入的相关参数的数据块；20H-26H从PCF8563T中读出的时间参数（秒、分、小时、日、星期、月、年） 。通过CHAIFENf程序将20H-26H中获取时间参数拆分查表后送入下列缓冲区：28H-2FH年（4单元）、月（2单元）、日（2单元）；38H-3FH小时、分钟、秒（各占单元）。键盘修改时间子程序中先将键值读入 A,经判断转换后送入缓冲区20H-22K 主程序功能：? 将10H-1DH中特定时间和才5制命令送入 PCF8563T寸应寄存器中，等待中断。? 由于PCF8563T勺CLKOUT定输出频率为1H乙将其与INT0相连，每秒引发一次中断。在

5、时钟中断服务程序中读取时间参数，调整各参数后进入整点报时子程序，判断是否报时。然后将时间参数经拆分查表等操作，将年、月、日送28H-2FH缓冲区，将小时、分、秒送 38H-3FH缓冲区，最后根据 P1.2 电平决定哪个缓冲区内容送 ZLG7290BS行显示。? ZLG7290B勺键盘中断输出信号INT与INT1相连，每当有按键是触发中断，先读入键值至A中，判断是A B或C,分别对应修改时、分、秒，进入对应子程序然后在等待两次输入，经转换设置成十位和个位，存入入12H-14H对应单元，再送入PCF8563T寸应寄存器。3系统电路Vcc4外围接口模块硬件电路功能描述(1) ZLG7290B:数码管

6、动态显示驱动、键盘扫描管理芯片，可驱动 8位共 阴极结构LED数码管，同时可管理64个按键扫描识别，接口采用I2C结构。(2) PCF8563T:由Philips公司设计的低功耗 CMOS实时时钟日历芯片， 具有1.0-5.5V的电压工作范围、一个可编程时钟输出和掉电检测电路，接口 采用I2C结构，每次读写操作内部地址寄存器自动产生增量。(3)交流驱动蜂鸣器：一种发声元件，体积小，使用 PNP驱动，需要一交 变信号驱动才能发出相应频率的声音。5主程序中主要变量定义RAM单元或工作寄存器定义、功能等。变量名称RAMI元/寄存器功能PCF8563T寸间和控制命令参数10H-1DH设定PCF8563

7、T寸间和命令参数的缓冲区时间参数20H-26H从PCF8563计读出的时间参数(秒、分、 小时、日、星期、月、年)缓冲区年月日28H-2FH拆分查表所得年月日缓冲区以待显示时分秒38H-3FH拆分查表所得时分秒缓冲区以待显示键值1FH读入的键值存储单元6系统软件中各个子程序的功能描述子程序的名称、功能，以及入口、出口参数。子程序名称入口参数出口参数功能描述INT_RCT无无时钟中断服务子程序PANDUAN20-21H无判断并进行整点报时CHAIFEN20-26H28-2FH、38-3FH将时间参数拆分查表CFAR4 R3将A中数据拆违两独立的十六进 制数并查表得到对应字型码ADJUST20-2

8、5H20-25H屏蔽各时间参数无关位INT_7290无无键盘修改时间中断服务子程序RDKEY无A读键值子程序WR8563R7 RR R2、R3无向日历芯片写时间参数WRNBYTR7 RR R2、R3无带有内部单元地址的多字节写操 作子程序RDADDR7、RO R2、R3R4无带有内部单元地址的多字节读操 作子程序7主程序程序流程图8程序清单.* ;由PCF8563提供时间参数并由ZLG7290进行显示；能够利用键盘实现时间参数的修改，修改过程可加入回显、闪烁、容错等功能；利用蜂鸣器实现时钟系统整点报时功能；要求程序中有中断环节；转换显示：P1.2与KEY1连接，按下KEY1显示年月日，平时显示

9、时分秒；设定时钟芯片 CLKOUT输出秒脉冲且与 P3.2连接；采用中断的方式来显示时间（每秒钟刷新一次显示）;ZLG7290B 芯片的 RST_L 复位端与 P1.7 口连接，以便复位操作* ;SDA BIT P1.0;定义I2C 信号引脚SCL BIT P1.1WSLA_8563EQU0A2H;PCF8563T 口地址RSLA_8563EQU0A3HWSLA_7290EQU70H;ZLG7290B 口地址RSLA_7290EQU71HORG 8000HLJMP 8100HORG 8003HLJMP INT_RCTORG 8013HLJMP INT_7290ORG 8100HSTART: M

