单片机课程设计报告.docx
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单片机课程设计报告
《单片机技术与应用》
课程设计报告
题目：
单片机小系统电子钟的设计
院（系）：
信息科学与技术系
专业班级：
电子信息工程0901班
学生姓名：
王海毅
学号：
指导教师：
陈青
2012年6月11日至2012年6月25日
华中科技大学武昌分校制
单片机技术与应用课程设计任务书
一、设计（调查报告/论文）题目
课题一：
单片机小系统电子钟的设计
二、设计（调查报告/论文）主要内容
设计制作要求：
用80C51/52单片机编程控制显示的电子钟。
1）要有8位LED显示器，分别显示“年号：
月份：
日期”/“时：
分：
秒:
毫秒”
例如“2005。
10。
20”表示“2005年10月20日”/“10524999”表示“10时52分49秒99毫秒”
2）要有四位输入按键，功能分别是“移位”，“数字+”，“数字-”，“存储”
即“SHIFT”，“NUM+”，“NUM-”，“SAVE”
3）显示过程：
实验板通电开机后，8位LED显示器显示“时：
分：
秒”
按下“SHIFT”后第一位数字闪动，继续按下“SHIFT”后面数字闪动移位。
再按“NUM+”数字增加，按“NUM-”数字减少，按“SAVE”储存修改结果。
三、原始资料
参看《单片计算机原理课程设计指导书》和教材。
四、要求的设计（调查/论文）成果
能够在制定的小系统板上成功演示，并通过验收回答相关问题，给出设计分数。
五、进程安排
整个课程设计安排1周完成
周一：
1、讲解课题内容，2、同学自选课题，3、发放课题元器件，4、焊接电路板
周二：
1、完善电路板焊接，2、编写调试课题软件
周三、四：
编写调试课题软件
周五：
验收课题，回答课题程序内容。
六、主要参考资料
[1]陈青.单片计算机原理课程设计指导书.华中科技大学武昌分校姜志海.单片微机原理及应用.北京：
电子工业出版社.2005.
[3]李群芳.肖看.单片机原理、接口及应用.北京：
清华大学出版社.2005.
指导教师（签名）：
2012年06月11日
1.
课程设计的目的
（1）单片机系统的整体设计流程。
（2）能够正确安装和焊接硬件电路板。
（3）单片机系统的硬件、软件调试方法及相关工具的使用。
（4）各种常见元器件的选择及使用。
2.课程设计题目描述和要求
题目描述：
电子钟的设计
制作要求：
用80C51/52单片机编程控制显示的电子钟。
（1）要有8位LED显示器，分别显示“年号：
月份：
日期”/“时：
分：
秒：
毫秒”先显示年份再显示日期。
（2）可以设置四个输入按键，功能分别是“移位”，“数字+”，“数字-”，“存储”，即“SHIFT”，“NUM+”，“NUM-”，“SAVE”。
（3）显示过程：
实验板通电开机后，8位LED显示器显示“时：
分：
秒”。
按下“SHIFT”后第一位数字闪动，继续按下“SHIFT”后面数字闪动移位。
再按“NUM+”数字增加，按“NUM-”数字减少，按“SAVE”储存修改结果。
（4）能够正确安装和焊接硬件电路板。
拿到元器件后，用万用表对电子元器件进行参数测量、检查。
焊接时，要焊点饱满、光洁，无虚焊、漏焊、错焊。
（5）熟悉单片机系统的工作原理及调测方法。
软硬件安装调测完成后根据系统的工作原理、过程、测试数据及遇到的问题与处理情况、体会等完成课设报告。
3.课程设计报告内容
课题设计方案及基本原理
通过对单片机AT89C52软件编程来控制硬件使数码管显示年份与时间，并且可以通过按键来控制时间及年份的修改。
基本原理：
单片机AT89C52~来判断按键是否按下，当按键按下时，~为低电平，单片机程序对应为00H。
通过P1,0~控制4511的4个输入端，进行译码输出，4511的输出端7段段码送数码管显示。
~控制4028的4个输入端进行位选输出9个状态，然后经过两个2003进行驱动让数码管能按按键要求显示。
硬件电路介绍
电路原理图：
CD4028是BCD码4—10译码器，它由4个缓冲输入端口、译码逻辑门和10个缓冲器组成。
加至四个输入端口A0～A3的一个BCD码在十个十进制译码器输出十个相应的顺序脉冲，输出为高电平有效。
同样，若A3＝0，加在输出口具有高驱动能力，以在高输出应用中增强直流和动态性能。
BCD－十进制译码器4028的引脚图如上页原理图中所示。
