用51单片机设计的时钟电路(毕业)

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好东西哟,用吧

毕业论文

ShaoguanUniversity

：kesion

目录

任务书摘要前言说明书

第一章电路原理分析

1-1显示原理

1-2数码管结构及代码显示1-3键盘及读数原理1-4连击功能的实现

第二章程序设计思想和相关指令介绍

2-1数据与代码转换

2-2计时功能的实现与中断服务程序

2-3时间控制功能与比较指令2-4时钟误差的分析

附录A电路图

附录B存储单元地址表

附录C输入输出口功能分派表附录D定时中断程序流程图附录F调时功能流程图

附录G程序清单

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摘要

单片计算机即单片微型计算机。（Single-ChipMicrocomputer）,是集CPU,RAM,ROM,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。

前言

本文通过用对一个能实现定时，时钟，日历显示功能的时间系统的设计学习，详细介绍了51单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理，动态扫描显示原理，单片机的定时中

断原理、从而达到学习，了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由AT89C51、LED数码管、按键、二极管等部分构成，能实现时钟日历的功能：能进行时、分、秒的显示。也具有日历计算、显示和时钟，日历的校准、定时时间的设定，实现三路开关定时输出等功能。文章后附有电路图，程序清单，各数据存储单元的所在地址，输入输出口对应表。以供读者参考。因本人也是个初学者，水平有限，难免有疏落不足之处，敬请老师和同学能给与批评正。

说明书

系统由AT89C51、LED数码管、按键、发光二极管等部分构成，能实现时间的调整、定时时间的设定，输出等功能。系统的功能选择由SB0、SB1、SB2、SB3、SB4完成。其中SB0为时间校对，定时器调整功能键，按SB0进入调整状态。SB1为功能切换键。第一轮按动SB1依次进入一路、二路、三路定时时间设置提醒程序，按SB3进入各路定时调整状态。定时时间到，二极管发亮。到了关断时间后灭掉。假使不进入继续按SB1键，依次进入时间年位校对、月位校对、日位校对、时位校对、分位校对、秒位校对状态。不管是进入那种状态，按动SB2皆可以使被调整位进行不进位增量加1变化。各预置量设置完成后，系统将所有的设置存入RAM中，按SB1退出调整状态。上电后，系统自动进入计时状态，起始于00时00分。SB4为年月日显示转换键，可使原来显示时分秒转换显示年月日。

二、电路原理分析

1.显示原理

电原理图见附图1。由6个共阴极的数码管组成时、分、秒的显示。P0口的8条数据线P0.0至P0.7分别与两个CD4511译码的ABCD口相接，P2口的P2.0至P2.2分别通过电阻R10至R13与VT1至VT3的基极相连接。这样通过P0口送出一个存储单元的高位、低位BCD显示代码，通过P2口送出扫描选通代码轮番点亮LED1至LED6，就会将要显示的数据在数码管中显示出来。从P0口输出的代码是BCD码，从P2口输出的就是位选码。这是扫描显示原理。

2.数码管结构及代码显示

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共阴LED数码管结构、字段及引脚排列见图2图2

共阴LED数码管由8只发光二极管VD1至VD8共阴连接并按8字形结构排列而成。这样，我们将这些二极管的正极接高低不同的电位，把所有的负极接地，当正极为高电位时相应的二极管就会导通而发光，从而使数码管浮现不同的字符。而只有P2相应浮现高电位，VT个管导通，LED1的GND与地相接，LED位被选中才具备发光的使能条件；可见，在利用P2口送出位选码，使各位轮番得到发光使能条件的同时，通过P0口分别送出不同的段选码，就会在LED1至LED4中显示出不同的数字来。

3键盘及读数原理

键盘是人与微机打交道的主要设备，按键的读取简单引起误动作。可采用软件去抖动的方法处理，软件的触点在闭合和断开的时候会产生抖动，这时触点的规律电平是不稳定的，如不采取合理处理的话，将引起按键命令错误或重复执行，在这里采用软件延时的方法来避开抖动，延时时间20ms.

