單片機原理及應用課程設計--基于單片機的電子時鐘設計

1、<p>　　《單片機原理及應用》</p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　學 院：水利與能源動力工程學院 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p>&

2、lt;p>　　姓 名： </p><p>　　時 間：2014-1-6 ~ 2014-1-10</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　任務書1</b></p><p>　　第一章 方案設計2</p&g

3、t;<p>　　第二章 硬件系統(tǒng)設計3</p><p>　　第三章 軟件設計4</p><p>　　第四章 系統(tǒng)調(diào)試6</p><p><b>　　小 結(jié)8</b></p><p><b>　　附錄1：原理圖9</b></p><p>　　附錄

4、2：源程序10</p><p><b>　　任務書</b></p><p>　　題 目：基于單片機的電子時鐘設計</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　?。?）利用單片機的定時器，實現(xiàn)時、分、秒顯示及設定；</p><p>　?。?）顯示采

5、用ZLG7290；</p><p>　?。?）討論本系統(tǒng)計時誤差。</p><p><b>　　課程設計進度安排：</b></p><p>　　本次課程設計為期一周。</p><p><b>　　第一章 方案設計</b></p><p>　　本次課程設計任務是設計一個電子時

6、鐘。電子時鐘可以用數(shù)碼管來顯示時、分、秒的數(shù)字，其中用小數(shù)點分隔。若采用二十四小時計時，“時”的范圍是0到24；若采用十二小時計時，“時”的范圍則是0到12，但要另外用一個數(shù)碼管來顯示“A”或者“P”來表示上下午。</p><p>　　程序設計時可采用三個寄存器來存放時、分、秒的當前數(shù)值，每過一秒，代表秒的寄存器加一，秒滿60則清零，同時分鐘加一，小時亦然。若采用二十四小時計時，時滿24清零；若采用十二小時計時，

7、時滿12清零，但要同時翻轉(zhuǎn)一個保存上下午狀態(tài)的位變量來表示上下午狀態(tài)的改變。</p><p>　　用按鈕接外部中斷來控制時和分鐘的調(diào)整，每按一下秒清零且相應數(shù)字加一；同時保證數(shù)值滿了就清零不進位，但要改變上下午狀態(tài)。</p><p>　　該方案計時有誤差，誤差來源于單片機外接的晶振誤差和執(zhí)行指令帶來的微秒級延時。</p><p>　　第二章 硬件系統(tǒng)設計</

8、p><p>　　CPU選AT89C51，該單片機有3個并行I/O口，2個外接中斷源，2個定時/計數(shù)器，可外接24MHz以下的晶振。實驗時，可用定時/計數(shù)器1來計時（因為定時/計數(shù)器1的中斷優(yōu)先級較低，避免了在設置時鐘時進入改變秒的中斷，也避免了有時無法修改小時），用外部中斷0來修改分鐘，用外部中斷1來修改小時。外部中斷全部設為邊沿觸發(fā)方式，因為，每按一下按鈕，只需改變相應的值一次。</p><p&

9、gt;　　顯示數(shù)碼管可以用ZLG7290。它可以方便地驅(qū)動8個8段的共陰極LED數(shù)碼管，顯示時只需向緩沖區(qū)中放入要顯示的值即可，并且能夠自動刷新，不需要像常規(guī)辦法一樣先通過查表找到段碼再循環(huán)點亮。因此，使用這種方法顯示時鐘可是程序簡潔易懂。</p><p>　　連接時只需依次將8951的、、分別與7290的、、相連，8951的外部中斷、分別接外部按鈕即可。</p><p>　　實驗時選擇6

10、MHz的晶振。</p><p><b>　　第三章 軟件設計</b></p><p>　　選用R5、R6、R7作為存放時、分、秒的寄存器，可尋址位07H存放上下午的狀態(tài)。在6MHz的晶振下，選用定時/計數(shù)器1在方式1下工作，定時0.1s，初值設定：=15535，即3CB0H。因為每次只能定時0.1s，所以要使用一個專用的寄存器R4來判定定時是否到了1s。</p

