基于单片机AT89S51控制的数字时钟课程设计报告Word格式文档下载.docx

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图2-1总体方案方框图

3硬件设计

本数字时钟系统的硬件电路主要包括晶振电路、数码显示电路及其它外围电路等。

3.1复位电路【2】[9]

复位电路的基本功能是：

系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。

为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。

下图所示的RC复位电路可以实现上述基本功能,Sm为手动复位开关。

图3-0复位电路图

3.2晶振电路[1]

AT89S51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端,这个放大器与作为反馈元件的石英晶体构成自激震荡电路。

外接石英晶体及电容C1,C2接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。

图3-1晶体震荡电路

3.3数码管原理图[4][8][10]

。

图3-2数码管管脚图

3.3.1AT89S51的管脚说明[2]

图3-3AT89S51管脚图

VCC电源电压.

GND接地.

RST复位输入.当RST变为高电平并保持2个机器周期时,将使单片机复位.WDT溢出将使该引脚输出高电平,设置SFRAUXR的DISRTO位（地址8EH）可打开或关闭该功能.DISKRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态.

XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入.

XTAL2来自反向振荡放大器的输出.

P0口一组8位漏极开路型双向I/O口.也即地址/数据总线复用口.作为输出口用时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写"

1"

可作为高阻抗输入端用.在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻.在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻.

P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路.对端口写"

通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口.作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）.Flash编程和程序校验期间,P1接收低8位地址.

P2口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口.P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路.对端口写"

通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口.作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）.在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时,P2口送出高8位地址数据.在访问8位地址的外部数据存储器时,P2口线上的内容在整个访问期间不改变.Flash编程和程序校验期间,P2亦接收低8位地址.

P3口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口.P3的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路.对P3口写"

时,它们被内部的上拉电阻把拉到高电并可作输入端口.作输入端口使用时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）.P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,如下图所示.P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验期间的控制信号.

PSEN/程序储存允许输出是外部程序存储器的读先通信号,当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时,每个机器周期两次PSEN/有效,即输出两个脉冲.当访问外部数据存储器,没有两次有效的PSEN/信号.

EA/VPP外部访问允许.欲使CPU仅访问外部程序存储器,EA端必须保持低电平,需注意的是:

如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态.Flash存储器编程时,该引脚加上+12V的编程电压VPP.

4软件设计

4.1主程序流程图

5制作和调试中的一些问题和解决办法

数字时钟设计刚完成时,我经过检查,发现了一些问题[1][4][7]:

1．刚弄好电路板并烧写程序进去后发现数码管不能正确显示时间，每个数码管中显示的数字几乎一样。

经过询问老师，自己查阅资料，终于找出问题的原因：

由于我在电路中采用的是动态数码管显示，需准确地调整延时子程序DEL1MS。

我在程序中采取的延时时间为1毫秒。

2．复位电路中的开关不能使电路复位到初始状态即12：

00：

00，经过认真检查电路后我发现我是开关的管脚没接对。

测试后重新接下开关的管脚就可以了。

6结论

经过调试之后,我发现我做的基于AT89S51设计的数字时钟,经过调试，一天的时间里面，差不多在1秒，计时是相对准确。

而且该设计的成本不高,硬件电路简单，可以用在对时间精度要求不高的场合.由于时钟电路的重要性,时钟电路在很多应用系统中必不可少,用软件方法可以实现,但误差很大。

在对时间精度要求很高的情况下,通常采用时钟芯片来实现。

典型的时钟芯片有:

DS1302,DS12887,X1203等都可以满足精度要求。

致谢辞

在论文完成之际，谨向关心我、支持我的师长、朋友和亲人表示最衷心的感谢。

首先要感谢我尊敬的指导老师陈弢和唐幼君，本论文的工作得到了陈老师悉心的指导和启发，从论文的选题和具体实现都给予极大的帮助。

唐老师平易近人，我非常感两位老师。

本设计的完成，当然也少不了同学的帮助，感谢他们对我的帮助，没有他们的帮助，设计的任务是不可能这么快顺利完成的。

同时，也要感谢我的爸爸妈妈，感谢他们这么多年来默默地支持着我的学业，我会再接再厉，以更加饱满的热情投入到今后的学习和工作中去。

参考文献:

[1]曹巧媛单片机原理与应用[M].京:

电子工业出版社,2002

[2]何立民MCS-51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社,2000

[3]丁元杰单片微机原理及应用第2版[M].北京机械工业出版社，2001

[4]郁凯平MCS-51单片机串口一口两用在LED显示屏的一例应用《电子与电脑》2008年第1期

[5]陈忠平P89LPC935驱动数码管显示时钟的设计《湖南工业职业技术学院学报》2007年第02期

[6]林成武等MCS-51单片机PO口扩展技术研究.《电子元器件应用》2007年第4期

[7]谢自美《电子线路设计、实验、测试》.华中理工大学出版社,2000

[8]李正浩等51单片机在LED数码管显示中的应用.《实验科学与技术》2006年第z1期

[9]包国宾、张建民单片机复位电路的设计与分析.《光电技术应用》2005年第03期

[10]唐光明基于中断技术的开关软件消抖算法《现代机械》2006年第03期

[11]N.Ambramson,Editor,MultipleAcessCommunication-FoundationofEmergingTecnologies,IEEEPress,1992