10、OV SP,#60HCLR P1.7;ZLG7290B 复位LCALL DELAYSETB P1.7; 设定 PCF8563T 的时间和命令参数*MOV10H,#00H;启动控制字MOV11H,#1FH;设置报警及定时器中断MOV12H,#50H;秒单元MOV13H,#59H;分单元MOV14H,#10H;时单元MOV15H,#29H;日期单元MOV16H,#03H;星期单元MOV17H,#04H;月单元MOV18H,#15H;年单元MOV19H,#00H;设定分报警MOV1AH,#00H;设定小时报警MOV1BH,#00H;设定日报警MOV1CH,#00H;设定星期报警MOV 1DH,#83

11、H;设定CLKOUT 的频率（1S）*MOVR7,#0EH;写入参数个数（时间和控制字）MOVR0,#10H;参数和控制命令缓冲区首地址MOVR2,#00H;从器件内部从地址MOVR3,#WSLA_8563 ;准备向 PCF8563T 写入数据串LCALLWRNBYT; 写入时间、控制命令到 PCF8563TMOVIP,02HSETBEASETBEX0SETBEX1SETBIT0SETBIT1SJMP$;等待中*; 时钟中服务子程序;INT_RCT:MOV R7,#07H;读出数个数MOVR0,#20H;目标数据块首地址MOVR2,#02H;从器件内部首地址MOV R3,#WSLA_8563M

12、OV R4,#RSLA_8563 ;准备读PCF8563T 的时间参数20H26H 中LCALL RDADD;调读数据子程序，将读出的数据存放于单片机LCALL ADJUST;调时间调整子程序LCALL PANDUAN;调判键值子程序中的参数分别存LCALL CHAIFEN;调拆分子程序（包含查表），将 20H26H于 28H2FH 、 38H3FH 单元中MOV R7,#08HMOV R2,#10HMOV R3,#WSLA_7290JNB P1.2,YEARS ;使用P1.2控制显示内容MOV R0,#38H;显示小时、分钟和秒SJMP DISPYEARS: MOV R0,#28H;显示年月

13、日DISP:LCALL WRNBYT;调 ZLG7290B 显示JNB P3.2,$RETI; 整点报时子程序;PANDUAN:MOV A,21HCJNE A,#59H,PDFENMOV A,20HCJNE A,#56H,PD57LCALL BAOSHI1AJMP EXITPD57: CJNE A,#57H,PD58LCALL BAOSHI1AJMP EXITPD58: CJNE A,#58H,PD59LCALL BAOSHI1AJMP EXITPD59: CJNE A,#59H,EXITLCALL BAOSHI1AJMP EXITPDFEN: CJNE A,#00H,EXITMOV A,20

14、HCJNE A,#00H,EXITLCALL BAOSHI2EXIT:RET; 低音 1S 报时BAOSHI1:PUSH PSWPUSH 00HMOV R0,#0FFHMOV TMOD,#10HMOV TL1,#00HMOV TH1,#0FEHSETB TR1WORK1: JNB TF1,$CLR TF1MOV TL1,#00HMOV TH1,#0FEHCPL P1.4DJNZ R0,WORK1POP 00HPOP PSWRET; 高音 1S 报时BAOSHI2:PUSH PSWPUSH 00HPUSH 01HMOV R0,#04HWORK2: MOV R1,#00HMOV TMOD,#10H

15、MOV TL1,#00HMOV TH1,#0FFHSETB TR1WORK3: JNB TF1,$CLR TF1MOV TL1,#00HMOV TH1,#0FFHCPL P1.4DJNZ R1,WORK3DJNZ R0,WORK2POP 01HPOP 00HPOP PSWRET; 各子程序*ORG8300HCHAIFEN:PUSH PSW; 对 20H26H 单元的参数拆分并在查表后送28H2FH （年月日）和 38H3FH （时分秒）PUSHACCPUSH03HPUSH04HMOVA,20H;取秒参数LCALLCF;拆分、查表在 R4 、 R3 中MOV38H,R3;送秒的个位MOV39H,

