位数字钟课程设计用P1口控制4只段码管用2位数码管进行分针时间显示用2位数码管进行秒针时间显示

1、信息与电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第2学期）课程名称 ： 单片机课程设计 题 目 ：6位数字钟设计专业班级 ： 电气0901 学生姓名 ：陈浪学 号： 090060116指导教师 ： 岑毅南、苗敬利、王静爽等 设计周数 ： 两周 设计成绩 ： 2012 年 6月 20日目 录一、课程设计目的.2二、课程设计正文.2 1.任务要求说明.21.1、主要任务.21.2、技术要求.21.3、设计思路.21.4、所需器件.31.5、硬件设计.3 1.5.1.STC90C52AD说明.3 1.5.2.数码管说明.4 2.单元模块设计.5 2.1时间显示模块.5 2.2 按键调时模块.

2、6 2.3 显示驱动模块.7 3.原理简介.7 3.1电路原理图.7 3.2、原理介绍.8 4.参数计算.8 5.系统软件设计.8 5.1开发软件Keil C51 uVision3简介.8 5.2单片机程序烧写软件.9 5.3参考程序 .9三、课程设计总结.15四、参考文献.16 附录一、系统原理图 附录二、PCB图1、 课程设计目的1进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的 计算方法。4通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5通过完成一

3、个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。2、 课程设计正文1任务及要求说明1.1主要任务采用AT89S51作为控制单元，实现数字钟的设计。1） 设计键盘输入电路2） 设计显示电路3） 合理分配地址，编写系统程序4） 利用Protel设计硬件电路原理图并进行软硬件联机调试1.2 技术要求技术要求1、 用P1口控制4只段码管，用2位数码管进行分针时间显示，用2位数码管进行秒针时间显示。2、 可以调整时间，且调整位闪烁提示。3、 设置调节切换键、确认键、加1键和减1键。1.3设计思路1、时间的显示：单片机P0.0P0.3控制位选，可分别选通

4、四只共阴数码管。P1.0P1.6控制段码管，将数据送给74LS245驱动数码管显示时间。2、时间的调整：设置4个按钮，分别由P2.0P2.3控制，其编号分别是1到4。1为调节切换键，2为加1键，3为减1键，4为确认开始键。1.4 设计所需器材电阻： 1K (8个) 10K（9个） 2.2k(1个) 300（8个）200K(1个)按键开关：5个瓷石电容：30pF （2个）电解电容：10F（1个）晶振：6MHZ（1个）三极管：NPN(4个)共阴极数码管：4个底座：DIP40（1个）DIP16(1个)万能电路板：1个芯片：STC90C52（1片） Header2（1个）1.5 硬件设计1.5.1.S

5、TC90C52AD说明AT89C51的引说明和功能说明如下：XTAL1 ：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。 XTAL2 ：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 RST ：复位信号输入引脚，高电平有效，当要对芯片复位时，只要将此引脚电平提升到高电平，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。 P0口(P0.0P0.7)是一个8位漏极开路双向

6、输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。P0口每一个引脚可以推动8个LSTTL负载。 P2口(P2.0P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。每一个引脚可以推动4个LSTL负载。 P1口(P1.0P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。 P3口(P3.0P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I

7、/O口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能1.5.3数码管。LED显示器由8段发光二极管组成，排列成8字形状，称为8段LED显示器，器件内部接线图如图所示：为了显示数字或符号，要为LED显示器提供代码，即字形代码。七段发光二极管，再加上一个小数点（dp）位，共计8段，因此提供的字形代码的长度正好是一个字节。简易计算器用到的数字09的共阴极字形代码如下表：显示字符0123456789暗段码3FH06H5BH4F66H6DH7DH07H7F6FH00H共阴数码管段码表2.单元模块设计2.1、时间显示模块时间显示模块2.2 按键调时

