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文档简介
1、电子闹钟课程设计时间:2021.03.01创作:欧阳语摘要:本课程设计主要是通过单片机系统,综合运用定时 器、中断、数码显示等知识设计一个可走时的电子钟。它包 括系统总体方案及硬件设计”软件设计,Proteus软件仿真 等部分。硬件设计的主要任务是根据总体设计要求,以及在所选 机型的基础上”确走系统扩展所要用的存储器,I/O电路及 有关外围电路等然后设计出系统的电路原理图。合理的软件结构是设计出一个性能优良的单片机应用性 系统软件的基础,因此必须充分重视。编写完程序后在用 Proteus软件仿真检查设计是否合理。一课程设计的概况通过对51单片机的扩展,接键盘,显示器等相应的外围器 件。在LED
2、显示器中分成静态显示和动态显示两类,在本设 计中主要用了它的动态显示功能,动态显示利用了人视觉的 短暂停留,在数据的传输中是一个一个传输的,且先传输低 位。键盘是由若干个按键组成的开关矩阵,是一种廉价的输 入设备。键盘通常包括有数字键,字母键以及一些功能键。 操作人员可以通过对键盘向计算机输入数据,地址,指令或 其他的控制命令,实现简单的人机对话。这里采用非编码式 键盘。通过51单片机的P1 口扩展出独立连接式键盘。外围 扩展复位”时钟电路,利用软件源程序代码实现相应的功能。二课程设计实现的功能:1 .能显示时时分分秒秒。2. 能够设定定时时间,修改定时时间。3. 走时时间到能发出警报声或者启
3、动继电器,从而控制电器 的起停。三设计方案使用是单片机作为核心的控制元件,使得电路的可靠性 比较高,功能也比较强大,而且可以随时的更新系统,进行 不同状态的组合。本系统采用单片机AT89C51作为本设计 的核心元件,利用7段共阴LED作为显示器件。接入共阴 LED显示器”可显示时,分钟”秒”单片机外围接有定时报 警系统,定时时间到,扬声器发出报警声,提示预先设走时 间电器的起停时间到,从而控制电器的起停。电路由下列部分组成:时钟电路、复位电路、控制 电路、LED显示,报警电路,芯片选用AT89C51单片 机。系统框图:四硬件设计1.单片机AT89C51AT89C51是一个低电压,高性能CMOS
4、(RAM ),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技 术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央 处理器和Flash存储单元,内置功能强大的微型计算机的 AT89C51提供了高性价比的解决方案。引脚使用说明:I/O端口的编程实际上就是根据应用电路的具体功能和 要求对I/O寄存器进行编程。具体步骤如下:|)根据实际电路的要求,选择要使用哪些I/O端口。2)初始化端口的数据输出寄存器,应避免端口作为输出 时的开始阶段出现不确定状态,影响外围电路正常工作。3)根据外围电路功能,确定FO端口的方向,初始化端 口的数据方向寄存器。对于用作输入的端口可以不考虑方向 初始化,因为FO的
5、复位缺省值为输入。4)用作输入的FO管脚,如需上拉,再通过输入上拉使 能寄存器为其内部配置上拉电阻。5)最后对I/O端口进行输出(写数据输出寄存器)和输入 (读端口)编程,完成对外围电路的相应功能。几个特殊管脚:XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2 :来自反向振荡器的输出。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚 两个机器周期的高电平。2肘钟电路单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方 式。本系统中AT89C51单片机采用内部时钟方式。最常用 的内部时钟方式是采用外接晶体和电容组成的并联谐振回 路。振荡晶体可在1.2MHz 12MHz之