11、><p>　　主程序的任務僅為設定初始化并等待中斷到來。</p><p>　　在定時/計數(shù)器1的中斷服務子程序里，要先判斷1s的定時是否完成，未完成則直接結(jié)束，完成的話則秒加一，如果秒溢出則考慮分和時的改變。改變后則調(diào)用顯示子程序刷新顯示。</p><p>　　在外部中斷0的中斷服務子程序里，將分加一，并判斷溢出（溢出后僅置零而不復位），最后調(diào)用顯示子程序刷新顯示。&l

12、t;/p><p>　　外部中斷1的中斷服務子程序與外部中斷0類似，只不過要注意改變上下午的狀態(tài)。</p><p>　　下頁圖分別為主程序、定時/計數(shù)器中斷子程序、外部中斷0子程序、外部中斷1子程序的流程圖</p><p><b>　　第四章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　在課程設計過程中，我主要遇到如下方面的問題：

13、</p><p>　　1、剛開始時我將調(diào)用顯示的程序段放入主函數(shù)，但效果不理想。因為，在調(diào)用顯示子函數(shù)時，需要先關閉中斷，但如果正好這時要修改時鐘的值，會導致請求無法得到解決。</p><p>　　2、最初編譯時遇到“標號重復”的錯誤。仔細檢查后發(fā)現(xiàn)，“START”“LOOP”等標號已在“LEDDISP_ASM.INC”里使用過，修改自己的標號則能編譯通過。</p><

14、p>　　3、最初使用CY標志位來存放上下午的標志，結(jié)果導致該功能經(jīng)常出錯。仔細分析后使用可位尋址單元代替，解決了這一問題。</p><p>　　4、修改時鐘的值的時候按一下按鈕會導致相應的數(shù)字家很多次，這是開關的抖動噪聲造成的，可以采用硬件或者軟件的消抖實現(xiàn)。</p><p>　　5、若晶振選擇錯誤，如選擇了12MHz的晶振，則會導致計時時間變快整整一倍。</p>&l

15、t;p>　　部分最終運行結(jié)果如下頁圖：</p><p><b>　　小 結(jié)</b></p><p>　　我們經(jīng)歷了一個學期的單片機原理及應用的學習，但是除了實驗外并沒有多少實踐的機會。課程設計與理論課程和實驗有著很大的區(qū)別，它是一個綜合性很強的課程環(huán)節(jié)，也是我們所必須經(jīng)歷的一個學習階段。在課程設計中，我們在學會理論知識的同時，還會加深自己對這門課程的理解。在這

16、門課程設計當中，我們能結(jié)合到一些其他課程，能鞏固一些軟件的運用。通過知識的互相結(jié)合，相互滲透，來得到我們所需的數(shù)據(jù)、結(jié)論以及使我們掌握更多的知識。</p><p>　　這次單片機原理及應用課程設計過程中，我發(fā)現(xiàn)做編程首要的就是邏輯能力，我們要在最開始就規(guī)劃出程序的流程。編程時，一定要細心，盡量避免一些語法錯誤。最后，還需要一顆耐心，不斷地調(diào)試、完善自己的程序。</p><p>　　最重要的

17、，這門課教會了我“做什么”要比“怎么做”難得多。做任何事都要有一個目標，從一開始就要有一個明確的方向，這樣才有意義。最后還要感謝吳老師的指導和同學們的幫助，讓我順利完成了課程設計。</p><p><b>　　附錄1：原理圖</b></p><p>　　說明：本原理圖由“Protel 99 SE”軟件繪制。</p><p><b>　

18、　附錄2：源程序</b></p><p>　　; 定義器件地址及存放單元/變量單元/I2C引腳</p><p>　　ZLG7290 EQU 70H ;ZLG7290的器件地址</p><p>　　SLA DATA 63H ;器件的從地址</p><p>　　SUBA D

19、ATA 64H ;器件的子地址</p><p>　　ACK BIT 10H ;應答標志位</p><p>　　NUMBYTE DATA 62H ;讀/寫的字節(jié)數(shù)變量</p><p>　　MTD EQU 6EH ;發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器</p><p>　　DISBU

20、F EQU 66H ;66H~6DH為顯示緩沖區(qū)，66H對應最右一位</p><p>　　SDA BIT P3.0</p><p>　　SCL BIT P3.1</p><p>　　RST BIT P3.6</p><p>　　ORG 0000H<