8、模块按键调时模块2.3 显示驱动模块 显示驱动模块3 .原理简介3.1电路原理图电路原理图3.2、原理介绍（1） 初始时,4个数码管显示全为0，并且秒显示数码管最后一位每秒钟加1.此时，单片机内部定时器0计时，每100ms溢出一次，10次中断秒显加一。单片机P1口不断向245送数据驱动数码管显示。（2） 按下S1时，系统进入调节切换模式，定时器0关闭，计时停止。按S1一下调分，按S1两下调秒。S2、S3分别为加数和减数。S4为确认开始键，按下后系统计时开始。（3） 进入调整时间模式时，数码管闪烁显示提示。4.参数计算1、定时器初值计算定时器0设为16位定时器。外部为6兆的晶体振荡器，故而可知一

9、个机器周期是2微秒。分析：已知fosc = 6MHz 则： （机器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2muS 100mS÷2 mS = 50000 16位定时器最大数值为： 65536 (=0FFFFH+1) 故选择方式1工作可以满足要求。计算初值：6553650000=15536=3CB0H定时器0高八位和第八位分别装入初值TH0=03CH; TL0=0B0H。每100ms定时器溢出一次，中断十次刚好1s，秒显示加1.5.系统软件设计5.1开发软件Keil C51 uVision3简介Keil uVISION2 是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的M

10、CS-51 架构的芯片，它集编辑，编译，仿真等于一体，同时还支持、PLM、汇编和C语言的程序设计，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。Keil C51集成开发环境主要由菜单栏、工具栏、源文件编辑窗口、工程窗口和输出窗口五部分组成。工具栏为一组快捷工具图标，主要包括基本文件工具栏、建造工具栏和调试工具栏，基本文件工具栏包括新建、打开、拷贝、粘贴等基本操作。建造工具栏主要包括文件编译、目标文件编译连接、所有目标文件编译连接、目标选项和一个目标选择窗口。调试工具栏位于最后，主要包括一些仿真调试源程序的基本操作，如单步、复位、全速运行等。在工具栏下面，默认有三个窗口。左边的工

11、程窗口包含一个工程的目标（target）、组（group）和项目文件。右边为源文件编辑窗口，编辑窗口实质上就是一个文件编辑器，我们可在这里对源文件进行编辑、修改、粘贴等。下边的为输出窗口，源文件编译之后的结果显示在输出窗口中，会出现通过或错误（包括错误类型及行号）的提示。如果通过则会生成“HEX”格式的目标文件，用于仿真或烧录芯片。基本环境如图2-1所示：MCS-51单片机软件Keil C51开发过程为：建立一个工程项目，选择芯片，确定选项。建立汇编源文件或C源文件。用项目管理器生成各种应用文件。检查并修改源文件中的错误。编译连接通过后进行软件模拟仿真或硬件在线仿真。 Keil C51软件的运

12、行界面5.2单片机程序调试软件STC90C52AD系列单片机大部分具有在系统可编程特性，单片机在用户系统上即可在线调试用户程序，而无需将单片机从已经生产好的产品上拆下，在用通用编程器进行调试程序。大部分STC90C50AD系列单片机在销售给用户之前已经在单片机系统内部固化了ISP系统引导程序配合PC端得控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，故无需编程器烧写程序。参考程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TINT ORG 0030H MAIN:MOV R6,#00H ;确认键 SETB F0 ;闪烁标志位 MOV R4, #00H ;闪烁时钟位 M

13、OV 50H,#00H MOV 51H,#00H MOV 52H,#00H MOV 53H,#00H MOV R5,#00H ;调整键0正常显示、1调分、2调秒 MAIN2:LCALL XIANS ;调用显示子程序 LCALL KEY ;调用按键检测子程序 JZ MAIN2 KEY:MOV P2,#0FFH ;将P2口设置成输入状态 MOV A,P2 CPL A ANL A,#0FH ;P1口低4位连接4个按键,只判断该4位 JZ EXIT_KEY ;无键按下则返回 LCALL DELAY ;延时去抖动 MOV A,P2 ;重新判断 CPL A ANL A,#0FH JZ EXIT_KEY ;

14、键盘去抖动 JB P2.0,FUNC1 ;切换 JB P2.1,FUNC2 ;加 JB P2.2,FUNC3 ;减 JB P2.3,FUNC4 ;确认EXIT_KEY:RETFUNC4:CJNE R6,#01H ,MAIN1LJMP QUEREN RET FUNC1:CJNE R6,#01H ,DONE7 INC R5DONE7:RETFUNC2:CJNE R5,#01H ,XUANZE1LJMP FENJIARETXUANZE1:CJNE R5,#02H,MIAOJIARETFUNC3:CJNE R5,#01H ,XUANZE2LJMP FENJIANRETXUANZE2:CJNE R5,#

