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1、课题名称: 基于单片机时钟设计 学生姓名 王杰 专 业 计算机控制 班 级 计控0801 时 间 2010.112011.4月 指导教师 陈敏 电子信息与自动化工程系2010年11月 1日目 录1.引 言1-11.1设计意义1-11.2系统功能要求1-11.3内容摘要1-12.硬件设计1-22.1方案设计1-22.2原理分析1-32.3原理图与PCB图1-43.软件设计2-53.1主程序1-53.2系统调试1-63.3源程序1-74.设计总结2-115.附 录；作品实物图片，参考文献2-121. 引 言1.1. 设计意义时钟计时器在现在应用场合非常的广泛，近年来，随着科学技术的进步和时代的发展
2、，人们对时钟的功能和精度提出了越来越高的要求，各种时钟的设计也越来越重要。秒表/时钟计时器是在一种计时器上实现两种基本功能的一种器件。它广泛应用于各种场所，同时，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化，而受到广大消费者的喜爱引 言近年来随着计算机技术的飞速发展，计算机也正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统二个分支。单片机作为最典型的嵌入式系统，由于其微小的体积和极低的成本，广泛应用于家用电器、仪器仪表、工业控制单元以及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。同时数模电技术、微电子技术也快速发展使得大量集成芯片出现，从而实现很多简单功能代替了原来的模拟电路
3、。这样利用单片机、集成芯片和电子电路就可以很方便的进行设计，其中最典型、现在应用也很多的就是电子产品的设计。本设计就是利用单片机技术将秒表和时钟两种计时器的功能集中到一种计时装置上，从而实现计时器功能的集成化，使其使用起来更加方便。本设计的一大特点就是在硬件设计中采用实时时钟芯片来实现计时，大大简化了硬件电路，从而使设计更加简便易行。1.2. 系统功能要求时钟计时器要求用单片机及6位数码管显示时，分，秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（但蜂鸣器,次数代表整点时间），使用按键开关可实现时，分调整，秒表|时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）的歌功能。1.3. 内容摘要现今，高
4、精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，其中AT89C52是核心元件同时采用数码管动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，另外具有校时功能，断电后有
5、记忆功能，恢复供电时可实现计时同步等特点。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89C52芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟关键词：单片机、数码管、时钟、动态显示2. 硬件设计2.1. 方案设计1.我们采用了动态显示的方法来实现LED显示器的数字显示即时钟的6位显示。 2. 单片机采用了AT89C52系列，这种单片机具有足够的空余硬件资源，可以实现其他的扩充功能。 （1）中断源 51单片机有5个中断源：外部中断0，定时器中断0，外部中断1，定时器中断1，串行接受或发送中断。（2）中断向量表中断源入口地址外部中断00003H
6、定时器中断0 000BH外部中断1 0013H定时器中断1 001BH串行中断 0023H2.2. 原理分析 （1） 采用了AT89C52 单片机最小化设计。采用7段共阳LED显示器;P0口输出段码数据；P2.0P2.5口作位选;P1.0，P1.1，P1.2，P1.3口接4个按钮开关，用于调时及功能设置；为了提供共阳LED数码管的列扫描驱动电压，用三极管9012作电源驱动输出；采用12MHz晶振，来提高秒计时的精确性。（2）计时采用了定时器T0中断来实现。秒表使用定时器T1中断来完成。主程序循环调用显示子程序和查键子程序，当端口有开关按下时，转入相应功能程序。（3） 时间显示子程序每次显示6个
7、连续内存单元的十进制BCD码数据，首地址在地址在调用显示程序先指定。 内存中50H-55H为闹钟定时单元，60H-65H为秒表计时单元，70H-75H为时钟显示单元。由于采用7段共阳LED数码管动态扫描实现数据显示，所以显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在在ROM表中。 显示时，先取出内存地址中的数据，然后查得对应的显示用段码从P0口输出，P2口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。（4）定时器T0用于时间计时，定时溢出中断周期为50ms，中断进入先进行定时中断初值校正，当中断累计20次时，对秒计数单元进行加1操作。时钟计数单元地址分别在70H71H（秒），76H-77H（分
