简易数字钟的单片机课程设计

1、单片机课程设计论文设计题目：简易数字钟单片机设计学院：汽车学院班级：电气工程及其自动化 三班成员名单：1、姓名：黄金栋 学号：2009091403302、姓名：高杰 学号：2009091403313、姓名：刘志 学号：200909140332指导教师：王春梅课程设计时间：2012年5月14-2012年5月27一.前言随着电子技术的迅猛发展和超大集成电路设计和制造工艺的进一步提高，单片机也有了迅速的发展，各种新颖的单片机产品层出不穷，令人目不暇接。当前单片机技术已渗透到国防尖端、工业、农业、日常生活的各个领域，成为当今世界现代化不可缺少的工具和强有力的武器。单片机技术是当代理工科大学生必会的技能

2、之一。近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。单片机的学习和掌握是当前迫切的任务和要求，为此进行了本次设计，本次设计旨在提高对单片机的内部硬件电路的理解和软件编程能力的提高，真正体验一下产品的研发和制造的各部分流程，在一定程度上加强了对工程设计的理解和实际操作

3、。简易数字钟是对单片机的一次综合的应用，对单片机中至关重要的中断概念的理解有着十分重要的意义，简易数字钟不仅需要时间的准确跟需要有廉价的电路组成即将部分硬件用软件编程的方法加以代替，降低成本以提高市场的竞争力，这是对单片机设计的最高要求。本次设计就是针对以上问题的一种解决策略，希望通过后面的设计对读者有所启发和鼓励，单片机其实很简单，天下无难事，勇者必胜之。二.各部分模块介绍4.1 单片机AT89C51芯片分析AT89C51单片机引脚图如下：图 4.1 AT89C51引脚图该单片机是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，其各个引脚功能如下：VCC：+5V电源。VSS: 接地。RST：复位信号。

4、当输入的复位信号延续两个周期以上的高电平时即为有效，用来完成单片机的初始化操作。XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。PO口：P0口作为一个8位漏极开路双向I/O口，当作输出口使用时，必须接上拉电阻才有高电平输出；当作输入口使用时，必须先向电路中的锁存器写入“1”，使FET截止，以避免锁存器为“0”时对引脚输入的干扰。本次设计采用P0口作为数码管段选输出使用。P2口：内部有上拉电阻的8位I/O口，本次设计中作为数码管位选输出使用。4.2 晶振电路模块在AT89C51芯片内部有一个高增益反相放

5、大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。图4.2 晶振电路4.3 复位电路模块单片机复位的条件是：必须使RST/VPD或RST引脚加上两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。例如,若时钟频率为12MHz，每个机器周期为1us，则只需要2us以上时间的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。单片机常见的复位如图所示。电路为上电复位，它利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RESET端的电位与

6、VCC相同，随着充电电流的减少，RESET的电位逐渐下降。只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图中的RESET键，此时电源VCC经电阻分压，在RESET端产生一个复位高电平。图4.3 复位电路4.4 显示模块考虑采用动态显示部分，用P0口作为数码管数据（段选），P2口作为数码管控制（位选）。动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即循环点亮每一个数码管，这样虽然在任意时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以通俗显示的感觉。上面第一部分已提到，我们采用了50ms左

7、右的时间间隔，并且是合理的。6位数码管，实验室的硬件是共阴极的，故我们的数码表采用0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, 0x00;图4.4 显示模块4.5 时间校对按键模块本次设计要求了该简易数字钟必须具备时、分的调整功能。故必须接入2个简单的按键（本设计设置问p1.4调时、p1.5调分，按键为实验箱单次脉冲按键模块），并且在软件部分必须引入这2个独立按键的子程序。图4.5 时间校对按键电路三实验任务 1 开机时，显示12：00：00的时间开始计时；2 P0.0/AD0控制“秒”的调整，每按一次加1秒；3 P0.1/AD1控制“分

8、”的调整，每按一次加1分；4 P0.2/AD2控制“时”的调整，每按一次加1个小时四.课程设计原理单片机控制的数字钟的硬件结构与软件设计,给出了汇编语言源程序。此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。显示器件选用LED七段数码管。在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。针对数字钟会产生走时误差的现象，在电路中就设计有有校准时间功能的电路。使用动态数码显示的方法，运用独立式按键识别过程，按“时”，“分”，“秒”数据送出显示处理方法。五. 系统板上硬件连线1 把“单片机系统”区域中的P1.0P1.7端口用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的AH端口上；

