單片機(jī)課程設(shè)計報告---電子時鐘

1、<p><b>　　計科系課程設(shè)計</b></p><p>　　課程名稱：單片機(jī)課程設(shè)計 </p><p>　　題 目：電 子 時 鐘 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><

2、;p>　　班 級：計應(yīng)用091班 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2011年　12 月</p><p><b>　　電子時鐘</b></p><p><b>　　一.設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　

3、　以AT89C51單片機(jī)為核心設(shè)計一個電子時鐘，能夠顯示時、分、秒顯示時間的功能，還可以通過鍵盤的任意設(shè)定來實現(xiàn)對時間的校對。</p><p><b>　　二．設(shè)計目的</b></p><p>　　1.掌握AT89C51實驗開發(fā)系統(tǒng)中的實驗?zāi)K原理。并能熟練地運(yùn)用編程語言的開發(fā)調(diào)試工具和軟件的開發(fā)調(diào)試過程。</p><p>　　2.掌握AT89

4、C51單片機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)及其工作原理。以達(dá)到鞏固和消化課堂教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步加強(qiáng)綜合應(yīng)用能力，啟發(fā)創(chuàng)新思維。</p><p>　　3.進(jìn)一步掌握AT89C51單片機(jī)的編程語言及基本程序設(shè)計方法。以達(dá)到提高單片機(jī)硬件編程應(yīng)用能力的目的。</p><p><b>　　三．設(shè)計要求</b></p><p>　　1.用AT89C51開發(fā)設(shè)計具有一定功能

5、的控制系統(tǒng)，進(jìn)行軟、硬件設(shè)計以及調(diào)試。</p><p>　　2.利用LED數(shù)碼管實現(xiàn)對電子時鐘時、分、秒的顯示。</p><p>　　3.可通過鍵盤的任意設(shè)定，修改顯示時間并利用軟件延時實現(xiàn)1s計時功能。</p><p><b>　　四．系統(tǒng)分析</b></p><p>　　電子時鐘是本設(shè)計的最主要的部分，根據(jù)需要，可以

6、利用此方案實現(xiàn):采用Dallas公司專用時鐘芯片DS12887A，該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，具有完備的時鐘鬧鐘功能。因此，可直接將其應(yīng)用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。</p><p>　　本次設(shè)計以AT89C51單片機(jī)為核心，設(shè)計實現(xiàn)對時、分、秒數(shù)字顯示的計時裝置。周期為24 小時，顯示滿刻度為23 時59 分59 秒，并具有校時功能。本系統(tǒng)的設(shè)計電路由脈沖邏輯電路模塊、時鐘脈沖模塊、時鐘譯碼顯示電路模

7、塊、校時模塊等幾部分組成。采用電池作電源，采用低功耗的CMOS 芯片及LED數(shù)碼管，發(fā)生器使用晶體振蕩、計數(shù)振蕩器CD4060及雙JK 觸發(fā)器CD4027，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒計數(shù)器”；計數(shù)器采用“可予制四位二進(jìn)制異步清除”計數(shù)器來實現(xiàn)，分別組成兩個六十進(jìn)制(秒、分)、一個二十四進(jìn)制(時)的計數(shù)器；校時電路是由與非門構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行調(diào)整。譯碼顯示電路選用BCD-7 段鎖存譯碼／驅(qū)動器CC451

8、1 構(gòu)成，再經(jīng)過六位</p><p>　　LED 八段顯示器顯示出來。</p><p><b>　　五.硬件設(shè)計 </b></p><p>　　本系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成，硬件部分主要完成信息的顯示；軟件主要完成信號的處理及控制功能等。</p><p>　　本系統(tǒng)的硬件采用模塊化設(shè)計，以AT89C51單片機(jī)芯

9、片為核心，與4HC373譯碼驅(qū)動電路、晶體振蕩器電路、復(fù)位電路、LED數(shù)碼管接口電路等組成控制系統(tǒng)。</p><p>　　1．AT89C51芯片</p><p>　　如圖1所示，AT89C51有40引腳，雙列直插（DIP）封裝，所用引腳功能如圖1所示：</p><p>　　圖1 AT89C51示意圖</p><p>　　2.AT89C51主要

10、特性：</p><p>　　與MCS-51兼容；4K字節(jié)可編程FLASH存儲器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時間：10年；全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz；三級存儲器鎖定；128×8位內(nèi)部RAM；32可編程I/O線；兩個16位定時/計數(shù)器；5個中斷源；可編程串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。</p><p>　　3.AT89C51引腳功能：</p&g

11、t;<p>　　VCC——運(yùn)行時加＋5V</p><p>　　(1)GND——接地</p><p>　　(2)XTAL1——振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端</p><p>　　(3)XTAL2——振蕩器反相放大器的輸出端</p><p>　　(4)ST——復(fù)位輸入，高電平有效，在晶振工作時，在RST引腳上作用2