附录1C语言程序

附录

ORG0000H

LJMPMAIN;

跳到主程序

ORG0003H

LJMPINT0;

跳到外部中断0

ORG000BH

LJMPT0;

跳到定时器0

ORG0013H

LJMPINT1;

跳到外部中断1

ORG001BH

LJMPT1;

跳到定时器1

ORG0100H

MAIN:

;

主函数

CLRP3.0;

关蜂鸣器

ACALLINITIAL;

调用初始化函数

DONE:

JNB00H,DONE1;

是否显示时间

MOVR0,#73H;

显示时间

ACALLCONVERT;

把时间存储器转化到显示存储器

AJMPTEST;

是否处于调整状态

DONE1:

JNB01H,DONE2;

是否显示日期

MOVR0,#70H;

显示日期

转化

DONE2:

JNB02H,DONE3;

是否显示定时时间

MOVR0,#63H;

显示定时时间

DONE3:

MOVR0,#60H;

显示秒表

LJMPDISP;

跳到显示函数

TEST:

判断是否处于调整状态

JNB18H,TEST10;

是否按键已经按下

JNBP3.5,TEST7;

按键是否已经释放

AJMPTEST11

TEST10:

JB16H,TEST8;

判断是否有按键按下

JBP3.5,TEST7

SETB16H

AJMPTEST7

TEST8:

JBP3.5,TEST9

SETB18H

TEST11:

CLR18H

CPL17H

MOVC,17H

MOVP0.0,C

CLR16H

CLR12H;

定时结束

CLRTR1;

关定时器1

CLRP3.0;

CLR13H;

MOV59H,#00H;

MOV58H,#01H

TEST9:

CLR16H

TEST7:

JNB12H,TEST6

JBP3.4,TEST6

MOV58H,#01H;

TEST6:

JNB01H,TEST5;

是否处于日期状态

JBP3.4,TEST4;

案键3是否按下

MOV20H,#01H;

返回时间状态

MOV21H,#00H

LJMPDISP

TEST5:

JNB02H,TEST4;

是否处于定时时间状态

按键3是否按下

返回时间状态

TEST4:

JNB15H,DO;

闪烁标志是否有效

LJMPDISP;

无效则进入显示函数

DO:

MOVA,21H;

CJNEA,#00H,TEST2;

是否在调整状态

不处于调整状态则进入显示函数

TEST2:

JBP3.4,TEST3

MOV20H,#01H

TEST3:

JNB08H,DONE4;

是否秒位置处于调整状态

MOV78H,#11;

不显示

MOV79H,#11;

进入显示函数

DONE4:

JNB09H,DONE5;

是否分位置处于调整状态

MOV7BH,#11;

MOV7CH,#11;

DONE5:

MOV7EH,#11;

时位置不显示

MOV7FH,#11;

进入主函数

CONVERT:

转化成数码管显示所对应的存储器

MOVA,@R0;

把R0存储的地址所对应的存储器的内容转化到秒位置的存储器

MOVB,#10;

DIVAB;

MOV79H,A;

高位存储?

MOV78H,B;

地位存储

INCR0;

地址加一

取数据

MOV7CH,A;

高位存储

MOV7BH,B;

低位存储

MOV7FH,A;

MOV7EH,B;

RET

INITIAL:

MOV7FH,#1;

数码管显示12:

00:

00

MOV7EH,#2

MOV7DH,#10

MOV7CH,#0

MOV7BH,#0

MOV7AH,#10

MOV79H,#0

MOV78H,#0

MOV75H,#12;

初始化时间12:

MOV74H,#0

MOV73H,#0

MOV72H,#08;

初始化日期08.3.20

MOV71H,#3

MOV70H,#20

MOV65H,#12;

初始化定时时间12:

20

MOV64H,#0

MOV63H,#20

MOV62H,#00;

初始化秒表00:

00.00

MOV61H,#00

MOV60H,#00

MOV50H,#100;

1s定时100*10ms

MOV51H,#20;

200ms闪烁计时

MOV52H,#10;

秒表计数器

MOV53H,#5;

每放一个音时延时5ms

MOV58H,#1;

存放音乐表的指针

MOVTH0,#0D8H;

T0定义为10ms中断

MOVTL0,#0F0H

MOVTMOD,#11H;

定时器工作在方式1

MOVIP,#2;

定时器0高优先级

MOVIE,#8FH;

开中断

SETBIT0;

外部中断为边缘触发

SETBIT1;

SETBTR0;

开定时器0

MOV20H,#0;

SETB00H;

设置成处在时间显示状态00H为时间显示标志，01h为日期显示标志，02h为定时时间显示标志，03h秒表显示标志;

08h为秒位置选择标志，09h为分位置选者标志，0ah为时位置选择标志;

10h为秒表开始或暂停标志，11h为，12h为是否正在放音乐标志，13h为是否延时标志，15h为闪烁标志，16h,17h为判断定时按键标志

MOV21H,#0;