9、2 把“单片机系统：区域中的P3.0P3.7端口用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S8端口上；3 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2端口分别用导线连接到“独立式键盘”区域中的SP3、SP2、SP1端口上；六PROTEUS仿真七.元件清单元件名称型号数量用途元件名称型号数量用途单片机AT89S511控制核心电阻10k4按键电路晶振12MHz1晶振电路按键4电容30pF2数码管8段6位1显示电路电解电容10uF/10V1复位电路电阻5008电阻10k1电阻4.7k1蜂鸣器及其驱动电路按键1蜂鸣器DC5V1电源+5V/0.5A1提供+5V电源三极管

10、90151基于AT89S51单片机数字钟的元件清单如下表。八.程序清单 汇编源程序SECOND EQU 30HMINITE EQU 31HHOUR EQU 32HHOURK BIT P0.0MINITEK BIT P0.1SECONDK BIT P0.2DISPBUF EQU 40HDISPBIT EQU 48HT2SCNTA EQU 49HT2SCNTB EQU 4AHTEMP EQU 4BHORG 00HLJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0START: MOV SECOND,#00HMOV MINITE,#00HMOV HOUR,#12MOV DISPBIT,#00HM

11、OV T2SCNTA,#00HMOV T2SCNTB,#00HMOV TEMP,#0FEHLCALL DISPMOV TMOD,#01HMOV TH0,#(65536-2000) / 256MOV TL0,#(65536-2000) MOD 256SETB TR0SETB ET0SETB EAWT: JB SECONDK,NK1LCALL DELY10MSJB SECONDK,NK1INC SECONDMOV A,SECONDCJNE A,#60,NS60MOV SECOND,#00HNS60: LCALL DISPJNB SECONDK,$NK1: JB MINITEK,NK2LCALL D

12、ELY10MSJB MINITEK,NK2INC MINITEMOV A,MINITECJNE A,#60,NM60MOV MINITE,#00HNM60: LCALL DISPJNB MINITEK,$NK2: JB HOURK,NK3LCALL DELY10MSJB HOURK,NK3INC HOURMOV A,HOURCJNE A,#24,NH24MOV HOUR,#00HNH24: LCALL DISPJNB HOURK,$NK3: LJMP WTDELY10MS:MOV R6,#10D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETDISP: MOV A,#D

13、ISPBUFADD A,#8DEC AMOV R1,AMOV A,HOURMOV B,#10DIV ABMOV R1,ADEC R1MOV A,BMOV R1,ADEC R1MOV A,#10MOVR1,ADEC R1MOV A,MINITEMOV B,#10DIV ABMOV R1,ADEC R1MOV A,BMOV R1,ADEC R1MOV A,#10MOVR1,ADEC R1MOV A,SECONDMOV B,#10DIV ABMOV R1,ADEC R1MOV A,BMOV R1,ADEC R1RETINT_T0:MOV TH0,#(65536-2000) / 256MOV TL0,

14、#(65536-2000) MOD 256MOV A,#DISPBUFADD A,DISPBITMOV R0,AMOV A,R0MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P1,AMOV A,DISPBITMOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTRMOV P3,AINC DISPBITMOV A,DISPBITCJNE A,#08H,KNAMOV DISPBIT,#00HKNA: INC T2SCNTAMOV A,T2SCNTACJNE A,#100,DONEMOV T2SCNTA,#00HINC T2SCNTBMOV A,T2SCNTBCJNE A,#05H,D

15、ONEMOV T2SCNTB,#00HINC SECONDMOV A,SECONDCJNE A,#60,NEXTMOV SECOND,#00HINC MINITEMOV A,MINITECJNE A,#60,NEXTMOV MINITE,#00HINC HOURMOV A,HOURCJNE A,#24,NEXTMOV HOUR,#00HNEXT: LCALL DISPDONE: RETITABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40HTAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FHEND九.参考文献1 许瑛琪, 陈刘源编著. 单片机程序设计实例. 北京：清化大学出版社。20022 杨居义编著. 单片机课程设计实例教程. 北京：清华大学出版社。20103 杨居义, 马宁，勒光明，王益斌编著. 单片机原理与工程应用. 北京：清华大学出版社。20094 楼然苗，李光飞编著. 单片机课程设计指导. 北京：北京航空