12、 個機(jī)器周期以上的高電平，將使單片機(jī)復(fù)位 。</p><p><b>　　4．LED數(shù)碼管</b></p><p>　　要求具有顯示功能，需用到八段數(shù)碼管。</p><p>　　在數(shù)碼管顯示系統(tǒng)中，需要用八段數(shù)碼管來顯示單片機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)、運(yùn)算結(jié)果等各種信息，八段數(shù)碼管是單片機(jī)人機(jī)對話的一種重要輸出設(shè)備。八段數(shù)碼管由八個

13、發(fā)光二級管組構(gòu)成，通過不同的發(fā)光字段組合可用來顯示數(shù)字0-9、字符A-F、H、L、P、R、U、Y等。</p><p>　　7SEG-MPX6-CC是8段6位共陰級數(shù)碼管,DP為小數(shù)點(diǎn),位碼(1-6)應(yīng)輪流通低電位,段碼控制數(shù)碼管的顯示:0-b,1-g,2-a,3-f,4-c,5-e,6-h,7-d. 共陰極LED數(shù)碼管,它是將發(fā)光二極管的陰極(負(fù)極)短接后作為公共陰極.當(dāng)驅(qū)動信號為高電平才能發(fā)光。</p&g

14、t;<p>　　圖2 八段數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　5．晶體振蕩器電路</b></p><p>　　晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Ｈz 的脈沖，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。 </p><p>　　圖3 圖4</p&g

15、t;<p>　　6.74HC373譯碼驅(qū)動電路</p><p>　　74HC373譯碼驅(qū)動電路將計數(shù)器輸出的8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。如圖3所示。</p><p><b>　　7．復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實現(xiàn)，信號由RST引腳輸入，

16、高電平有效。當(dāng)RST引腳上持續(xù)兩個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)即完成復(fù)位。常用復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動開關(guān)復(fù)位兩種。采用手動開關(guān)復(fù)位，如圖4所示</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　8．元器件清單</b></p><p><b>　　六．原理圖設(shè)計</b></

17、p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　七．軟件系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　程序流程圖（此部分由小組其他成員設(shè)計，再次不做過多介紹）</p><p><b>　　圖7主程序流程圖</b></p><p><b>

18、　　圖8程序流程圖 </b></p><p><b>　　八.源程序</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　AJMP START ；短轉(zhuǎn)移</p><p><b>　　ORG 0003H</b

19、></p><p>　　LJMP ST1 ；長轉(zhuǎn)</p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p><b>　　AJMP TT0</b></p><p><b>　　ORG 0030H</b></p>

20、;<p>　　START: MOV 30H,#00H ；秒個位內(nèi)存單元</p><p>　　MOV 31H,#00H ；秒十位內(nèi)存單元</p><p>　　MOV 32H,#00H ；分個位內(nèi)存單元</p><p>　　MOV 33H,#00H

21、 ；分十位內(nèi)存單元</p><p>　　MOV 34H,#00H ；時個位內(nèi)存單元 </p><p>　　MOV 35H,#00H ；時十位內(nèi)存單元</p><p>　　MOV TMOD,#01H ；定時器T0，工作方式1，</p><p>　　MOV

22、 TH0,#3CH ；定時50MS</p><p>　　MOV TL0,#0B0H </p><p>　　MOV R0,#30H ；指針指向顯示單元</p><p>　　MOV R5,#0FEH ；選中秒個位</p><p>　　MO

23、V R1,#20 </p><p>　　MOV 36H,#00H ；時位鍵盤判斷時用</p><p>　　MOV R3,#6 ；秒十位判斷時用</p><p>　　MOV R2, #6 ；分十位判斷時用 </p><p&g

24、t;　　MOV R4,#10 ；秒個位判斷時用</p><p>　　MOV 40H,#10；分個位判斷時用 </p><p>　　MOV IE, #81H ；外部中斷0中斷允許</p><p>　　MAIN: LCALL DIS</p><p><b>　　LJMP

25、 MAIN</b></p><p>　　DIS: MOV A,R5 ；先位碼</p><p>　　MOV DPTR,#7FFFH ；位碼選擇p2.7</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV A,@R0 ；再段碼，取顯示數(shù)

26、據(jù)</p><p>　　MOV DPTR,#TAB ；表地址</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ；查表，取出字型碼</p><p>　　MOV DPTR,#0bFFFH ；段碼選擇p2.6</p><p>　　CJNE R0,#32H,GO111

27、 ；小數(shù)點(diǎn)選擇(R0)=/=32H轉(zhuǎn)移</p><p>　　ORL A,#80H</p><p>　　GO111: CJNE R0,#34H,MIN</p><p>　　ORL A,#80H</p><p>　　MIN: MOVX @DPTR,A ；送出去顯示</p><p>　

