单片机 简易电子时钟设计.docx
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单片机简易电子时钟设计
单片机简易电子时钟设计
1设计任务与要求
1.1设计背景
数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。
在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。
单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。
1.2 课程设计目的
（1）巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；
（2）培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；
（3）过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。
1.3设计要求
1）．时制式为24小时制。
2）．采用LED数码管显示时、分，秒采用数字显示。
3）．具有方便的时间调校功能。
4）．计时稳定度高，可精确校正计时精度。
2总体方案设计
2.1实现时钟计时的基本方法
利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。
（1）计数初值计算:
把定时器设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒，而100次计数可用软件方法实现。
假设使用T/C0，方式1，50ms定时，fosc=12MHz。
则初值X满足（216-X）×1/12MHz×12μs=50000μs
X=15536→0011110010110000→3CB0H
（2）采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时（1秒）；
（3）从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
2.2电子钟的时间显示
电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示，因此，在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。
LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1
37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H
时十位 时个位 分隔 分十位 分个位 分隔 秒十位 秒个位
2.3电子钟的时间调整
电子钟设置3个按键通过程序控制来完成电子钟的时间调整。
A键调整时；
B键调整分；
C键复位
2.4总体方案介绍
2.4.1计时方案
利用AT89S51单片机内部的定时/计数器进行中断时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。
该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。
2.4.2控制方案
AT89S51的P0口和P2口外接由八个LED数码管（LED8～LED1）构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口，P2口作八个LED数码管的位控输出线，P1口外接四个按键A、B、C构成键盘电路。
AT89S51是一种低功耗，高性能的CMOS8位微型计算机。
它带有8KFlash可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash集成在一个芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。
简易电子钟的功能不复杂，采用其现有的I/O便可完成，所以本设计中采用此的设计方案。
3系统硬件电路设计
根据以上的电子时钟的设计要求可以分为以下的几个硬件电路模块：
单片机模块、数码显示模块与按键模块，模块之间的关系图如下面得方框电路图1所示。
图1硬件电路方框图
图2硬件电路图
4、系统软件设计
4.1软件设计分析
在编程上，首先进行了初始化，定义程序的的入口地址以及中断的入口地址，在主程序开始定义了一组固定单元用来储存计数的时.分.秒，在显示初值之后，进入主循环。
在主程序中，对不同的按键进行扫描，实现秒表，时间调整，复位清零等功能，系统总流程图如下图7：
图7系统总体流程图
4.2源程序清单
ORG0000H
MOV30H,#1设置时钟的起始时间12.00.00，分配显示数据内存
MOV31H,#2
MOV32H,#0
MOV33H,#0
MOV34H,#0
MOV35H,#0
MOVTMOD,#01启动计数器
XS0:
SETBTR0使TRO位置1
MOVTH0,#00H计数器置零
MOVTL0,#00H
XS:
MOV40H,#0FEH扫描控制字初值
MOVDPTR,#TAB取段码表地址
MOVP2,40H从P2口输出
MOVA,30H取显示数据到A
MOVCA,@A+DPTR查显示数据对应段码
MOVP0,A段码放入P0中
LCALLYS1MS显示1MS
MOVP0,#0FFHPO端口清零
MOVA,40H取扫描控制字放入A中
RLAA中数据循环左移
MOV40H,A放回40H地址段内
MOVP2,40H
MOVA,31H
ADDA,#10进位显示
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
LCALLYS1MS
MOVP0,#0FFH
MOVA,40H
RLA
MOV40H,A
MOVP2,40H
MOVA,32H
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
LCALLYS1MS
MOVP0,#0FFH
MOVA,40H
RLA
MOV40H,A
MOVP2,40H
MOVA,33H
ADDA,#10
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
LCALLYS1MS
MOVP0,#0FFH
MOVA,40H
RLA
MOV40H,A
MOVP2,40H
MOVA,34H
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
LCALLYS1MS
MOVP0,#0FFH
MOVA,40H
RLA
MOV40H,A
MOVP2,40H
MOVA,35H
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
LCALLYS1MS
MOVP0,#0FFH
MOVA,40H
RLA
MOV40H,A
JBTF0,JIA如果TF0为1时，则执行JIA，否则顺序执行
JNBP1.0,P100为0则转移到P100
JNBP1.1,P1000为0则转移到P1000
JNBP1.2,P10000为0则转移到P10000
AJMPXS跳转到XS
P100:
MOV30H,#0清零程序
MOV31H,#0
MOV32H,#0
MOV33H,#0
MOV34H,#0
MOV35H,#0
JIA:
CLRTF0TF0清零
MOVA,35H秒单位数据到A
CJNEA,#9,JIA1与9进行比较，大于9就转移到JIA1
MOV35H,0秒个位清零
MOVA,34H秒十位数据到A
CJNEA,#5,JIA10与5进行比较，大于5就转移到JIA10
MOV34H,#0秒十位清零
P10000:
JNBP1.2,P10000为0则转移到P10000
MOVA,33H取分的个位到A
CJNEA,#9,JIA100与9进行比较，大于9就转移到JIA100
MOV33H,#0分的个位清零
MOVA,32H分十位数据到A
CJNEA,#5,JIA1000与5进行比较，大于5就转移到JIA1000
MOV32H,#0分的十位清零
P1000:
JNBP1.1,P1000为0则转移到P1000
MOVA,31H时个位数据到A
CJNEA,#9,JIA10000与9进行比较，大于9就转移到JIA10000
MOV31H,#0时的个位清零
MOVA,30H时十位数据到A
CJNEA,#2,JIA100000与2进行比较，大于5就转移到JIA100000
MOV30H,#0时的十位清零
AJMPXS0转移到XSO
JIA100000:
INC30H加1
AJMPXS0跳转到XS0
JIA10000:
CJNEA,#3,JIAJIA与3进行比较，大于则转移到JIAJIA
MOVA,30H将时的十位放到A
CJNEA,#02,JIAJIA与2进行比较，大于则转移到JIAJIA
MOV30H,#0时段清零
MOV31H,#0
AJMPXS0跳转到XSO
JIAJIA:
INC31H加一
AJMPXS0
JIA1000:
INC32H
AJMPXS0
JIA100:
INC33H
AJMPXS0
JIA10:
INC34H
AJMPXS0
JIA1:
INC35H
AJMPXS0
RET返回
YS1MS:
MOVR6,#9H延时程序
YL1:
MOVR7,#19H
DJNZR7,$
DJNZR6,YL1
RET
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H共阳段码表
DB040H,079H,024H,030H,019H,012H,002H,078H,000H,010H
END
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