4连击功能的实现

按下某键时，对应的功能键解释程序得到执行，如操没有释放按键，则对应的功能会反复执行，好象连续执行，在这里我们采用软件延时250ms,当按键没释放则执行下一条对应程序。利用连击功能，能实现快速调时操作。

三、程序设计思想和相关指令介绍

本系统的主程序主要完成时间显示和定时输出判断功能。而年月日显示和各时间单元进位，时间设定时，调定时间设定时等功能全部在中断服务程序中完成。1．数据与代码转换。

由前述可知，从P2口输出位选码，从P0口输出段选码，LED就会显示出数字来。但P0口的输出的数据是要BCD码，各存储单元存储的是二进制数，也就是和要显示出的字符表达的含义是不一致的。可见，将要显示的存储单元的数据直接送到P0口去驱动LED数码管显示是不能正确表达的，必需在系统内部将要显示的数据经过BCD码行转换后，将各个单元数据的段选代码送入P0口，给CD4511译码后去驱动数码管显示。

具体转换过程如下：

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我们先将要显示的数据装入累加器A中，再将A中的数据转换成高低两位的BCD码，再放回A中，然后将A中的值输出。如：有一个单元存储了45这样一位数，则需转换成四位的BCD码：（0100）（0101）然后放入A中。A中BCD码，高位四位代表4低四位代表5同时送给两个译码器中，译码后45字就在两个LED中显示出来。2．计时功能的实现与中断服务程序

时间的运行依靠定时中断子程序对时钟单元数值进位调整来实现的。计数器T0开启后，进入计时，满100毫秒后，重装定时。中断一次，满一秒后秒进位，满60秒后即为1分钟，分钟单元进位，60分到了后，时单元进位，24小时满后，天单元进位。这样然后根据进率，得到年、月、日、时、分、秒存储单元的值，并经译码后，通过扫描程序送LED中显示出来，实现时钟计时功能。累加是用指令INC来实现的。

进入中断服务程序以后，执行PUSHPSW和PUSHA将程序状态寄放器PSW的内容和累加器A中的数据保存起来，这便是所谓的保护现场.以保护现场和恢复现场时存取关键数据的存储区叫做堆栈。在软件的控制之下，堆栈可在片内RAM中的任一区间设定，而堆栈的数据存取与一般的RAM存取又有区别，对它的操作，要遵循后进先出的原则。3时钟误差分析

开启定时器/计数器0，使之开始计时，中断后进入中断程序。自中止计数到、计数又开始，中间执行了7条指令，也就是延迟了13个单周期共用时间26us，这样，每个中断的总时间应为为100.026sm，而原来定时是100ms，，所以，也就是说每次中断定时多了26um.这样，可改变计数重装值，使每次中断定时时间为99.974sm，加上原来的7条指令所用的时间，正好100sm.计数10次得1s.这样就可得到较确切的计时秒数，然后根据进率，得到时、分的值。

4时间控制功能与比较指令

系统的另一功能就是实现对执行设备的定时开关控制，其主要控制思想是这样的：先将执行设备开启的时间和关闭时间置入RAM某一单元，在计时主程序当中执行几条比较指令，假使当前计时时间与执行设备的设定开启时间相等，就执行一条CLR指令，将对应的那路P3置为高电位，开启；假使当前计时时间与执行设备设定的关闭时间相等，就执行SETB对应的P3置低电位，二极管截止，。实现此控制功能用到的比较指令为CJNEA，#direct，rel，其转移条件是累加器A中的值与马上数不等则转移。

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DS?+5U?7126U?500U?CAPU?CAPCAPRES2500RES2500RES27126U?CAPU?CAPU?U?CAPU?CAP+515143130pRES2C?RES2R?RES230pRES2U?CAP191891716123456781312P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR8031RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27393837363534333221222324252627282kCAP2kCAP2kCAP345345ABCDLTBILE4511+5U?ABCDLTBILE4511ABCDEFG1312111091514ABCDEFG131211109151412345678abcdefgdpDPYafegdbcdp

DS?12345678abcdefgdpDPYafegdbcdp

DS?12345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdp

RES2DS?12345678abcdefgdpDPYafegdbcdp

RES2DS?12345678abcdefgdpDPYafegdbcdp

RES2DS?12345678DPYaabcfbgdeecdfdpgdp

RES2

RES2

RES2

U?CAP

U?CAP

U?CAP

U?CAP

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CreatedwithnovaPDFPrinter(http://.77).Pleaseregistertoremovethismessage.

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主程序开始

显示/定时判断/开定时中断

调用程序条件

中断T0

与设定时同？

按SB4?

按SB0?