21、/p><p>　　AJMP START1</p><p>　　ORG 0003H</p><p>　　AJMP INT0_INT</p><p>　　ORG 0013H</p><p>　　AJMP INT1_INT</p><p>　　ORG 001BH</p&

22、gt;<p>　　AJMP T1_INT ;各程序段入口地址</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　START1: MOV R4,#10</p><p>　　MOV R5,#0</p><p>　　MOV R6,#0</p><p>　　MOV

23、 R7,#0 ;寄存器賦初值</p><p>　　MOV SP,#70H ;堆棧的選擇避開緩沖區(qū)</p><p>　　MOV TMOD,#10H</p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p>　　MOV TH1,#3CH</p><p>　　SETB

24、EX0</p><p>　　SETB EX1</p><p>　　SETB ET1</p><p>　　SETB IT0</p><p>　　SETB IT1</p><p>　　SETB EA ;各類中斷的設置</p><p>　　LCA

25、LL RE7290</p><p>　　MOV R0,#DISBUF</p><p>　　MOV A,#1FH</p><p>　　MOV R2,#08H</p><p>　　MLOOP: MOV @R0,A</p><p><b>　　INC R0</b>&

26、lt;/p><p>　　DJNZ R2,MLOOP</p><p>　　CLR 07H</p><p>　　MOV 66H,#0AH ;數(shù)碼管復位,填入熄滅碼</p><p>　　SETB TR1</p><p><b>　　SJMP $</b></

27、p><p>　　T1_INT: MOV TL1,#0B0H</p><p>　　MOV TH1,#3CH ;重設初值</p><p>　　DJNZ R4,T1_EXT ;判定時是否滿1s</p><p>　　INC R7</p><p>　　MOV

28、 R4,#10</p><p>　　CJNE R7,#60,LOOP11</p><p>　　MOV R7,#0</p><p>　　INC R6</p><p>　　CJNE R6,#60,LOOP11</p><p>　　MOV R6,#0</p><p>

29、;　　INC R5</p><p>　　CJNE R5,#12,LOOP11</p><p>　　MOV R5,#0 ;時分秒的計算</p><p>　　CPL 07H</p><p>　　JB 07H,APCHANG</p><p>　　MOV

30、 66H,#0AH</p><p>　　SJMP LOOP11</p><p>　　APCHANG: MOV 66H,#16H ;上下午的變換</p><p>　　LOOP11: MOV B,#10</p><p>　　MOV A,R7</p><p>　　DIV

31、 AB ;分離十位和個位</p><p>　　MOV 68H,B</p><p>　　MOV 69H,A</p><p>　　MOV B,#10</p><p>　　MOV A,R6</p><p>　　DIV AB</p><p&g

32、t;　　SETB B.7 ;顯示分隔用的小數(shù)點</p><p>　　MOV 6AH,B</p><p>　　MOV 6BH,A</p><p>　　MOV B,#10</p><p>　　MOV A,R5</p><p><b>　　DIV

33、AB</b></p><p>　　SETB B.7</p><p>　　MOV 6CH,B</p><p>　　MOV 6DH,A</p><p><b>　　CLR EA</b></p><p>　　LCALL LEDDISP ;調(diào)用顯示

34、子程序</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　T1_EXT: RETI</p><p>　　INT0_INT: CLR EA</p><p>　　MOV R7,#0</p><p>　　INC R6</p><

35、p>　　CJNE R6,#60,E0_EXT</p><p>　　MOV R6,#0</p><p>　　E0_EXT: LCALL LEDDISP</p><p>　　SETB EA</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　INT1_IN

36、T: CLR EA</p><p>　　MOV R7,#0</p><p>　　INC R5</p><p>　　CJNE R5,#12,E1_EXT</p><p>　　MOV R5,#0</p><p>　　CPL 07H</p><p>　　JB

37、 07H,APCHANG1</p><p>　　MOV 66H,#0AH</p><p>　　SJMP E1_EXT</p><p>　　APCHANG1: MOV 66H,#16H</p><p>　　E1_EXT: LCALL LEDDISP</p><p>　　SETB