6、间。电容值无严格要 求,但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小和振荡电路 起振速度有少许影响,一般可在20pFlOOpF之间取值。 时钟电路图如下:3 数码管显示电路单片机中通常使用7段LED丄ED是发光二极管显示器的 缩写。LED显示器由于结构简单,价格便宜,体积小,亮度 高,电压低,可靠性高,寿命长,响应速度快,颜色鲜艳, 配置灵活,与单片机接口方便而得到广泛应用。LED显示器 是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件,当发光二 极管导通时,相应的一个点或一个笔划发光,控制不同组合 的二极管导通,就能显示出各种字符。LED显示器有多种形 式,在单片机系统中使用最多的是七段数码显示器。LE
7、D七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字符,根据内 部发光二极管的连接形式不同丄ED有共阴极和共阳极两种, 如下图所示弓I脚和其内部结构:五.软件设计1 设计流程图2.程序模块ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP TIME主歸部分ORG 0100HMAIN:MOV SR#5OHMOV 20Hz#00H ;秒钟 BINMOV 21Hr#00H ;分钟 BINMOV 22Hz#00H;小时 BINMOV 23Hz#01HMOV 24Hr#01HMOV 25H,#00HMOV 30Hz#00HMOV 31Hz#00HMOV 32Hz#00HMOV 33Hr#00HMOV
8、34Hz#00HMOV 35Hz#00HMOV 36Hr#01HMOV 37Hz#00HMOV 38Hz#01HMOV 39HZ#00HMOV TMODOIH ;16 位计数器MOV THOZ#O3CH;赋计数初值MOV TLO,#OBOHMOV IEZ#1OOOO111BSETB TRO;T0启动计数MOV R2Z#14HMOV P2,#0FFHLOOP: LCALL TIMEPROLCALL DISPLAY1JB P1.1ZM1LCALL SETTIME ;调用设定时间程序LJMP LOOPM1:JB P1.2ZM2LCALL SETATIME ;调用设定时间程序LJMP LOOPM2:J
9、B P1.4rM4LCALL LOOKATIME ;调用设定闹钟时间 程序M4:LJMPLOOPDELAY:MOV R4z#030H;延时时间DLOO:MOV R5Z#OFFHDL11:MOV R6Z#9HDL12:DJNZ R6rDL12DJNZ R5QL11DJNZ R4QL00 RET设定时间程序SETTIME:LO:LCALL DISPLAY1 许 MM1: JB P1.2ZL1MOV QP1.2JC MM1LCALL DELAY1JC MM1MSTOP1:MOV C.P1.2JNC MSTOP1释放?释放则继续LCALL DELAY1MOV QP1.2JNC MSTOP1INC22H
10、MOV AZ22HCJNE AZ#18HZGO12 否到24时?未到继续循环MOV 22Hz#00HMOV 34Hz#00HMOV 35H,#00H LJMP LOL1:JB P1.3X2MOV CZP1.3JC LILCALL DELAY1JC LIMSTOP2:MOV CP1.3JNC MSTOP2 否释放?释放则继续LCALL DELAY1MOV QP1.3JNC MSTOP2INC 21H;调用时间允;调用延时;判断P1.2是否;调用延时;小时增加1;判断小时是;小时复位涎时;判断P1.3是;调用延时;分钟增加一MOV Af21HCJNE AZ#3CHZGO11MOV 21Hz#00H
11、MOV 32Hr#00HMOV 33Hz#00HLJMP LOGO11:MOVB,#0AH容分成高低两部分DIVMOVMOVLJMPGO12:DIVMOVMOVLJMP汾钟复位;将A中的内BZ#OAH;调用延时;判断按键P1.4;调用延时;调用时间运行;判断P1.3是否;判断P1.3是否AB 32HZB 33HZA LO MOVAB 34H#B 35HZA LOL2:JB P1.4zL0MOV QP1.4JC L2LCALL DELAY1MOV QP1.4JC L2STOP1:MOV QP1.4是否释放?JNC STOP1LCALL DELAY1设置闹钟时间SETATIMELCALL DISP
