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1、单片机课程设计报告题目：数字时钟姓 名： 学 号： 专 业： 自动化 实 验 室： 实训楼307 班 级： A1132 同组成员： 设计时间： 2014 年 4月 14日 2014年4月18 日评定成绩： 审阅教师： * 2014年 4月 18 日3摘 要本次做的单片机课程设计是数字时钟。该时钟是以单片机（STC89C52RC）为核心，结合共阴极LED数码管、锁存器74HC573等元件设计硬件电路，再配以相应的程序，使它具有时，分，秒显示的功能；并且通过按键还可以进行时，分，秒的调整。单片机P0口接74HC373的输入端，发送断段码与位码,P2.6与P2.7连接74HC373的使能端，选择P0
2、口发送断码还是位码。P3.5、P3.6、P3.7连接三个独立按键，P3.5连接按键按下选择进行时调、分调还是秒调；P3.6按键按下进行加一；P3,.7按键按下进行减一。同时还有复位电路。 关键词：单片机 STC89C52RC 共阴极LED数码管 74HC373锁存器目 录一 课题名称、意义、功能及分工11.1课题名称：基于52单片机的数字时钟11.2设计意义11.3功能11.4分工1二 系统基本原理12.1 STC89C52RC单片机介绍22.2 STC89C52RC引脚功能说明2三 硬件设计33.1 单片机最小系统33.2 显示电路33.3按键电路4四 软件设计54.1主程序54.2数码管显
3、示模块54.3定时器/计数器T0中断服务程序54.4主程序流程图64.5 STC89C52引脚分配74.6 变量存储空间说明74.7程序清单7五调试11六故障的检测与分析136.1 指令跳转不到预定的地址136.2 位选地址循环次数错误13七 总结137.1 收获137.2体会137.3建议147.4要求14一 课题名称、意义、功能及分工1.1课题名称：基于52单片机的数字时钟1.2设计意义 在常生活和工作中，我们常常用到定时控制。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着单片机性能价格比的不断提高，新一
4、代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。它电路简单，功能强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。 随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能定时系统，它可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又可以进行时钟校准和定点打铃。它可以执行不同的时间表（考试时间和常作息时间）的打铃，可以任意设置时间。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人
5、的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能1.3功能 能实现显示时间的时、分、秒，并具有时、分、秒的设置和调控功能。1.4分工在小组中：*负责负责软件设计，程序调试与仿真图绘制，*负责硬件电路安装，硬件电路的调试，并且和*一起同整体方案设计做出修改，*负责后期的文档编辑及整体方案设计，与撰写实习报告。二 系统基本原理 这里采用应用广泛的STC89C52作为时钟控制芯片，利用单片机内部的定时/计数器T0 实现软时钟的目的。首先将T0设定工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间（50ms），然后用另一个定时/计数器T1对基准时间计数形成秒，秒计60次形成分，分计60形成小时，小时计到24
6、。最后通过数码管把它们的内容在相应的位置显示出来，达到时、分、秒计时的功能。 此外还要实现对时间的调整功能，89C52的P3.5、P3.6、P3.7外接三个独立按键，当按下P3.5按键时，系统进入调时间的状态或启动时间显示的功能；当按下P3.6按键时，对显示的数码管进行加一的功能；当按下P3.7按键时，对显示的数码管进行减一的功能，达到调整时间的目的。2.1 STC89C52RC单片机介绍 STC89C52RC单片机一款高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。STC89C52RC主要特性如下：l 工作电压：5.5V
7、3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V单片机）l 工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080MHz，实际工作频率可达48MHz。l 用户应用程序空间为8K字节片上集成512字节RAM。l 通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。l 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。l 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。l 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。
8、STC89C52RC单片机的工作模式有掉电模式、空闲模式、正常工作模式。掉电模式，典型功耗0.1A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序；空闲模式，典型功耗2mA；正常工作模式，典型功耗4 mA7mA。2.2 STC89C52RC引脚功能说明P0端口（P0.0P0.7，3932引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。在FlashROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出
9、指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。P1端口（P1.0P1.7，18引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。P2端口（P2.0P2.7，2128引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方
10、式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口引脚上的内容，在整个访问期间不会改变。在对FlashROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。P3端口：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电
11、阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。三 硬件设计本数字时钟系统的硬件电路是由单片机最小系统、按键电路、显示电路三部分组成。具体系统框图如图所示。MCU时钟电路按键复位电路显示电路3.1 单片机最小系统单片机最小系统是由按键复位电路、时钟电路、STC89C52单片机组成，电路图如图3.1所示。图3.1 单片机最小系统图3.2 显示电路该显示电路由6位数码管和、74HC573芯片和8组上拉电阻组成。数码管负责数据显示，74HC573芯片负责扩展单片机端口，8组上拉电阻上拉P0口电流。显示电路电路图如图3.2。图3.2 显示电路电路图3.3按键电路按键电路由三个独立按键组成，可通过按键调节数
12、码管显示的时间。 图3.3 按键电路电路图四 软件设计4.1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，当有按键按下时，则转入相应的功能程序。4.2数码管显示模块 本实验有6个数码管，从右到左为妙、分、时。在本系统中数码管显示采用软件译码动态显示。在存储器中首先建立一张显示信息的字段码表，显示时，先从显示缓冲区中取出显示的信息，然后通过查表程序在字段表中查出所显示的信息的段码，从P0端口输出，同时在P2.7端口进行数码管显示。4.3定时器/计数器T0中断服务程序 T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中
13、用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。4.4主程序流程图此次系统软件设计是基于汇编语言编写，对于设计的程序见附录。并且主程序流程图如图所示：NNNN开始50ms计数器=20？50ms计数器加一秒单元=60?秒单元加一，50ms计数器清0现场保护，重置初值，启动下一个50ms分单元=60？分单元加一，秒单元清0开始显示单元清0T0、T1设为16位计数模式时单元加一，分单元清0允许T0中断时单元=24？调用显示子程序按下键？是时单元清0进入功能程序中断返回T0中断服务程序主程序流程图 4.5 STC89C52引脚分配引脚功能引脚功能XTAL1时钟电路接口P2.6数码管段码选通位XTAL2时钟电路接口P2.7数码管位码选通位RST按键复位电路P3.5独立按键P1数据输出到数码管P3.6独立按键P3.7独立按键4.6 变量存储空间说明变量名存储空间功能TABDPTR0-9的字段表78H、79H、7AH存取放时、分、秒
