单片机课程设计报告-电子时钟

一、设计内容该课程设计是利用MCS-51单片机内部的定时／计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件，设计一个单片机电子时钟。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键实现设置时间和暂停、启动控制等。二、电子时钟设计思想：用定时／计数器T0，工作于定时，采用方式1，对12MHZ的系统时钟进行定时计数，初值设为XXYY50msRAM的7BH单元对50ms计20次产生秒计数器78H单元加160则分计数器79H单元加1数器加到60则时计数器7AH单元加1，时计数器加到24则时计数器清0。然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8------序，能对按键处理。三、MCS-51单片机系统简介单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是指单片机以及扩展的I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。软件系统包括监控程序和各种应用程序。在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信I\O接口，使单片机应用系统能够运行。在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED阵键盘。显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可以是LCD显示器，还可以使用CRT显示器。单片机应用系统中键盘一般用的比较多的是矩阵键盘，显示器用的比较多的是LED数码管还LCD显示器。四、MCS-51单片机内部定时器\计数器、中断系统简介定时器\计数器1、MCS-51系列中51子系列有两个16位的可编程定时\计数器可：定时\计数器T0和定时\计数器T1。它由加法计数器、方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON等组成。方式寄存器用于设定定时计数器T0和T1的工作方式，控制寄存器用于对定时计数器启动、停止进行控制。2、每个定时计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以外部信号计数实现计数功能通过编程设定来实现。3、每个定时计数器都有多种工作方式，其中T0有四种工作方式，T1有三种工作方式，T213位定时\计数器、16位定时\计数器、8位自动重置定时\计数器、两个8位定时\计数器（只有T0有）4、每一个定时计数器定时计数时间到时产生溢出，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。中断系统:1、MCS-51单片机提供5个硬件中断源，2个外部中断源，2个定时计数器T0和T1的溢出中断TF0和TF1，1个串行口发送TI和接收RI中断。2MCS-51单片机中没有专门的开中断和关中断指令，对各个中断源的允许和屏蔽是由内部的中断允许寄存器IE的各位来控制的。中断允许寄存器IE的字节地址为A8H，可以进行位寻址。系统复位时，中断允许寄存器IE的内容为00H，如果要开放某个中断源，则必须使IE中的总控置位和对应的中断允许位置“1”。3MCS-51单片机有5IPIP的字节地址为B8H，可以进行位寻址。如果某位被置“1”，则对应的中断源被设为高优先级；如果某位被到低优先权顺序为外部中断0T01T1行口中断。通过设置中断优先级寄存器IP能够改变系统默认的优先级顺序。4、MCS-51单片机响应中断的条件为：中断源有请求且中断允许。五、键盘和LED数码管显示器简介键盘是单片机应用系统中最常用的输入设备，在单片机应用系统中，操作人员一般都3时扫描工作方式和中断工作方式。LED数码管显示器：在单片机应用系统中，经常用到LED数码管作为显示输出设备，LED中经常用到。LED数码管显示器是由发光二极管按一定的结构组合起来的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是8段式LED数码管显示器，它有共阴极和共阳极两种。所谓译码方式是指由显示字符转换得到对应的字段码的方式。对于LED数码管显示器，通常的译码方式有两种：硬件译码方式和软件译码方式。LED数码管在显示时，通常有两种显示显示。六、基本原理软时钟是利用单片机内部的定时器\计数器来实现的，它的处理过程如下：首先设定单片机内部的一个定时器\计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间，然后用另一个定时器\计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。数码管显示可以采用静态显示方法或动态显示方法。静态显示方法需要数据锁存器等6个或8器得到显示信息的字段码，实际中通常采用软件译码。在具体处理时，定时器计数器采用中断方式工作，对时钟的形成在中断服务程序中实盘设置子程序。七、系统硬件电路的设计912345678八、系统软件程序的设计理、数码管显示模块等，1．主程序主程序执行流程如图11.2，主程序先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有键按下，则转入相应的功能程序。2．数码管显示模块本系统共用8个数码管，从右到左依次显示秒个位、秒十位、横线、分个位、分十位、横线、时个位和时十位。采用软件译码动态显示。