单片机的数字时钟设计实验报告551909王健.docx
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单片机的数字时钟设计实验报告551909王健
单片机课程设计
设计题目：
简易数字时钟
班级：
11级自动化4班
姓名：
王健
学号：
2011551909
指导老师：
盘宏斌
完成日期：
2014年6月2日
单片机的数字时钟设计
摘要
单片计算机即单片微型计算机。
由RAM,ROM,CPU构成，定时，计数和多种接口于一体的微控制器。
它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。
而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。
本设计主要设计了一个基于AT89C51单片机的电子时钟。
并在数码管上显示相应的时间。
应用Proteus的ISIS软件实现了单片机电子时钟系统的设计与仿真。
该方法仿真效果真实、准确，节省了硬件资源。
单片机数字时钟的课程设计
设计概述
通过课程设计，使我们巩固和加深对单片机基本知识的理解，学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计等环节，进一步提高我们综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。
锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练，为以后毕业设计打下一定的基础。
89C51单片机简介
VCC：
电源。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
图2.189C51单片机
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
设计要求
自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用内部定时器计时，或者采用外部时钟芯片DS1302，设计一个具有秒、分、日、月、年的数字时钟，采用四位一体数码管显示相关信息，秒、分显示一页，日、月显示一页，年显示一页。
系统设计
数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，该数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”和振荡器组成。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”、计数器的输出状态送到六段显示译码器译码，通过六位LED六段显示器显示出来。
该数字电子钟主体电路由以下几部分组成：
通过分频器产生标准秒信号；60进制分秒计数器以及24小时计数器；分、时的译码显示部分。
1.框图设计
2.知识点
学会使用并了解89C51的管脚，会利用编程设计数字电子时钟。
在设计的过程中要了解上电复位的概念上电后通过LED数码管来显示时分秒，并通过按键来进行设计时间的作用。
硬件设计
1电路图设计
2晶振与复位电路
3输入部分
4显示部分
软件设计
程序
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
voiddelayms（uint）;
voiddisplay（uchar,uchar,uchar,uchar）;
ucharm1=0,m=0,f=0,s=0,r=29,y=5,x;
uintn=2014;
ucharmge,mshi,fshi,fge,rshi,rge,yshi,yge,nqian,nbai,nshi,nge;
sbitkey1=P3^4;//显示月日
sbitkey2=P3^5;//显示年
sbitkey3=P3^6;//时间调整按钮
sbitkey4=P3^7;//实现加一
sbitkey5=P3^2;//实现减一
ucharcodetable[]={//共阴极数字编码表
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
voidkeyscan（）;
voidsg（）
{
nqian=n/1000;
nbai=n/100%10;
nshi=n%100/10;
nge=n%10;
yshi=y/10;
yge=y%10;
rshi=r/10;
rge=r%10;
fshi=f/10;
fge=f%10;
mshi=m/10;
mge=m%10;
}
voidqr（）//定时器部分
{if（m1==20）
{m1=0;
m++;
if（m==60）
{m=0;
f++;}
if（f==60）
{f=0;
s++;}
if（s==24）
{s=0;
r++;}
if（y==2）
{if（r==29）
{r=1;
y++;
}
}
elseif（y==4||6||9||11）
{if（r==31）
{r=1;
y++;
}
}
else
{if（r==32）
{r=1;
y++;
}
}
if（y==13）
{y=1;
n++;
}
}
}
voiddisplay（ucharqian,ucharbai,ucharshi,ucharge）//数码管显示部分
{
sg（）;
P2=0xfe;
P0=table[qian];
delayms（5）;
P2=0xfd;
P0=table[bai];
delayms（5）;
P2=0xfb;
P0=table[shi];
delayms（5）;
P2=0xf7;
P0=table[ge];
delayms（5）;
}
voidinit（）//初始函数
{TMOD=0x01;
TH0=（65536-45872）/256;
TL0=（65536-45872）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidkeyscan（）//时间调整按钮选择
{sg（）;
if（key1==0）
{delayms（10）;
if（key1==0）
{
while（!
key1）
{
display（yshi,yge,rshi,rge）;
}
while（!
key1）;
}}
if（key2==0）
{delayms（10）;
if（key2==0）
{
while（!
key2）
{
display（nqian,nbai,nshi,nge）;
}
while（!
key2）;
}}
if（key3==0）
{delayms（10）;
if（key3==0）
{x++;
TR0=0;
if（x==6）
{x=0;TR0=1;}
while（!
key3）;
}
}
if（x!
=0）//定义时间调整范围
{switch（x）
{case1:
if（key4==0）
{delayms（10）;
if（key4==0）
{m++;
if（m==60）
{m=0;
f++;}
while（!
key4）
{display（fshi,fge,mshi,mge）;
}
}
}
if（key5==0）
{delayms（10）;
if（key5==0）
{m--;
if（m==-1）
{m=59;
f--;}
while（!
key5）
{display（fshi,fge,mshi,mge）;
}
}
}
case2:
if（key4==0）
{delayms（10）;
if（key4==0）
{f++;
if（f==60）
{f=0;
s++;}
while（!
key4）
{display（fshi,fge,mshi,mge）;
}
}
}
if（key5==0）
{delayms（10）;
if（key5==0）
{f--;
if（f==-1）
{f=59;
s--;}
while（!
key5）
{display（fshi,fge,mshi,mge）;
}
}
}
case3:
if（key4==0）
{delayms（10）;
if（key4==0）
{r++;
if（r==32）
{r=1;
y++;}
while（!
key4）
{display（yshi,yge,rshi,rge）;
}
}
}
if（key5==0）
{delayms（10）;
if（key5==0）
{r--;
if（r==0）
{r=31;
y--;}
while（!
key5）
{display（yshi,yge,rshi,rge）;
}
}
}
case4:
if（key4==0）
{delayms（10）;
if（key4==0）
{y++;
if（y==13）
{y=1;}
while（!
key4）
{display（yshi,yge,rshi,rge）;
}
}
}
if（key5==0）
{delayms（10）;
if（key5==0）
{y--;
if（y==0）
{y=12;}
while（!
key5）
{display（yshi,yge,rshi,rge）;
}
}
}
case5:
if（key4==0）
{delayms（10）;
if（key4==0）
{n++;
while（!
key4）
{display（nqian,nbai,nshi,nge）;
}
}
}
if（key5==0）
{delayms（10）;
if（key5==0）
{n--;
while（!
key5）
{display（nqian,nbai,nshi,nge）;
}
}
}
}
}}
voidmain（）
{init（）;
while
（1）
{
display（fshi,fge,mshi,mge）;
keyscan（）;
}
}
voiddelayms（uintxms）//延时函数
{uinti,j;
for（i=xms;i>0;i--）
for（j=110;j>0;j--）;}
voidT0_time（）interrupt1//定时中断
{m1++;
TH0=（65536-45872）/256;
TL0=（65536-45872）%256;
qr（）;
}
经验体会
在盘老师的教导下，通过一周的学习基本懂得了数字时钟的原理和设计，通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路先进行软件模拟仿真再进行实际的电路制作。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解。
在今后的其他工作中，也可以把这次设计中的收获运用进去，这是我此次课程设计得到的最大财富。
课程设计是大学生活中重要阶段的工作，是真正考验我们能力的一项教学内容，在这个过程中我认真思考，不断尝试，收获了很多在平时的课堂上收获不到的东西。
课程设计即将结束，我会吸取课程设计中的经验和教训，在今后的工作中少走弯路。
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