软件设计
基本思路：
（1）动态扫描显示LED电路程序：
设立8个内部RAM显示缓冲区，将要显示的数据的BCD码送显示缓冲区，程序只需要将显示缓冲区的BCD码，送相应的端口即可。
动态扫描显示
例如：
将40H-48H为“时：
分：
秒：
毫秒”显示区
将49H-4FH为“年：
月：
日”显示区
（2）动态扫描键盘程序：
循环扫描有无按键，有：
判断是何按键，转入相应子程序处理。
无：
返回主程序执行。
（3）定时器设置与时间处理的程序：
此段为该程序段的关键所在，它决定时间的准确性，和进位的正确性。
定时器计数可用中断方式，也可以用软件查询方式进行。
定时器中断定时方式的精确度高。
采用软件延时方式要注意每条指令的机器周期的精确计算，否则会造成时间的不准。
（4）各项功能键的子程序模块：
移位子程序：
按下“SHIFT”后左边第一位数字闪动，继续按下“SHIFT”后面数字闪动移位。
程序中可设置第二显示缓冲区，将移到要闪动的数字位设为不显示（黑）“0FFH/00H”，程序只需要将两组显示缓冲区的BCD码，分时间间隔发送出去，就会产生数字闪动效果。
数字+/-：
将要显示的数据缓冲区的内容取出加一/减一，注意每个位都有自己的位限制，如“时”的位最大数23，“分、秒”最大数59，“月”最大数12，“日”最大数31。
两位数一起调整比较方便。
还要注意的是计数后二/十进制之间的转换问题。
“存储”：
即将修改好的数值存储到显示缓冲区，并返回，进入主程序运行。
软件设计流程图：
开始
调试过程
（1）根据实验原理图焊接电路，然后进行硬件调试，用万用表点对点测量，看电路是否焊接好。
特别是芯片的引脚，看是否连通，如：
AT89C52芯片的18脚与信号连通的话，用示波器测量18脚时就会出现比较标准的正弦波。
对按键进行测试时，如果按键没有按下，测量按键两端就会有大概5V的电压，如果按键两端没有电压，说明按键已经按下，按下后其已经接地。
（2）然后进行软件编程，对其进行功能仿真，仿真时要对仿真器进行设置，不然会出现超出地址范围的错误。
然后进行断点设置，观察运行状态，看外部寄存器中20H~2AH中单元的变化，看是否达到要求，编程时注意对于在后面将发生变化的寄存器单元要进行清零操作，不然会影响后面的结果，对于加操作后要进行十进制调整，并且DAA的指令只对寄存器A操作。
（3）将编写好的程序用烧录器烧录到AT89C52芯片中，然后再安装到硬件电路板上，接通5—12V的电源后会先显示时间，按键切换以后将显示日期，再切换后毫秒会闪烁通过+按键可对其进行加操作，—按键进行减操作。
依次进行时间的修改，按保存后，再切换将进行从日到年对日期修改。
遇到的问题及解决方法
（1）当我把程序下载到AT89C52芯片中，然后再安装到硬件电路板上，接通5—12V的电源后，我发现LED数码管只有左边一半是亮的，我编的程序是让所有LED数码管都亮。
解决方法：
我用别人的硬件试了一下我的芯片所有LED数码管都亮了，这肯定是我的硬件电路的问题，我找老师帮忙，老师先用万用表检查控制显示的CD4028芯片是否接通，发现是好的，然后用示波器检查AT89C52左边引脚的波形，发现左边第三个引脚没有波形，其次又发现CD4028芯片有一个引脚也没波形，老师断定是我的CD4028芯片坏了，最后老师给我换了一个CD4028芯片，再测试后就好了。
（2）编译后指令超出地址范围。
解决方法：
可以采用接力的方式先转到中间再转到所要转的地方，灵活运用指令就会解决一些问题。
（3）按键不是很灵敏，按的太快没反应，或者按键反应太快了按一下跳好几下。
解决方法：
按键延时时间太长或太短了，将延时时间调整到10—20毫秒，就可以解决了。
4.实验总结
对单片机AT89C52芯片内部结构以及各引脚功能有了进一步的了解，对硬件的焊接更加熟练，能基本做到不拖焊、虚焊，并且一次成功。
第一次接触这么长程序的编写，思路开始很模糊，许多子程序不知道放哪里比较好，有时主程序也很模糊，通过参考别人的程序有了一定的思维，再根据自己的想法对别人的程序进行了一定的修改，就变为自己的东西，通过这次编写，我了解到思维逻辑性要在掌握程序的基础之上，这样才能做到有序，有条理。
编写程序思路是很重要的，首先理清思路，画出程序流程图，根据流程图，一步步用指令实现。
参考资料
[1]陈青.单片计算机原理课程设计指导书.华中科技大学武昌分校姜志海.单片微机原理及应用.北京：
电子工业出版社.2005.