16、R4;送秒的十位MOV3AH,#02H;送分隔符MOVA,21H;取分参数LCALLCFMOV3BH,R3;送分的个位MOV3CH,R4;送分的十位MOV3DH,#02H;送分隔符MOVA,22H;取小时参数LCALLCFMOV3EH,R3;送小时的个位MOV3FH,R4;送小时的十位MOVA,23H;取日期参数LCALLCFMOVA,R3MOVR3,AMOV28H,R3MOV29H,R4MOVA,25H;取月参数LCALLCFMOVA,R3ORLA,#01HMOVR3,AMOV 2AH,R3MOV 2BH,R4MOV A,26H;取年参数LCALL CFMOV A,R3ORL A,#01HM

17、OV R3,AMOV 2CH,R3MOV 2DH,R4MOV 2EH,#0FCH ;年的高两位处理MOV 2FH,#0DAHPOP 04HPOP 03HPOP ACCPOP PSWRET; 将 A 中的数据拆分成两个独立的 BCD 码并查表，结果分别存放于 R4 、 R3 中CF: PUSH02HPUSHDPHPUSHDPLMOVDPTR,#LEDSEGMOVR2,AANLA,#0FHMOVCA,A+DPTRMOVR3,AMOVA,R2SWAPAANLA,#0FHMOVCA,A+DPTRMOVR4,APOP DPLPOP DPHRET*;LEDSEG:DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H

18、,66H,0B6H,0BEH,0E4HDB 0FEH,0F6H,0EEH,3EH,9CH,7AH,9EH,8EH; 将 20H26H 中从 PCF8563T 中读出的 7 个字节参数的无关位屏蔽掉;ADJUST: PUSH ACCMOV A,20HANL A,#7FHMOV 20H,AMOV A,21HANL A,#7FHMOV 21H,AMOV A,22HANL A,#3FHMOV 22H,AMOV A,23HANL A,#3FHMOV 23H,AMOV A,24HANL A,#07HMOV 24H,AMOV A,25HANL A,#1FHMOV 25H,APOP ACCRET; 延时子程序

19、;DELAY: PUSH 00HPUSH 01HMOVR0,#15HDELAY1:MOVR1,#00HDJNZ R1,$DJNZ R0,DELAY1POP 01HPOP 00HRET*; 键盘修改时间中断服务子程序;INT_7290:PUSH 00HPUSH 02HPUSH 03HPUSH 04HPUSH 07HPUSH ACCPUSH PSWLCALL RDKEY;读取第一个按键值（功能键）; 修改小时;AKEY: CJNE A,#0AH,BKEY;判断是A 键吗？不是跳转判断是JB P3.3,$;以查询的方式等待下一次按键操作LCALLRDKEY;读取第二个按键值（小时的十位数？）SWAP

20、AANL14H,#0FHORL14H,A;14H 单元中的“十位数”生成JB P3.3,$;以查询的方式等待下一次按键操作LCALLRDKEY;读取第三个按键值（小时的个位数）ANL14H,#0F0H;将键值数据处理成小时的个位ORL14H,AMOVR7,#01HMOVR0,#14HMOVR3,#04HMOV R3,#WSLA_8563PCF8563TLCALL WRNBYT;将修改后的时间参数送LJMP DOWN; 修改分BKEY: CJNE A,#0BH,CKEYJB P3.3,$LCALL RDKEYSWAP AANL13H,#0FHORL13H,AJB P3.3,$LCALL RDKE

21、YANL13H,#0F0HORL13H,AMOV R7,#01HMOV R0,#13HMOV R2,#03HMOV R3,#WSLA_8563LCALL WRNBYTLJMP DOWN; 修改秒CKEY: CJNE A,#0CH,DOWNJB P3.3,$LCALL RDKEYSWAP AANL12H,#0FHORL12H,AJB P3.3,$LCALL RDKEYANL12H,#0F0HORL12H,AMOV R7,#01HMOV R0,#12HMOV R2,#02HMOV R3,#WSLA_8563LCALL WRNBYTLJMP DOWN; 中断返回退出DOWN: CLR IE0POP

22、PSWPOP ACCPOP 07HPOP 04HPOP 03HPOP 02HPOP 00HRETI; 读键值子程序（出口参数累加器A ，获取到的键值）RDKEY: MOV R0,#1FH;键值缓冲单元MOVR7,#01H;取键值数据MOVR2,#01H;指向内部数据键值寄存器地址MOVR3,#WSLA_7290 ;取器件写地址MOVR4,#RSLA_7290 ;取器件读地址LCALLRDADD;读出 7290 的 01H 单元中的键值MOVA,1FH;取键值送缓冲单元DECARET; 向日历芯片中写入时间参数子程序WR8536: MOV R7,#07H;写入参数个数（时间和控制字）MOVR0,