进入定时中断程序(最高级)

中断0

中断1

秒分时日月年进位对P0.3\P0.4\P0.5输出应

转换显示年月日(3S返回)

调整时间(改变时间存储值)

设定定时(三路定时)

返回主程序

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定时中断程序流程图

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调时功能流程图

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调时功能流程图

存储单元分派表

读取按键代码表16进制码FEFDFB时间单元SecMinHourDayMouYearSb0

P1.0SB1011

P1.1SB2101

P1.2SB31101组开定时单元\4142434445Sb3

P1.3*1111组关

P1.4*1112组开

P1.5*1112组关

3组开

P1.6*1113组关

P1.7*111

存储单元分派表

32h31h30h35h34h33hSb1

秒分时日月年Sb2

\4046474849Sb4

\51525354551组输出

\50565758592组输出

\61626364653组输出

\6066676869

各P口功能连接.P3.3

P1.0

P1.1+\-

P1.2

P3.2年月日显示转换

p3.0

P3.1

P3.4

调整时间、定时中断

二极管二极管二极管

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程序

SECEQU32H;秒即时时间\伪指令MINEQU31H;分HOUREQU30H;时DAYEQU35H;日MONEQU34H;月YEAREQU33H;年

MIN_1EQU41H;分定时器1路、开存储单元HOUR_1EQU42H;时DAY_1EQU43H;MON_1EQU44H;YEAR_1EQU45H;

MIN_11EQU40H;分定时器1路、关存储单元HOUR_11EQU46H;时DAY_11EQU47H;日MON_11EQU48H;月YEAR_11EQU49H;年;***********************ORG0000HljmpMAIN

ORG0003H;中断转换显示年月日、INT0（SB4键）LJMPSHOW

ORG000BH;计数中断T0、方式1LJMPTIMEORG0013H

LJMPCHANGE;调整时间、定时、INT1（SB0键）;主程序ORG0030HMAIN:

;初始化付值MOVYEAR,#02MOVMON,#05MOVDAY,#01MOVHOUR,#00MOVMIN,#00MOVSEC,#00

CLR40H;定时单元1路清零CLR41HCLR42HCLR43H

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CLR44HCLR45HCLR46HCLR47HCLR48HCLR49H

;开中断

MOVTMOD,#01H;计数、模式1、T0MOVTL0,#0B0H;100SM计数定时MOVTH0,#3CH;clrp3.0

MOV20H,#0AH;10次*100SMSETBPT0;T0为最高级SETBTR0;允许计数SETBET0;允许T0中断SETBEX0;允许INT0中断SETBEX1;允许INT1中断SETBEA;开总中断

;显示、定时器启动判断LOOP:

MOVR1,#30H;存储单元MOVR4,#01H;位选通MOVR3,#03H;三组显示NEXT:

MOVA,@R1;

MOVB,#10;将存储单元转换成两高低两组的BCD码DIVABSWAPAORLA,BMOVP0,A;输出MOVP2,R4

INCR1;下一单元MOVA,R4;RLA;位移MOVR4,A

LCALLDE5SM;延时0.5SMDJNZR3,NEXT;全扫描显示一偏

;判断定时输出(只编写了一路)

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CJNER7,#88H,LOOP;是8则开，否则、定时已关、转;开MOVA,YEAR

CJNEA,YEAR_1,LOOP_1;年比较，不等转关MOVA,MON

CJNEA,MON_1,LOOP_1MOVA,DAY

CJNEA,DAY_1,LOOP_1MOVA,HOURCJNEA,HOUR_1,LOOP_1MOVA,MIN

CJNEA,MIN_1,LOOP_1CPLP3.0;关LOOP_1:MOVA,YEAR

CJNEA,YEAR_11,LOOP;年比较MOVA,MON

CJNEA,MON_11,LOOPMOVA,DAY

CJNEA,DAY_11,LOOPMOVA,HOURCJNEA,HOUR_11,LOOPMOVA,MIN

CJNEA,MIN_11,LOOPCPLP3.0LJMPLOOP

;年月日显示中断子程序SHOW:PUSHPSWpushACCPUSHBPUSH01HPUSH02HPUSH03HPUSH04H

MOVR2,#0FFH;中断扫描次数TURN:MOVR1,#33HMOVR4,#01HMOVR3,#03HNEXT_1:

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MOVA,@R1MOVB,#10DIVABSWAPAORLA,BMOVP0,AMOVP2,R4INCR1RLAMOVR4,ALCALLDE5SMDJNZR3,NEXT_1

DJNZR2,TURN;反复显示一定时间后返回POP04HPOP03HPOP02HPOP01HPOPBPOPACCPOPPSWRETI

;计数中断服务子程序TIME:PUSHPSWPUSHACCPUSHBPUSH06H

MOVTH0,#3CH;重装计数MOVTL0,#0BH;

DJNZ20H,OUT;转到中断跳出pop程序MOV20H,#0AH;重装：100*10=1000;进位程序INCSECMOVR6,SEC;

CJNER6,#60,OUT;比较MOVSEC,#00;

INCMINMOVR6,MINCJNER6,#60,OUTMOVMIN,#00

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INCHOURMOVR6,HOURCJNER6,#25,OUTMOVHOUR,#00