28、　LCALL DELAY ；1MS延時</p><p>　　LCALL DELAY </p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　INC R0 ；修改指針指向下一顯示單元</p><p>　　MOV A,R5

29、；也可寫為XCH A，R5</p><p>　　JNB ACC.5,LH ；判斷顯示完否？ </p><p>　　RL A ；也可寫為XCH R5，A</p><p><b>　　MOV R5,A</b></p><p>　　AJMP ENR

30、 ；返回循環(huán)顯示</p><p>　　LH: MOV R0,#30H ；重新定義顯示指針</p><p>　　MOV R5,#0FEH ；重設(shè)位碼，形成循環(huán)ACC.0-ACC.3</p><p>　　ENR: RET</p><p>　　TT0:

31、 MOV TH0,#3CH </p><p>　　MOV TL0,#0B0H </p><p>　　DJNZ R1,FANHUI ；判斷1秒到否？未到跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV R1,#20 </p><p>　　INC 30H

32、 ；秒個位加一</p><p>　　DJNZ R4,FANHUI ；判斷10秒到否？未到跳轉(zhuǎn)，判斷秒個位滿否</p><p>　　MOV R4,#10 ；計時未到裝初值</p><p>　　MOV 30H,#00H ；計時到則清零</p><p>

33、;　　INC 31H ；秒計時到，分個位加1（進(jìn)位）</p><p>　　DJNZ R3,FANHUI </p><p>　　MOV R3,#6 </p><p>　　MOV 31H,#00H </p><p><

34、b>　　INC 32H </b></p><p>　　DJNZ 40H,FANHUI </p><p>　　MOV 40H,#10</p><p>　　MOV 32H,#00H ；分個位計時到則清零</p><p><b>　　INC 33H</b

35、></p><p>　　DJNZ R2,FANHUI</p><p><b>　　MOV R2,#6</b></p><p>　　MOV 33H,#00H </p><p>　　INC 36H ；時位判斷時用</p><p><b>　　MOV

36、A,36H</b></p><p>　　CJNE A,#24,JUMP ；時位計時不滿則轉(zhuǎn)移，若滿則;清零</p><p>　　MOV 36H,#00H</p><p>　　JUMP: MOV A,36H</p><p><b>　　MOV B,#10</b>

37、</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV 34H,B</b></p><p>　　MOV 35H,A ；顯示時位</p><p>　　FANHUI: RETI</p><p>　　ST1:

38、 CLR EX0 ；鍵盤1（校秒十位）判斷時用，禁止外部中</p><p><b>　　;斷0中斷</b></p><p>　　PUSH B </p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　JB P1.0,ST2 ；

39、若P1.0接通則調(diào)用延時</p><p>　　;抖動子程序,若未通則跳轉(zhuǎn)到下一控制位</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　JNB P1.0,$</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　DJNZ R3,GO ；計時未滿則轉(zhuǎn)移

40、</p><p>　　MOV R3,#6；倒計時滿（計數(shù)值滿）則賦初值</p><p>　　GO: INC 31H ；秒個位滿則秒十位加一進(jìn)位</p><p>　　MOV A,31H </p><p>　　CJNE A,#6,$+3 ；判讀秒十位滿否&

41、lt;/p><p>　　JNB P1.0,$ ；P1.0為0則執(zhí)行該指令，等待</p><p><b>　　JC ST2</b></p><p>　　MOV 31H,#00H</p><p>　　MOV A,31H </p><p>　　ST2: JB

42、 P1.1,ST3 ；鍵盤2判斷時用（校分個位）</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　JNB P1.1,$</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　DJNZ 40H,GO1</p><p>　　MOV 40H,#10<

43、/p><p>　　GO1: INC 32H</p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p>　　CJNE A,#10,$+3</p><p>　　JNB P1.1,$</p><p><b>　　JC ST3</b></p><p

44、>　　MOV 32H,#00H</p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p>　　ST3: JB P1.2,ST4 ；鍵盤3判斷時用（校分十位）</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　JNB P1.2,$</p>

45、<p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　DJNZ R2,GO2</p><p><b>　　MOV R2,#6</b></p><p>　　GO2: INC 33H</p><p><b>　　MOV A,33H</b></p><p&g

46、t;　　CJNE A,#6,$+3</p><p>　　JNB P1.2,$</p><p><b>　　JC ST4</b></p><p>　　MOV 33H,#00H</p><p><b>　　MOV A,33H</b></p><p>　　ST4: JB P1

47、.3,ST5 ；鍵盤4判斷時用（校時）</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　JNB P1.3,$</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p><b>　　INC 36H</b></p><p><b>　　

48、MOV A,36H</b></p><p>　　CJNE A,#24,JUMP1</p><p>　　MOV 36H,#00H</p><p>　　JUMP1: MOV A,36H</p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV

49、AB</b></p><p><b>　　MOV 34H,B</b></p><p><b>　　MOV 35H,A</b></p><p>　　ST5: JB p1.4,ST6 ；(鍵PAUSE)</p><p>　　LCALL DELAY111&

50、lt;/p><p>　　JNB P1.4,$</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　CLR TR0 ；定時器T0停止運(yùn)行</p><p>　　ST6: JB P1.5,ST7 ；（鍵CLEAR）</p><p&

51、gt;　　LCALL DELAY111</p><p>　　JNB P1.5,$</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　MOV 30H,#00H ；秒單元清零</p><p>　　MOV 31H,#00H </p><p>　　MOV 32H,#00H ；分單元清

52、零 </p><p>　　MOV 33H,#00H</p><p>　　MOV 34H,#00H；時清零</p><p>　　MOV 35H,#00H </p><p>　　LCALL DIS ；調(diào)用顯示子程序</p><p>　　LJMP TT0

53、 ；跳轉(zhuǎn)到定時中斷子程序</p><p>　　MOV 32H,#00H</p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p>　　ST7: JB P1.6,ST8 ；(鍵CONTINUE)</p><p>　　LCALL DELAY1

54、11</p><p>　　JNB P1.6,$</p><p>　　LCALL DELAY111</p><p>　　SETB TR0 ；啟動T0運(yùn)行控制位（START）</p><p>　　ST8: JB P1.7,ST9</p><p>　　LCALL DELA

55、Y111</p><p>　　JNB P1.7,$ </p><p>　　LCALL DELAY111 </p><p>　　SETB ET0 ；開T0中斷（T0溢出中斷允許位）</p><p>　　SETB

56、 TR0 ；計時開始 </p><p>　　ST9: POP ACC ；鍵盤中斷返回</p><p><b>　　POP B</b></p><p>　　SETB EX0 ；允許外部中斷0中斷</

57、p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　DELAY: MOV R7,#02H</p><p>　　DE1: MOV R6,#0FEH</p><p>　　DE2: DJNZ R6,DE2</p><p>　　DJNZ R7,DE1</p><p&

58、gt;<b>　　RET</b></p><p>　　DELAY111:MOV 50H,#2 </p><p>　　DE1111: MOV 51H,#255</p><p>　　DJNZ 51H,$</p><p>　　DJNZ 50H,DE1111</p><p><

59、;b>　　RET</b></p><p>　　TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　九．系統(tǒng)調(diào)試過程</b></p><p>　　首先對每

60、個芯片進(jìn)行檢測看是否能夠正常工作，看看學(xué)習(xí)機(jī)是否能夠工作。連接好電路實物圖，把編寫好的程序在Keil軟件中調(diào)試程序，然后裝入Proteus仿真電路中進(jìn)行仿真。在匯編連接的過程中我們遇到了很多問題。在學(xué)習(xí)機(jī)上多次運(yùn)行驗證設(shè)計結(jié)果，但結(jié)果都不理想，但我們并沒有心急氣躁，取而代之的是我們小組的成員耐心的坐在一起討論和研究程序，最后在老師的幫助下我們才把課程設(shè)計做到完美。通過系統(tǒng)的調(diào)試使軟硬件能夠具有好的兼容性，使系統(tǒng)電路連接簡單，程序能夠正常

61、運(yùn)行。并使整個系統(tǒng)具有良好的交互性。</p><p><b>　　調(diào)試按鍵子程序</b></p><p><b>　　十．設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　我們學(xué)習(xí)了數(shù)字電子電路和模擬電子電路，對電子技術(shù)有了一些初步了解，但那都是一些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，我們才把學(xué)到的東西與實踐相結(jié)合。從中對我們學(xué)

62、的知識有了更進(jìn)一步的理解。</p><p>　　在此次的數(shù)字鐘設(shè)計過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟，和設(shè)計中應(yīng)注意的問題。設(shè)計本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。至于設(shè)計的成績無須看的太過于重要

63、，而是設(shè)計的過程，設(shè)計的思想和設(shè)計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現(xiàn)的。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點(diǎn)。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)</p><p>　　同一個功能的區(qū)別。另外，我們設(shè)計要從市場需求出發(fā)，既要有強(qiáng)大的功能，又要在價格方面比同等檔次的便宜。雖然我們現(xiàn)在作的不可能到市場上去銷售，但我們要為以后作設(shè)計培養(yǎng)出好的習(xí)慣。</p><

64、p>　　在這次設(shè)計過程中，我也對protel、word、畫圖板等軟件有了更進(jìn)一步的了解，這使我在以后的工作中更加得心應(yīng)手。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李文方.單片機(jī)原理與應(yīng)用.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2010.</p><p>　　[2] 趙建領(lǐng).51單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)詳解[M].北