23、#12H;参数和控制命令缓冲区首地址MOVR2,#02H;从器件内部从地址MOV R3,#WSLA_8563 ;准备向PCF8563T 写入数据串LCALL WRNBYT;写入时间、控制命令到PCF8563TRET*;相关I2C子程序* ;；带有内部单元地址的多字节写操作子程序WRNBYT；通用的I2C通讯子程序（多字节写操作）；入口参数R7字节数，R0:源数据块首地址;R0原数据块首地址；R2从器件内部子地址；R3:外围器件地址（写）;相关子程序WRBYT、STOP、CACK、STAWRNBYT:PUSHPSWPUSHACCWRADD:MOVA,R3;取外围器件地地址（包含 r/w=0）LC

24、ALL STA ；发送起始信号SLCALLWRBYT;发送外围地址LCALL CACK；检测外围器件的应答信号JB F0,WRADD;如果应MOV A,R2LCALL WRBYT ;发送内部寄存器首地址LCALL CACK ;检测外围器件的应答信号JB F0,WRADD;如果应答不正确返回重来WRDA: MOV A,R0LCALL WRBYT ;发送外围地址LCALL CACK ;检测外围器件的应答信号JB F0,WRADD;如果应答不正确返回重来INC R0DJNZ R7,WRDALCALL STOPPOP ACCPOP PSWRET.* ;带有内部单元地址的多字节读操作子程序RDADD;入

25、口参数R7字节数；;R0目标数据块首地址；R2从器件内部子地址；;R3器件地址（写）；R4器件地址（读）;相关子程序WRBYT、STOP、CACK、STA、MACK、MNACKRDADD: PUSH PSW;从PCF8563的02H单元读入 7个参数PUSHACC;存放于20H-26H 单元RDADD1:LCALLSTAMOVA,R3;取器件地址（写）LCALLWRBYT;发送外围地址LCALLCACK;检测外围器件的应答信号JB F0,RDADD1;如果应答不正确返回重来MOVA,R2;取内部地址LCALLWRBYT;发送外围地址LCALLCACK;检测外围器件的应答信号JB F0,RDAD

26、D1;LCALL STA如果应答不正确返回重来MOVA,R4;取器件地址（读）LCALLWRBYT;发送外围地址LCALLCACK;检测外围器件的应答信号JB F0,RDADD1;如果应答不正确返回重来RDN:LCALL RDBYTMOV R0,ADJNZ R7,ACKLCALL MNACKLCALL STOPPOP ACCPOP PSWRETACK:LCALL MACKINC R0SJMP RDN; 启动信号子程序SSTA:SETB SDA ;启动信号SSETB SCLNOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPCLR SDANOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPNOPCLR

27、SCLRET; 停止信号子程序 PSTOP: CLR SDA ;停止信号 PSETB SCLNOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPNOPSETB SDANOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPNOPCLR SCLCLR SDARET*; 应答信号子程序 MACKACKMACK: CLR SDA ;发送应答信号SETB SCLNOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPCLR SCLSETB SDARET; 非应答法信号子程序MNACKNACKMNACK:SETB SDA ;发送非应答信号SETB SCLNOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPNOPCLR SCLC

28、LR SDARET; 应答检测子程序CACKCACK: SETB SDA ;应答位检测子程序SETB SCLCLR F0MOVC,SDA ;采样 SDAJNC CEND;应答正确时转CENDSETBF0 ;应答错误时F0 置一CEND: CLR SCLRET; 发送一个字节子程序WRBYTWRBYT: PUSH 06HMOV R6,#08H ; 发送一个字节子程序WLP:RLC A ;（入口参数A）MOV SDA,CSETB SCLNOP;产生 4.7US 延时NOPNOPNOPNOPCLR SCLDJNZ R6,WLPPOP 06HRET; 接收一个字节子程序 RDBYTRDBYT:PUSH 06HMOVR6,#08H ; 接收一个字节子程序RLP:SETB SDASETB SCLNOP;产生大于15微秒的延时!NOP;注意这是专门为ZLG7290NOP;添加的20 微秒延时部分NOPNOPNOPN