C51单片机电子时钟

1、电子钟实验报告一、实验目的1.学习8051定时器时间处理、按键扫描和发光二极管数码管显示的设计方法。2.设计任务和要求：在实验平台上使用四个发光二极管数码管，设计一个具有报警功能的数字钟二、实验要求A.基本要求：1.在4位数数码管上显示当前时间。显示格式“小时和分钟”2.指示灯闪烁，进行第二次显示。3.可以通过按钮设置时间和报警时间，并显示报警时间。当蜂鸣器鸣响时，按停止按钮停止鸣响。4.实现秒表功能(百分之一秒显示)B.分机：1.日历功能(可显示年、月、日、周，区分平均年、闰年和每月天数，并进行调整)2.音乐警报(可选择铃声。警报停止后，它将闪烁并显示当前时间8秒钟，或按下按钮跳至正常时间显

2、示状态)3.定时功能(设置一段时间，定时到达后，提示闪烁)4.倒计时功能(设置一段时间实现倒计时显示，当时间减少到0时，提示闪烁)5.闹铃重铃功能(闹铃停止后，在停止时间开始，闹铃一段时间后重铃，重铃时间间隔可调整)三、实验的基本原则单片机定时器完成计时功能。定时器0每0.01秒中断一次，并将其作为一个计数。一秒钟的中断计数初始值设为100，每个中断的中断计数初始值减少1。当它减少到0时，意味着1已经到达，第二个变量增加1。同样，判断1分钟是否到达，然后判断1小时是否到达。为了在发光二极管数码管上显示时间，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示方式需要更多的硬件，如解码器和数据锁存器，所

3、以发光二极管显示可以通过动态显示方式来实现。通过依次扫描每个数码管，相应的数码管亮起，同时，相应的代码被发送到数码管显示数字。由于数码管的扫描周期短，人眼的暂留效应，数码管总是看起来很亮，从而实现多种显示。四、实验设计分析根据要实现的功能，设计了AT89S51单片机。AT89S51单片机是一种低功耗、高性能的CMOS8位单片机。其芯片包含4KB在线可编程闪存只读程序存储器，可重复擦除1000次。该器件采用高密度非易失性存储技术，兼容标准MCS- 51指令系统和80C51引脚结构。这样，既经济合理，又能达到预期的功能。在程序方面，采用了分块设计的方法，不仅降低了编程难度，使程序易于理解，而且便于

4、添加各种功能。程序可分为闹钟声音程序、时间显示程序、日期显示程序、秒表显示程序、时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序、延时程序等。使用这种方法，关键在于各个模块的兼容性和协作性。如果每个模块不匹配，将会出现意外错误。首先，在编程之前，您必须知道硬件结构，尤其是每个引脚的用法，以及内部寄存器和存储单元的用法。否则，你不能开始编程和设计电路。这是准备工作。第二部分是硬件部分，根据所需功能设计，如输入开关电路、显示驱动电路和输出数码管电路等。第三部分是软件部分：首先学习理解汇编语言的编程方法，然后根据设计的硬件电路进行分块编程和调试，最后完成程序设计。第四部分是软件绘图部分：电路设计后的绘图，包

5、括绘制电路图和仿真图。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计完成后，将软件加载到芯片中进行仿真；当模拟不能完成时，检查和修改软件程序和硬件电路，直到模拟成功。第六部分是硬件本设计主要采用单片机设计电子钟，硬件部分分为以下电路模块：显示电路由8个普通阴极数码管显示，周(年)、小时、分(月)、秒(日)通过动态扫描显示，避免了解码器的使用，节省了I/O口，使电路更加简单。单片机采用AT89S51系列，应用简单，适合电子钟设计。该电路的总体设计框架如下：单片微型计算机输入部分晶体振荡器和复位输出部分2.区组设计模块电路主要分为：输入部分、输出部分、复位和晶振电路。2.1输入部分输入信号主要是各种模式选择和

6、调整信号，由按键开关提供。以下是输入部分的示例：在本实验中，我们主要使用P3端口输入按键信号，也使用特殊的P0端口。对于P0端口，由于其高阻抗状态，为了实现开关功能，增加了一个上拉电阻，如下图所示：2.2输出部分该电路的输出信号为7段数码管的位选择和段选择信号、报警脉冲信号和提示灯信号。这个实验中的电子管都是阴性的。为了防止段选择信号驱动数码管，在P1端口连接上拉电阻后，发送段选择信号以改善驱动。位选择信号从P2端口直接连接，如下图所示：警报从P2.6输出，模块如下：2.3晶体振荡器和复位电路在本实验中，单片机时钟采用内部时钟，模块如下：复位电路由手动复位组成，模块如下：模块拼接组合，整体电路

7、设计如下：B.设计B.1总体程序设计这个实验是由汇编程序完成的。主程序开始显示周、小时、分钟和秒有转机吗？T0中断以秒、分和小时为单位进位闪烁提示显示日期并调整铃声提示时间调整警报设置定时设置铃声测试秒表模式回到主程序定期到达按0键按0键警报来了按键1按下键2按3键按下键4按下键5按7键7键恢复按下键4按8键按0键按0键倒计时开始并显示回到主程序秒表暂停秒表复位回到主程序按7键该程序的总体流程图如下：不是结合电路图，程序设计的总体思路是：打开电源，数码管显示一周中的日、时、分、秒。行走时间显示发光二极管灯每1秒改变一次亮度，这是正常工作模式。以下是该工作模式下模式选择的关键模式：1.按1键进入