8、），78H-79（时）中，最大计时值为23时59分59秒。7AH单元内存放“熄灯符”数据（#0AH），用于时间调整时的闪烁功能。在计数单元中，采用十进制BCD码计数，满10进位。（5）定时器T0中断服务程序 .T1中断程序用于批示时间调整单元的闪亮或秒表计数，在时间时间状态下，每过0。3S左右，将对应应单元的显示数据换成“熄灭符”数据（#AH）。这样，在调整时间时，对应调整单元的显示数据会间隔闪亮。在作秒表计时时，每10MS中断1次，计数单元加1，每100次为1S。秒表计计数单元地址在60H61H（10毫秒）、62H63H（秒）、64H-65H（分）中，最大计数值为99分59.99秒。（6）调
9、时功能.按下P1.0口按键，若按下时间大于1秒则进入调分转态，当再按下P1.0口按键时，若按下时间小于0.5S，则时间加1分钟；若按下时间大于0.5秒，则进入小时调整状态。按下P1.1按键时，可进行减1调整。在小时调整状态下，当按键按下的时间大于0.5S时，退出时间调整，时钟从0秒开始计时。秒表功能程序；在正常时钟状态下，若按下P1.1口按键，则进行时钟/秒表显示功能的转换，秒表中断计时程序启动，显示首地址改为60H，LED将显示秒表计时单元60H-65H中的数据。按下P1.2口的按键开关，可实现秒表清0，秒表启动，秒表计时暂停功能；当再按下P1.1口按键时，关闭T1秒表中断计时，显示首地址又
10、改为70H，恢复正常时间的显示功能。2.3. 原理图 4PCB图3. 软件设计3.1. 主程序本设计中计时采用定时器T0中断完成，秒表使用定时器T1中断完成。主程序循环调用显示子程序和查键子程序，当端口有开关按下时，转入相应功能程序。其主程序执行流程如下图开始按时间鸣叫次数初始化调用显示子程序进入功能程序按键下？整点到以上为主程序流程图显示子程序时间显示子程序每次显示6个连续内存单元的十进制BCD码数据，首地址在调用显示程序时现指定。显示时，先取出内存地址中的数据，然后查的对应的显示用段码从P0口输出，P2口将对应段码选中供电，就能显示该地址单元的数据值。为了显示小数点及“-”“A”等特殊字符
11、，在显示班级和计时时应采用不同的显示子程序。定时器T0中断服务程序定时器T0用于时间计时。定时溢出中断周期设为50ms，中断进入后先进行定时中断初值校正，当中断里累计20次时，对秒计数单元进行加1操作。时钟计数单元地址分别在70H71H、76H77H、78H79H中，最大计时值为23时59分59秒。7AH单元内存放“熄灭符“数据（#0A），用于时间调整时的闪烁功能。在计数单元中，采用十进制BCD码计数，满10进位。流程图如下加1s处理T0中断保护现场定时初值校正1s到恢复现场，中断返回 T0中断计时程序流程图3.2. 系统调试调试分为硬件调试和软件调试硬件调试：在焊接电路板的时候，应该从最基本
12、的最小系统开始，分模块，逐个进行焊接测试。在对各个硬件模块进行测试时，要保证软件正确的情况下去测试硬件，要不然发生错误时，不知道到底是哪一方出错了。当然，在设计的过程中也存在着失误和不足，在调试中进行修改了。软件调试：软件为老师所提供提供，其原理在上一模块以作说明，在这里再作说明，软件经调试无误，直接将其下再到单片机中，看是否达到所要的效果软件部分是先参考书上的例子，然后自己根据硬件电路写程序，由于以前所学是单片机汇编语言，所以这个系统在编写程序过程中都采用汇编语言编写。刚刚开始，编写不会一次性通过，经过仔细分析修改最后编译成功。3.3. 源程序（时钟计时器使用说明书） ;使用方法:开机后在0
13、0:00:00起开始计时,(1)长按P1.0进入调分状态:分单元闪烁;按P1.0加1,按P1.1减1.再长按P1.0进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分.;按长按退出调整状态. (2)按下P1.1进入秒表状态:按P1.2暂停,再按P1.2秒表清零,再按;P1.2秒表又启动,按P1.1退出秒表回到时钟状态. (3)按P1.3进入设定闹时状态: 00:00: -,可进;行分设定,按P1.2分加1,再按P1.3为时调整,00:00:- ,按P1.2时加1,按P1.1闹铃有效,显示为00:00:-0,再按;P1.1闹铃无效(显示00:00:- ,),按P1.3调闹钟结束.在闹铃时可按P1.3停闹
14、,不按闹铃1分钟.;定时器T0、T1溢出周期为50MS，T0为秒计数用， T1为调整时闪烁及秒表定时用，;P1.0、P1.1、P1.2、P1.3为调整按钮，P0口为字符输出口，P2为扫描口，P1.7为蜂呜器口，采用共阳显示管。;50H-55H为闹钟定时单元，60H-65H为秒表计时单元，70H-75H为显示时间单元，76H-79H为分时计时单元。DISPFIRST EQU 30H ;显示首址存放单元 BELL EQU P1.7 ;小喇叭 CONBS EQU 2FH ;存放报时次数 ORG 0000H ;程序执行开始地址 LJMP START ;跳到标号START执行 ORG 0003H ;外中断0中断程序入口 RETI ;外中断0中断返回 ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口 LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行