12、LAY2 NO:LCALL DISPLAY2MM2:JB P1.3.N1按下?MOV QP1.3JC MM2LCALL DELAY1JC MM2MSTOP3:MOV QP1.3释放?JNC MSTOP3LCALL DELAY1MOV QP1.3JNC MSTOP3INC 24HMOV AZ24HCJNE AZ#24ZGO22MOV 24H,#00HMOV 38Hr#00HMOV 39H,#00H LJMP NON1:JB P1.1ZN2 按下?MOV CZP1.1JC N1LCALL DELAY1JC N1MSTOP4: MOV CP1.1 放?JNC MSTOP4LCALL DELAY1MO
13、V QP1.1JNC MSTOP4INC 23H加1MOV A.23HCJNE A,#60,GO2160分?MOV 23Hz#00HMOV 36Hz#00HMOV 37HZ#00HLJMP NOGO21:MOV 分成高低两部分DIVMOVMOVLJMP;设定小时增加1;时钟复位;判断P1.1是否;判断P1.1是否释;设走闹钟分钟增;判断A是否到;分钟复位;将A中的内容B,#OAHAB36H,B37HfA NOGO22:MOV BZ#OAHDIVMOVMOVLJMPN2:JB Pl.4AB38HZB39HZANOzN0按下?MOV QP1.4DELAY1JC N2LCALLMOV QP1.4 J
14、C N2STOP2:MOV QP1.4释放?LCALLMOVJNC STOP2DELAY1QP1.4JNC STOP2 LJMP LOOPTIMEPRO:MOV A,21HMOV BZ23H CJNE A,B,BK 行到设定的闹钟的分钟?MOV AZ22HMOV BZ24H CJNE A,B,BK 运行到设定的闹钟的时钟?SETB 25H.0 MOV C25H.0 JCXXXX:LCALL TIMEOUT响应程序BK:RETTIMEOUT:X1:LCALL BZ程序LCALL DISPLAY2CLR25H.0;判断Pl.4是否;判断Pl.4是否;判断分钟是否运;判断时钟是否;调用时间闹钟;调用
15、喇叭响应;判断P1.4是JB Pl.4, XI否按下?LCALL DELAYCLR25H.0LJMP DISPLAY1BZ: CLR P3.7序MOV R7,#250间T2:MOV R6Z#124T3: DJNZ R6ZT3DJNZ R7J2SETB P3.7RETLOOKATIME:LCALL DISPLAY2 程序MM:JB P1.4XOOKATIMEPl.4是否按下MOV QP1.4JC MMLCALL DELAY1MOV QP1.4JC MMSTOP3:MOV QP1.4JNC STOP3LCALL DELAY1MOV QP1.4JNC STOP3LJMP LOOPDELAY1: MO
16、V R4Z#14HDLOO1: MOV R5Z#OFFHDL111:DJNZ R5QL111DJNZ R4zDL001 RET/座时时间DL1: MOV R7,#02HDL:MOV R6,#0200HDL6: DJNZ R6Z$;喇叭响应程;响应延时时;调用时间运行;判断按键;时间延时;延时时间DJNZ R7,DLRETDSEG1:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND六系统仿真1操作过程首先将几个按键从上往下为klzk2/k3/k4。kl与pl.4 相连,k2与pl.3相连,k3与pl.3相连,k4与pl.l相连。当需要设定当前时间时
17、,按一下k4键,进入时间设定 状态,按一下k2,分加1 ;按一下k3 , <h时加1。如此反复 来设定当前时间。调好时间后按kl退出当前时间设定状态。当要设走走时时间时,按下k3 ,进入定时时间设定状 态,按一下k2,小时加1 ;按一下k4 ,分钟加1。如此反复 来设定要设定的定时时间。设好后,按下kl退出定时时间 设定状态。2.系统总体电路图六体会与总结在做课程设计的过程中,我进一步认识到全面专业的科 学知识以及逻辑思考方式对研究问题的重要性,同时我也更 加具体的掌握了课程设计的基本方法。经过不断的的努力,我终于完成了这次课程设计”总的 来说,我学到了不少的东西,知道了理论联系实际的重要性。 在设计过程中我遇到了很多的困难,但没放弃,奁阅了许多 相关的书籍,自己独立思考和借鉴了前人
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