INCDAYMOVR5,MON

CJNER5,#1,MON_22;是否1月、不是转2月MOVR5,DAY

CJNER5,#32,OUT;本月是否益出INCMONMOVDAY,#1LJMPOUTOUT:POP06HPOPBPOPACCPOPPSWRETIMON_22:MOVR5,MON

CJNER5,#2,MON_33;是否2月、不是转3月MOVA,YEAR;判断是否瑞年MOVB,#4DIVABMOVA,B

JNZOUT_1;不是则转（A不为零则转）MOVR5,DAY

CJNER5,#30,OUT;如是瑞年、判断是否到29天INCMONMOVDAY,#1LJMPOUTOUT_1:

MOVR5,DAY

CJNER5,#29,OUT;平年二月判断INCMONMOVDAY,#1LJMPOUTMON_33:MOVR5,MON

CJNER5,#3,MON_44

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MOVR5,DAYCJNER5,#32,OUTINCMONMOVDAY,#1LJMPOUTMON_44:MOVR5,MONCJNER5,#4,MON_55MOVR5,DAYCJNER5,#31,OUTINCMONMOVDAY,#1LJMPOUTMON_55:MOVR5,MON

CJNER5,#5,MON_66MOVR5,DAYCJNER5,#32,OUTINCMONMOVDAY,#1LJMPOUTMON_66:MOVR5,MONCJNER5,#6,MON_77MOVR5,DAYCJNER5,#31,OUTINCMONMOVDAY,#1LJMPOUTMON_77:MOVR5,MONCJNER5,#7,MON_88MOVR5,DAYCJNER5,#32,L1INCMONMOVDAY,#1L1:LJMPOUTMON_88:MOVR5,MONCJNER5,#8,MON_99MOVR5,DAYCJNER5,#32,L2

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INCMONMOVDAY,#1L2:LJMPOUTMON_99:MOVR5,MONCJNER5,#9,MON_00MOVR5,DAYCJNER5,#31,L3INCMONMOVDAY,#1L3:LJMPOUTMON_00:MOVR5,MON

CJNER5,#10,MON_AAMOVR5,DAYCJNER5,#32,L4INCMONMOVDAY,#1L4:LJMPOUTMON_AA:MOVR5,MONCJNER5,#11,MON_BBMOVR5,DAYCJNER5,#31,L5INCMONMOVDAY,#1L5:LJMPOUTMON_BB:MOVR5,DAYCJNER5,#32,L6INCYEARMOVMON,#1MOVDAY,#1L6:LJMPOUT

;校对时间、定时调整中断

CHANGE:PUSHPSWPUSHACCPUSHBPUSH00Hmovp2,#00h

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SHOW_1:

MOVA,#01H;显示1MOVP0,A

MOVP2,#0FFH;三组数码管都显示1路LCALLREAD;调用读p1口键程序CJNEA,01H,SHOW_1;去抖后比较LCALLDE250SM;延时250秒

CJNEA,#0FBH,ttT1LJMPSB3_1

ttT1:CJNEA,#0FEH,SHOW_1AJMPSHOW_2

;二组显示SHOW_2:

MOVA,#02H;显示2MOVP0,AMOVP2,#0FFH;LCALLREAD

CJNEA,01H,SHOW_2;去抖后比较LCALLDE250SM;延时250秒

CJNEA,#0FBH,T2;不等转去判断此时SB3按了没LJMPSB3_2

T2:CJNEA,#0FEH,SHOW_2AJMPSHOW_3;_三组显示SHOW_3:

MOVA,#03H;显示3MOVP0,A

MOVP2,#0FFH;位码LCALLREAD

CJNEA,01H,SHOW_3;去抖后比较LCALLDE250SM;延时250秒

CJNEA,#0FBH,T3;不等转去判断此时SB3按了没LJMPSB3_3

T3:CJNEA,#0FEH,SHOW_3

AJMPSHOW_4;即时年单元调时、显示SHOW_4:

MOVA,YEAR;调出年单元MOVB,#10;BCD转换DIVAB

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SWAPAORLA,BMOVP0,A;MOVP2,#01H;LCALLREADLCALLDE250SM

CJNEA,01H,SHOW_4;去抖

CJNEA,#0FEH,KEY2_1;按SB2转年调整AJMPMON_CH;按SB1往下调月单元KEY2_1:CJNEA,#0FDH,SHOW_4LCALLYEAR_AD;调用年调整AJMPSHOW_4;

MON_CH:MOVA,MON;月单元调整MOVB,#10DIVABSWAPAORLA,BMOVP0,A;MOVP2,#02H;LCALLREADLCALLD