位存储器初始化

MOV22H,#0;

SETB17H;

开定时器

SETBP0.0;

开定时器指示灯

DISP:

显示函数

MOVR0,#78H;

显示第一个位置

MOVDPTR,#TAB;

MOVR7,#0FEH;

第一位有效

NEXT:

MOVA,@R0;

MOVCA,@A+DPTR;

把十进制数转化成数码管对应的数据

MOVP1,A;

数据送出端口

MOVP2,R7;

地址送出端口

ACALLDEL1MS;

延时一毫秒

MOVA,R7;

RLA;

地址位左移到下一位

MOVR7,A;

INCR0;

数据地址加1

CJNER0,#80H,NEXT;

是否已经显示完

LJMPDONE

TAB:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H,00H

0123456789-空

DEL1MS:

延时1毫秒函数

MOVR6,#2

DEL1:

MOVR5,#250

DJNZR5,$

DJNZR6,DEL1

T0:

定时器0函数

PUSHDPH

PUSHDPL

PUSHPSW

PUSHACC

定时时间设置为10毫秒

DJNZ50H,MIAO1;

是否已经延时1秒

AJMPNEXT5;

MIAO1:

LJMPMIAOBIAO;

一秒还没到，进入秒表

NEXT5:

MOV50H,#100;

重新循环100次，即一秒

INC73H;

秒加一

MOVA,73H;

CJNEA,#60,MIAO2;

是否已经加到60

AJMPNEXT6;

MIAO2:

没到60，进入秒表

NEXT6:

MOV73H,#0;

已经加到60，秒清0

INC74H;

分加一

MOVA,74H;

CJNEA,#60,MIAO3;

分是否已经加到60

AJMPNEXT7;

MIAO3:

NEXT7:

MOV74H,#0;

已经到60，分清0

INC75H;

时加1

MOVA,75H;

CJNEA,#24,MIAO4;

是否已加到24

AJMPNEXT8;

MIAO4:

没到24则进入秒表

NEXT8:

MOV75H,#0;

时清0

INC70H;

日加1

MOVA,70H;

CJNEA,#29,MONTH;

是否是29

MOVA,71H;

CJNEA,#2,MIAO5;

是否是2月

AJMPNEXT9;

MIAO5:

不是2月，进入秒表

NEXT9:

MOV71H,#3;

月份为3

MOV70H,#1;

日为1

LJMPMIAOBIAO;

MONTH:

CJNEA,#31,MONTH1;

是否是日是31

CJNEA,#4,MONTH6;

是否是4月

MOV71H,#5;

;

月份为5

AJMPMIAOBIAO;

MONTH6:

MOVA,71H;

CJNEA,#6,MONTH9;

是否是6月

MOV71H,#7;

月份为7

MONTH9:

CJNEA,#9,MONTH11;

是否是9月

MOV71H,#10;

月分为10

MONTH11:

CJNEA,#11,MIAOBIAO;

是否是11月

MOV71H,#12;

月份为12

日为1

MONTH1:

CJNEA,#32,MIAOBIAO;

是否日是32

CJNEA,#12,MONTH0;

是否是12月

年加1

月为1

MOV71H,#1;

MONTH0:

INC71H;

不是12月，月加1

日为

MIAOBIAO:

秒表函数

JNB03H,DINGSHI;

是否进入计时

JNB10H,DINGSHI;

是否开始计时

DJNZ52H,DINGSHI;

是否100毫秒已到

JNBP3.4,CLEAR;

按键按下时清0

INC60H;

0.1秒位加1

MOVA,60H;

CJNEA,#10,DINGSHI;

是否已加到10

MOV60H,#0;

0.1秒位清0

INC61H;

秒位加1

MOVA,61H;

CJNEA,#60,DINGSHI;

秒是否已经加到60

MOV61H,#0;

秒位清0

INC62H;

分加1

MOVA,62H;

是否是60分

MOV62H,#0;

分为清0

AJMPDINGSHI;

CLEAR:

MOV60H,#0;

清0

CLR10H;

停止计数

DINGSHI:

定时函数

JB17H,YSTART;

定时器有效

LJMPBAOSHI;

定时器无效

YSTART:

JB12H,START;

是否已经在放音乐

MOVA,63H;

CJNEA,73H,BAO1;

是否时已到

AJMPNEXT10;

BAO1:

LJMPBAOSHI;

NEXT10:

MOVA,64H;

CJNEA,74H,BAO2;

是否分已到

AJMPNEXT11;

BAO2:

NEXT11:

MOVA,65H;

CJNEA,75H,BAO3;

是否秒已到

AJMPNEXT12;

BAO3:

NEXT12:

SETB12H;

设置定时已到

MOV55H,#10H;

第一个节拍

MOV57H,#0FBH;

第一个音调高位

MOV56H,#8BH;

第一个音调低位

SETBTR1;

启动定时器1

START:

DJNZ55H,BAO4;

节拍是否已结束

AJMPNEXT13;

BAO4:

NEXT13:

CPL13H;