[3]李群芳.肖看.单片机原理、接口及应用.北京：
清华大学出版社.2005.
附录1硬件实物图
ORG0000H
AJMPMAIN1
ORG001BH
AJMPT1INT
ORG0030H
MAIN1:
MOVSP,#70H;初始化
CLRA
CLR
MOVTMOD,#20H
MOVTH1,#06H
MOVTL1,#06H
SETBEA
SETBET1
SETBTR1
MOV31H,#00H
MOV32H,#58H
MOV33H,#58H
MOV34H,#23H
MOV35H,#27H
MOV36H,#02H
MOV37H,#12H
MOV38H,#20H
MOV40H,#0;标志位
MOVR0,#31H
MOVR1,#32H
LOPA:
JNB,NEXT1
CLR
MOVA,#1
ADDA,31H;到10毫秒
DAA
MOV31H,A
CJNEA,#100H,NEXT1
MOV31H,#0
MOVA,#1
ADDA,32H;到一秒
DAA
MOV32H,A
CJNEA,#60H,NEXT1
MOV32H,#0
MOVA,#1
ADDA,33H;到一分
DAA
MOV33H,A
CJNEA,#60H,NEXT1
MOV33H,#0
MOVA,#1
ADDA,34H;到一时
DAA
MOV34H,A
CJNEA,#24H,NEXT1
MOV34H,#0
MOVA,#1
ADDA,35H;到一天
DAA
MOV35H,A
LCALLTIAO_TIAN
MOV35H,#01H
MOVA,#1
ADDA,36H;到一月
DAA
MOV36H,A
CJNEA,#13H,NEXT1
MOV36H,#01H
MOVA,#1;到一年
ADDA,37H
DAA
MOV37H,A
CJNEA,#100H,NEXT1
MOV37H,#00H
MOVA,#1
ADDA,38H
DAA
MOV38H,A
CJNEA,#100H,NEXT1
MOV38H,#00H
RET
;----------切换时间和年----------------------
NEXT1:
JB,LOPB;判断是否切换
JNB,$
MOVA,R0
CJNEA,#35H,LOPC
MOVR0,#31H
MOVR1,#32H
LJMPLOPB
LOPC:
MOVR0,#35H
MOVR1,#36H
LOPB:
LCALLDISP
JB,LOP0;判断按键进入调整
JNB,$
LCALLLOP1;设置时间和日期
LOP0:
LJMPLOPA
;----------调时间和日期----------------
LOP1:
JB,LOP2;判断是否退出调整
JNB,$
RET
LOP2:
JB,LOP3;判断是否移位
JNB,$
INC40H;指针加一
MOVA,40H
CJNEA,#04H,LOP3;没有到最前两位
MOV40H,#0
LOP3:
MOVA,40H;判断是哪一位调整
CJNEA,#0,N_HAO_HUO_RI
JB,LUOA;进入加调整
JNB,$
MOVA,R0;调毫秒或者天数
CJNEA,#31H,AOP1;加毫秒
MOVA,#1
ADDA,31H
DAA
MOV31H,A
CJNEA,#100H,LUOA
MOV31H,#0
LJMPLUOA
AOP1:
MOVA,#1;加天数
ADDA,35H
DAA
MOV35H,A
LCALLTIAO_TIAN
LJMPLUOA
LUOA:
MOVR4,#30H
LUO1:
LCALLDISP
DJNZR4,LUO1
MOVR4,#30H
LUO2:
LCALLDISP1
DJNZR4,LUO2
LJMPLOP1
N_HAO_HUO_RI:
CJNEA,#1,N_MIAO_HUO_YUE
JB,LUOB
JNB,$
MOVA,R1;调秒或者月
CJNEA,#32H,AOP2
MOVA,#1;加秒
ADDA,32H
DAA
MOV32H,A
CJNEA,#60H,LUOB
MOV32H,#0
LJMPLUOB
AOP2:
MOVA,#1;加月
ADDA,36H
DAA
MOV36H,A
CJNEA,#13H,LUOB
MOV36H,#01H
LUOB:
MOVR4,#30H
LUO3:
LCALLDISP
DJNZR4,LUO3
MOVR4,#30H
LUO4:
LCALLDISP2
DJNZR4,LUO4
LJMPLOP1
N_MIAO_HUO_YUE:
CJNEA,#2,SHI_HUO_NIANGAO
JB,LUOC
JNB,$
INCR0;R0加2
INCR0
MOVA,R0;调分或者年低两位
CJNEA,#33H,AOP3
MOVA,#1;加分
ADDA,33H
DAA
MOV33H,A
CJNEA,#60H,LOPP1
MOV33H,#0
LOPP1:
DECR0
DECR0
LJMPLUOC
AOP3:
DECR0
DECR0
MOVA,#1;加年低两位
ADDA,37H
DAA
MOV37H,A
CJNEA,#100H,LUOD
MOV37H,#0
LJMPLUOC
LUOC:
MOVR4,#30H
LUO5:
LCALLDISP
DJNZR4,LUO5
MOVR4,#30H
LUO6:
LCALLDISP3
DJNZR4,LUO6
LJMPLOP1
SHI_HUO_NIANGAO:
JB,LUOD
JNB,$
INCR1
INCR1
MOVA,R1
CJNEA,#34H,AOP4
MOVA,#1;加时
ADDA,34H
DAA
MOV34H,A
CJNEA,#24H,LOPP2
MOV34H,#0
LJMPLOPP2
AOP4:
DECR1
DECR1
MOVA,#1;加年高两位
ADDA,38H
DAA
MOV38H,A
CJNEA,#100H,LUOD
MOV38H,#0
LJMPLUOD
LOPP2:
DECR1
DECR1
LUOD:
MOVR4,#30H
LUO7:
LCALLDISP
DJNZR4,LUO7
MOVR4,#30H
LUO8:
LCALLDISP4
DJNZR4,LUO8
LJMPLOP1
;--------月份天数的确定--------------------
TIAO_TIAN:
MOVA,36H;将月份数给A
CJNEA,#02,NOT_2_YUE
MOVA,37H
CJNEA,#00H,DIV4;判断是否为闰年
MOVA,38H
MOV21H,A
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVB,#10
MULAB
MOV22H,A
MOVA,21H
ANLA,#0FH
ADDA,22H
MOVB,#4
DIVAB
MOVA,B
CJNEA,#00H,PING_NIAN
SJMPRUN_NIAN
DIV4:
MOVA,37H
MOV23H,A
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVB,#10
MULAB
MOV24H,A
MOVA,23H
ANLA,#0FH
ADDA,24H
MOVB,#4
DIVAB
MOVA,B
CJNEA,#00H,PING_NIAN
SJMPRUN_NIAN
RUN_NIAN:
MOVA,35H
CJNEA,#30H,TIAO1
MOV35H,#01
SJMPTIAO1
PING_NIAN:
MOVA,35H
CJNEA,#29H,TIAO1
MOV35H,#01
SJMPTIAO1
NOT_2_YUE:
MOVA,36H
CJNEA,#4,NOT_4
SJMPDAY30
NOT_4:
CJNEA,#6,NOT_6
SJMPDAY30
NOT_6:
CJNEA,#9,NOT_9
SJMPDAY30
NOT_9:
CJNEA,#11H,DAY31
SJMPDAY30
DAY30:
MOVA,35H
CJNEA,#31H,TIAO1
MOV35H,#01
LJMPTIAO1
DAY31:
MOVA,35H
CJNEA,#32H,TIAO1
MOV35H,#01
TIAO1:
RET
;---------------定时-------------------
T1INT:
PUSHACC
PUSHPSW
INC30H
MOVA,#28H
XRLA,30H
JNZSTF
MOV30H,A
SETB
STF:
POPPSW
POPACC
RETI
;---------------显示---------------
DISP:
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLA,#0FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R0
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#1FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0F0H
ANLA,#2FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#3FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
INCR0
INCR0
INCR1
INCR1
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLA,#4FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R0
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#5FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0F0H
ANLA,#6FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#7FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
DECR0
DECR0
DECR1
DECR1
RET
DISP1:
MOVA,@R1
ORLA,#0F0H
ANLA,#2FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#3FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
INCR0
INCR0
INCR1
INCR1
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLA,#4FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R0
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#5FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0F0H
ANLA,#6FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#7FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
DECR0
DECR0
DECR1
DECR1
RET
DISP2:
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLA,#0FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R0
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#1FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
INCR0
INCR0
INCR1
INCR1
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLA,#4FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R0
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#5FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0F0H
ANLA,#6FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#7FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
DECR0
DECR0
DECR1
DECR1
RET
DISP3:
MOVA,@R0
ORLA,#0F0H
ANLA,#0FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R0
ORLA,#0FH
SWAPA
ANLA,#1FH
MOVP1,A
ACALLDEL1MS
MOVA,@R1
ORLA,#0F0H
ANLA,#2FH
MOVP1,A
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