单片机课程设计报告--电子时钟(2021整理)

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1、本文为网上收集整理，如需要该文档得朋友，欢迎下载使用一、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 XXYY自己计算。形成定时时间为 50ms。用片内 RAM 的 7BH 单元对 50ms 计数，计 20 次产生秒计数器 78H 单元加 1，秒计数器加到 60 那么分计数器 79H 单元加 1， 分计数器加到

2、60 那么时计数器 7AH 单元加 1，时计数器加到 24 那么时计数器清 0。然后把 秒、分、时计数器分成十位和个位放到8 个数码管的显示缓冲区，通过数码管显示出来。显 示格式为小时十位、小时个位-分十位、分个位-秒十位、秒个位。在处理过程中加上了按 键判断程序，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局部组成。硬件系统是指单片机以及扩展的 存储器、IO 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 息输出进行控制。与单片机配套的有相应的复位电

3、路、时钟电路以及扩展的存储器和 IO 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。 在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。配置键盘和显示器 一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘 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 指示灯就可以进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩 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。

4、单片机应用系统中键盘一般用的比拟多的是矩阵键盘，显示器用的比 拟多的是 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、方式存放器 TMOD、控制存放器 TCON 等组成。方式存 放器用于设定定时计数器 T0 和 T1 的工作方式，控制存放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

5、式，其中 T0 有四种工作方式，T1 有三种工作方式， T2 有三种工作方式。通过编程可设定工作于某种方式。四种工作方式为：13 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。2、MCS-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精

6、品文档，word 文档本文为网上收集整理，如需要该文档得朋友，欢迎下载使用内部的中断允许存放器 IE 的各位来控制的。中断允许存放器 IE 的字节地址为 A8H，可以 进行位寻址。系统复位时，中断允许存放器 IE 的内容为 00H，如果要开放某个中断源，那 么必须使 IE 中的总控置位和对应的中断允许位置“1”。3、MCS-51 单片机有 5 个中断源，为了处理方便，每个中断源有两级控制，高优先级和 低优先级。通过由内部的中断优先级存放器 IP 来设置，中断优先级存放器 IP 的字节地址为 B8H，可以进行位寻址。如果某位被置“1”，那么对应的中断源被设为高优先级；如果某位 被清零，那么对应的

7、中断源被设为低优先级。对于同级中断源，系统有默认的优先权顺序， 从高到低优先权顺序为外部中断 0、定时计数器 T0 中断、外部中断 1、定时计数器 T1 中断、 串行口中断。通过设置中断优先级存放器 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 是通过键盘向单片机系统输入指令、地址和数据，实现简单的人机通信。键盘实际上是一组 按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。键盘的结构形式 一般有两种：独立式键

8、盘和矩阵式键盘。矩阵式键盘的工作方式有 3 种：查询工作方式、定 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 数码管显示器虽然显示信息简单，但它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长、 与单片机接口方便等特点，根本上能够满足单片机应用系统的需要，所以在单片机应用系统 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

9、，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 方式：静态显示方式和动态显示方式。在使用时可以把它们组合起来。在实际应用时，如果 数码管个数较少，通常用硬件译码静态显示，在数码管个数较多时，那么通常用软件译码动 态显示。六、根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 次那么计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位

10、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 硬件，接口复杂，时钟显示一般用 6 个或 8 个数码管。由于系统没有其他的复杂的任务处理， 而且显示的时钟信息随时都可能变化，一般采用动态显示方式。动态显示方法线路相对简单， 但需动态扫描，扫描频率要大于人眼视觉暂留频率，信息看起来才稳定。译码方式可分为软 件译码和硬件译码，软件译码通过译码程序查得显示信息的字段码；硬件译码通过硬件译码 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效劳程序中实 现。在主程序中只需对定时器计数器初始化、调

11、用显示子程序和控制子程序。另外，为了使 用方便，设计了简单的按键，可以通过按键实现时、分的调整，这样在主程序中就参加了键 盘设置子程序。精品文档，word 文档X本文为网上收集整理，如需要该文档得朋友，欢迎下载使用七、系统硬件电路的设计DNGC247uFU1C3 CRYSTAL 19 39XTAL1 P0.0/AD038P0.1/AD137P0.2/AD247uF 18 36XTAL2 P0.3/AD335P0.4/AD434P0.5/AD533P0.6/AD69 32RST P0.7/AD7CCVK0K1R5R4R35.1k5.1k5.1k 29303112345678PSENALEEAP1

12、.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.721P2.0/A822P2.1/A923P2.2/A1024P2.3/A1125P2.4/A1226P2.5/A1327P2.6/A1428P2.7/A1510P3.0/RXD11P3.1/TXD12P3.2/INT013P3.3/INT114P3.4/T015P3.5/T116P3.6/WR17P3.7/RDK280C51K0键为模式选择键，按第一次暂停，设小时； 按第二次暂停，设分，按第三次重新开始走动。 K1为加1键，K2为减1健。八、系统软件程序的设计电子时钟的软件系统由主程序和子程序组成，主程序程序包含初始化参数设置、按键处

13、 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，那么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、精品文档，word 文档本文为网上收集整理，如需要该文档得朋友，欢迎下载使用横线、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 中断效劳程序定时器/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 时间到那么中断，在中断效劳程序中用一个计数器对 50ms 计数，计 20

14、次那么对秒单元加 1， 秒单元加到 60 那么对分单元加 1，同时秒单元清 0；分单元加到 60 那么对时单元加 1，同 时分单元清 0；时单元加到 24 那么对时单元清 0，标志一天时间计满。在对各单元计数的同 时，把它们的值放到存储单元的指定位置。定时器/计数器 T0 中断效劳程序流程图如图 11.3。开始现场保护，重置初值启动下一个 50ms50ms 计数器加 1开始显示单元清零T0、T1 设为 16 位计数模式允许 T0 中断调用显示子程序否否否否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秒单元=60？是分单元加 1，秒单元清 0，分写 入分

15、个位和分十位分单元=60？是时单元加 1，分单元清 0，时写 入时个位和时十位时单元=24？否按下键否？ 是进入功能程序时单元清 0 是中断返回图11.2 主程序流程图 4按键处理模块图11.3 定时器/计数器T0中断效劳程序流程图按键处理设置为：如没有按键，那么时钟正常走时。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