15、02H,MIAOJIANRET MIAOJIA:MOV A,42H;秒加调整子程序 ADD A,#01H DA A MOV 42H ,A CJNE A,#60H,DONE1 MOV 42H,#00HDONE1:RETFENJIA:MOV A,41H;分加子程序 ADD A,#01H DA A MOV 41H ,A CJNE A,#60H,DONE2 MOV 41H,#00HDONE2:RETFENJIAN:MOV A ,#99H;分减子程序 ADD A,41H DA A MOV 41H ,A CJNE A,#99H,DONE3 MOV 41H ,#59HDONE3:RETMIAOJIAN:MO

16、V A ,#99H;秒减子程序 ADD A,42H DA A MOV 42H ,A CJNE A,#99H,DONE4 MOV 42H ,#59HDONE4:RETQUEREN:CJNE R6,#00H,QUEREN1;确认子程序 INC R6 LJMP DONE5QUEREN1:MOV R6,#00HDONE5:RETQIEHUAN:CJNE R5,#02H,QIEHUAN1;切换子程序 MOV R5,#00H MOV R4,#00H LJMP DONE6QIEHUAN1:INC R5DONE6:RETDELAY:MOV R7,#150 DJNZ R7,$ RETMAIN1:MOV TMOD

17、,#01H ;选T0方式1, MOV TH0, #3CH ;赋初值3CB0H=15536(只能定100mS) MOV TL0,#0B0H MOV 30H,#0AH ;软件计数单元30H 初值=10 CLR A MOV 41H,A ;"分"单元清零 MOV 42H,A ;"秒"单元清零 SETB EA SETB ET0 ;开T0中断 SETB TR0 ;启动T0 MOV R6,#01H ;置位确认标志位 RETTINT:MOV TH0, #3CH MOV TL0,#0B0H;再赋定时100mS的初值3CB0H INC R4 MOV A,R4 CJNE A,

18、#05H,LOOP ;用于调时闪烁 CPL F0 ;取反调时闪烁标志位 MOV R4,#00HLOOP:CJNE R6,#01H,RTN;确认键控制计时起停 DJNZ 30H,RTN ;若中断不到10次就返回 MOV 30H,#0AH ;为下一个1秒定时做准备 MOV A,#01H ;"秒"单元加一 ADD A,42H DA A ;"秒"单元十进制调整 MOV 42H,A ;"秒"单元BCD码存"秒"单元 CJNE A,#60H,RTN ;是否到60S,未到则返回 MOV 42H,#00H ;记满60S,"

19、;秒"单元清零 MOV A,#01H ;"分"单元加一 ADD A,41H DA A ;"分"单元十进制调整 MOV 41H,A ;"分"单元BCD码存"分"单元 CJNE A,#60H,RTN ;是否到60分,未到则返回 MOV 41H,#00H ;记满60分,"分"单元清零RTN:RETI ;中断返回XIANS:MOV A, 42H ANL A,#0FH MOV 51H,A ;转换出秒个位,存入51H MOV A,42H ANL A,#0F0H SWAP A MOV 50H,A ;

20、转换出秒十位,存入50H CJNE R5,#02H,XIANS1 JB F0 ,XIANS1 MOV 50H,#0AH MOV 51H,#0AHXIANS1:MOV A, 41H ANL A,#0FH MOV 53H,A ;转换出分个位,存入53H MOV A,41H ANL A,#0F0H SWAP A MOV 52H,A ;转换出分十位,存入52H CJNE R5,#01H,DXIANS JB F0,DXIANS MOV 52H,#0AH MOV 53H,#0AHDXIANS:MOV DPTR,#0200H ;数码管译码表首址, MOV A,#50H MOVC A, A+DPTR ;查表 MOV P1, A ;字段码送到P1口 SETB P0.0 LCALL DELAY CLR P0.0 MOV A,#5