3．定时器/计数器T0中断服务程序定时器/计数器T0用于时间计时。选择方式1，重复定时，定时时间设为50ms，定时50ms20次则对秒单元加1单元加到60则对分单元加1，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加1，同时分单元清024则对时单元清0们的值放到存储单元的指定位置。定时器/计数器T0中断服务程序流程图如图11.3。开始现场保护，重置初值启动下一个50ms50ms计数器加1否50ms计数器=20？是秒单元加1，50ms计数器清0，秒写入秒个位和秒十位否秒单元=60？是开始分单元加1，秒单元清0，分写入分个位和分十位显示单元清零T0、T1设为16位计数模式允许T0中断否分单元=60？是时单元加1，分单元清0，时写入时个位和时十位调用显示子程序否时单元=24？否按下键否？是时单元清0是进入功能程序中断返回图11.2主程序流程图图11.3定时器/计数器T0中断服务程序流程图4．按键处理模块按键处理设置为：如没有按键，则时钟正常走时。当按下K0按键时，进入调分状态，时钟停止走动；按K1可K2按键可进行加1或减1操作；继续按K0键可分别进行分和小时的调整；最后按K0键将退出调整状态，时钟开始计时运行。5．汇编语言源程序清单；采用8位LED软件译码动态显示程序；使用AT89C51单片机，12MHZ晶振，P0输出字段码，P2口输出位选码，用共阳；LED数码管，P1.0为调时位选择按键，P1.1为加1键，P1.2为减1键。；片内RAM的70H到77H单元为LED数码管的显示缓冲区；78H，79H，7AH分别为秒、分、小时计数单元；7BH为50ms计数器，7CH为调时按键计数器ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPINTT0；定时器/计数器T0中断程序入口；主程序START：MOVR0，#70HMOVR7，#0CHINIT：MOV@R0，#00HINCR0DJNZR7，INITMOV72H，#10MOV75H，#10MOVTMOD，#01HMOVTL0，#0B0HMOVTH0，#03CHSETBEASETBET0SETBTR0START1：LCALLSCANLCALLKEYSCANSJMPSTART1；延时1MS子程序DL1MS：MOVR6，#14HDL1：MOVR7，#19HDL2：DJNZR7，DL2DJNZR6，DL1RET；延时20MS子程序DL20MS：ACALLSCANACALLSCANACALLSCANRET；数码管显示程序SCAN：MOVA，78HMOVB，#0AH；时间存入显示缓冲区相应位置DIVABMOV71H，AMOV70H，BMOVA，79HMOVB，#0AHDIVABMOV74H，AMOV73H，BMOVA，7AHMOVB，#0AHDIVABMOV77H，AMOV76H，BMOVR1，#70HMOVR5，#80HMOVR3，#08HSCAN1：MOVA，R5MOVP2，A；循环扫描显示MOVA，@R1MOVDPTR，#TABMOVCA，@A+DPTRMOVP0，AMOVA，R5LCALLDL1MSINCR1MOVA，R5RRAMOVR5，ADJNZR3，SCAN1MOVP2，#00HMOVP0，#0FFHRETTABDB0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0BFH；“0~9”“-”的共阳极字段码；定时器/计数器T0中断服务程序INTT0：PUSHACCPUSHPSWCLRET0CLRTR0MOVTL0，#0B0HMOVTH0，#03CHSETBTR0INC7BHMOVA，7BHCJNEA，#14H，OUTT0MOV7BH，#00INC78HMOVA，78HCJNEA，#3CH，OUTT0MOV78H，#00INC79HMOVA，79HCJNEA，#3CH，OUTT0MOV79H，#00INC7AHMOVA，7AHCJNEA，#18H，OUTT0MOV7AH，#00OUTT0：SETBET0POPPSWPOPACCRETI；按键处理程序KEYSCAN：CLREAJNBP1.0，KEYSCAN0JNBP1.1，KEYSCAN1JNBP1.2，KEYSCAN2KEYOUT：SETBEARETKEYSCAN0：LCALLDL20MSJBP1.0，KEYOUTWAIT0：JNBP1.0，WAIT0INC7CHMOVA，7CHCLRET0CLRTR0CJNEA，#03H，KEYOUTMOV7CH，#00SETBET0SETBTR0SJMPKEYOUTKEYSCAN1：LCALLDL20MSJBP1.1，KEYOUTWAIT1：JNBP1.1，WAIT1MOVA，7CHCJNEA，#02H，KSCAN11INC79HMOVA，79HCJNEA，#3CH，KEYOUTMOV79H，#00SJMPKEYOUTKSCAN11：INC7AHMOVA，7AHCJNEA，#18H，KEYOUTMOV7AH，#00SJMPKEYOUTKEYSCAN2：LCALLDL20MSJBP1.2，KEYOUTWAIT2：JNBP1.2，WAIT2MOVA，7CHCJNEA，#02H，KSCAN21DEC79HMOVA，79HCJNEA，#0FFH，KEYOUTMOV79H，#3BHSJMPKEYOUTKSCAN21：DEC7AHMOVA，7AHCJNEA，#0FFH，KEYOUTMOV7AH，#17HSJMPKEYOUTEND九、设计过程1、在PROTEUS中设计硬件PROTEUS软件使用过程如下：1）选择元器件2）放置元器件3）连线4）添加程序5）运行仿真元器件清单如下：单片机