8、日期模式。显示年、月和日，并可进行调整，调整状态指示灯亮起。日期调整的对应键如下：6键(千，百)，按下此位一次，加15键年(10位数字，1位数字)，按此数字一次，加14键个月，按此位一次，加13键天，按此位一次，加10键调整状态指示灯熄灭，返回主程序，并显示时间2.按2键计时模式。显示屏是可调节的，并且调节状态指示灯亮起。时间调整的相应键如下：6键，按下该位一次，加15键点，按此位一次，加14键秒，按下此位一次将其清除。0键调整状态指示灯熄灭，返回主程序，并显示时间3.按3键进入报警调整模式。报警时间可显示和调节，调节状态指示灯亮起。报警调节对应的键如下：5键，按下该位一次，加14键点，按此位

9、一次，加10键调整状态指示灯熄灭，返回主程序，并显示时间4.按住4个键，进入计时调整(倒计时)模式。显示计时长度并可调节，调节状态显示灯亮。定时调整的相应键如下：6键点，按此位一次，加15键秒，按下该位一次并加14键打开计时功能并显示倒计时0键调整状态指示按下8个键，数码管就会亮起，恢复正常工作模式。8.键9是报警启动(停止)键。如果你按下它，你可以选择是否报警。当闹钟响起时，你可以按下这个键来停止闹铃。9.按键10是铃声选择开关。不管你按不按，你都可以选择双手音乐。10.钥匙11是报警振铃控制开关。当重新振铃功能打开时，它从警报以音乐结束的时间开始，或者从警报通过手动按下键9而停止的时间开始

10、。一段时间后，警报再次响起。11.按键12是闹铃重铃间隔选择开关，可以选择两种计时长度，这样当闹铃重铃功能开启时，闹铃将在闹铃第一次响起后继续响起。B.2程序的主要模块B.2.1延迟模块当数码管显示动态扫描时，使用延迟程序。这里，使用延迟为1毫秒的程序。该程序需要重复调用，如下所示：D _ 1MS:MOV R7，#2D_5:MOVR2，250号新西兰R2，美元DJNZ R7，D_5浸水使柔软除了数码管的动态扫描外，数码管的闪烁提示和音乐模块也使用延时，但是延时的长度不同，这里不再重复。B.2.2中断服务程序在这个实验中，计数器t0和t1都被使用，其中T0中断被用于时钟定时，而T1中断被用于音乐

11、播放。T0的计时长度为0.01秒，它在模式1下工作，计数一次，持续时间为1微秒，因此计数器计数10，000次并进入中断。初始计数值是65，536-10，000=55，536=# 0d8f0，并且需要0.01秒来填充定时器，因此100次中断是一秒钟。一秒钟后，判断其是否达到60秒。包括日期显示在内的功能也是如此。此外，由于要实现倒计时功能，应该在中断程序中增加一个用于减1的寄存器，必要时应该显示出来。基于以上考虑，R3是倒数第二，R4是倒数第一分。当秒增加1时，R3减少1，当它减少到0后，秒被分配59，分钟减少1，直到它被分成0。以下是定时中断的流程图：进入T0计时中断更正并重新加载计数的初始值

12、按7键秒表的百分之一秒、秒、分和小时DEC PNUMPNUM=0，已达到1秒MOV PNUM，#100重载中断计数值第二位加1存储在R3和R4中的定时长度减少1携带分钟、小时、天、周、月和年RETI中断返回不是是不计数器T1在模式1下工作。当振铃程序被调用时，它的计数功能被打开，这为具有不同频率的音乐音调的方波的形成提供了时间延迟。中断服务程序是根据音调改变音乐方波输出端口的电平，这是通过语句CPL实现的。中断服务程序中日历的实现比较复杂，因此需要考虑平均年、闰年、特殊二月和每个月的不同日子。具体的逻辑判断方法如下：首先，要考虑年份是否是闰年。闰年的判断方法是：年除以100，如果可以除尽，年除

13、以400，如果可以除尽，就是闰年，如果不能除尽，就是正常年份；如果它不能被100整除，判断它是否能被4整除。如果可以的话，今年是闰年；如果不能，这是正常的一年。只有二月与平年和闰年有关。因此，在闰年和平年的子程序中，有必要判断是否是二月。如果是，日期将在相应的年份增加，如果不是，将转移到正常月份。其中，1月、3月、5月、7月、8月、10月和12月为每月31天，4月、6月、9月和11月为每月30天。日历携带判断流程图如下：一年能被100整除吗NY一年能被4整除吗一年能被400整除吗NN和平年闰年YY现在是二月吗现在是二月吗Y第28天后返回1NNY第29天后返回1如果月份是一月、三月、五月、七月、

14、八月、十月和十二月，将调用31天程序如果月份是4月、6月、9月和11日，将调用30天程序实验中使用了八个数码管，可以显示年、月、日。扫描显示类似于时间的扫描显示。年份是特殊的，由tw存储如果两位数的组合可被4整除，那么年数可被400整除，这是闰年。如果十位数和两位数可以被4整除，那么年数可以被4整除，这就是闰年。B.2.3主要计划主程序主要扫描按键，判断计时和报警时间是否到了。如果是，则调用相关程序。该程序如下：MAIN:JNB P3.0，DATETZ按0键显示日期并进行调整JNB P3.1，ZSTZ1按键1显示时间并调整时间JNB P3.2，NLTZZ按下键2设置警报JNB P3.3，DSTZ按下键3设置时间JNB P3.4，史策；警报测试JNB P3.6，STOPWATCHTZ按下键6进入秒表模式DISP律师协会