基于单片机制作电子时钟实训报告Word文档格式.docx
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它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程既通用8位微处理器于单片机芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域[5]。
AT89S51元件简介
本次使用的元件是单片机系统的一个常用元件：
AT89S51。
AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51引脚功能说明（附引脚图）
Vcc：
电源电压
GND：
接地
P0口：
P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，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。
[5]
图2-1AT89S51引脚图
P1口：
P1口是一个带有内部上拉电阻的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“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。
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。
Flash编程和程序校验期间，P1接收低8地址[5]。
P2口：
P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）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（例如执行MOVX@Ri指令）时，P2口线上的内容（即特殊功能寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。
Flash编程和程序校验期间，P2亦接收高位地址和其他控制信号[5]。
P3口：
P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2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口写入“1”，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
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[5]。
P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
表2-1P3口第二功能
端口引脚
第二功能
信号名称
P3.0
RXD
串行数据接收
P3.1
TXD
串行数据发送
P3.2
/INT0
外部中断0请求
P3.3
/INT1
外部中断1请求
P3.4
T0
定时/计数器0的外部输入
P3.5
T1
定时/计数器1的外部输入
P3.6
/WR
外部RAM写选通
P3.7
/RD
外部RAM读选通
RST：
复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFRAUXR的DISRT0位（地址8EH）可打开或关闭该功能。
DIRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态[5]。
ALE/PROG：
当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此可对外输出时钟或用以定时目的。
要注意的是：
每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对Flash存储器编程期间，该引脚还用于出入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效[5]。
/PSEN：
程序储存允许（/PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）使，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[5]。
EA/VPP：
外部访问允许。
欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。
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。
如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。
Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压VPP[5]。
XTAL1：
振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：
振荡器反相放大器的输出端。
LED数码管显示电路
数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。
有两种类型，一种是共阳极，一种是共阴极。
共阳极就是把多个LED显示段的阳极接在一起，又称为公共端。
共阴型就是把多个LED显示段的阴极连接在一起，即为公共商。
阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。
多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。
数码管的显示方法可分为静态显示和动态显示，在本设计中采用的是动态显示，其原理：
各个数码管的相同端连接在一起，共同占用8位段引管线：
每位数码管的阳极连接在一起组成公共端。
利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来[6]。
本设计由两个LED四位一体阴极数码管、8个9012（PNP）三极管、8个510欧上拉电阻等组成，由于LED数码管的位电流较大，故采用三极管来驱动。
8个电阻一端接到单片机的P1口，另一端分别接到三极管的基极，发射极接地，集电极与所述数码管芯片的位控制端相连。
此驱动电路采用主芯片的通用ＩＯ口并配合三极管来实现四位数码管的动态扫描和显示驱动，具有电路结构简单、占用电路板空间小、驱动能力强、成本低等优点，其缺点是共阴极的数码管采用PNP三极管驱动，这样三极管的损耗比较大。
位码由P1口输出，段码由P3口输出，P1口线与LED之间5.1K的限流电阻和PNP三极管，显示的方式为动态显示方式。
表2-2字型与字段关系
显示字符
g
f
e
d
c
b
a
字型码
共阴极
共阳极
1
3FH
C0H
06H
F9H
2
5BH
A4H
3
4FH
B0H
4
66H
99H
5
6DH
92H
6
7DH
82H
7
07H
F8H
8
7FH
80H
9
6FH
90H
A
77H
88H
B
7CH
83H
C
39H
C6H
D
5EH
A1H
E
79H
86H
F
71H
8EH
数码管驱动的意义：
第一：
假如不驱动的话，单片机的高低电平仍然可以控制数码管的亮度，形在动态显示，但这时细心的你会发现这时的数码的亮度会比较暗，并且扫描频率很高，仍然有微小的闪动现象，因为单片机的输出的电流本身就很弱；
第二：
三极管的作用是：
1、起到开关的作用，即某一时刻打开或关闭数码管，形成动态显示；
2、驱动数码管，静态显示可以不明显，动态显示的时候，效果就出来了。
硬件设计及元器件技术说明电子元器件技术说明
AT89S51单片机基板电子元件清单：
元件
型号或规格
数量
单片机
AT89S51
LED
Φ3
电阻
510Ω
10KΩ
排阻
A102J
单片机芯片插槽
瓷片电容
30pF
数据线插槽
电解电容
10μF
晶振
12MHz
单排座
20位
万用板
7cm*9cm
免驱动数据线
按钮
电源开关
LED数码管显示电路模块所需电子元件清单：
LED数码管
SR*30361（BS）
三极管
9012
单排针
15位
4.7kΩ
1000Ω
5cm*7cm
硬件电路图
实验板原理图
控制系统的软件设计
软件系统主要分为以下几个部分：
主程序、显示子程序及中断服务子程序。
以动态显示作为主程序，主要是初始化部分和不断调用动态显示子程序。
动态显示子程序，它被主程序不断调用，以保证稳定可靠的显示；
按键查询采用中断方式；
秒定时采用定时器T0中断方式进行，定时时间为50MS，每50MS溢出一次，中断两次达100MS。
然后通过显示子程序将单元里面的十六进制数拆开为BCD码，送到显示缓冲区。
流程图
程序编写
ORG0000H;
程序执行开始地址
LJMPSTART;
跳到标号START执行
ORG0003H;
外中断0中断程序入口
RETI;
外中断0中断返回
ORG000BH;
定时器T0中断程序入口
LJMPINTT0;
跳至INTTO执行
ORG0013H;
外中断1中断程序入口
RETI;
外中断1中断返回
ORG001BH;
定时器T1中断程序入口
LJMPINTT1;
跳至INTT1执行
ORG0023H;
串行中断程序入口地址
串行中断程序返回
;
主程序;
START:
MOVR0,#70H;
清70H-7AH共11个内存单元
MOVR7,#0BH
;
clrP3.3
CLEARDISP:
MOV@R0,#00H;
INCR0;
DJNZR7,CLEARDISP;
MOV20H,#00H;
清20H（标志用）
MOV7AH,#0AH;
放入"
熄灭符"
数据
MOVTMOD,#11H;
设T0、T1为16位定时器
MOVTL0,#0B0H;
50MS定时初值（T0计时用）
MOVTH0,#3CH;
50MS定时初值
MOVTL1,#0B0H;
50MS定时初值（T1闪烁定时用）
MOVTH1,#3CH;
SETBEA;
总中断开放
SETBET0;
允许T0中断
SETBTR0;
开启T0定时器
MOVR4,#14H;
1秒定时用初值（50MS×
20）
START1:
LCALLDISPLAY;
调用显示子程序
JNBP3.3,SETMM1;
P3.7口为0时转时间调整程序
SJMPSTART1;
P3.7口为1时跳回START1
SETMM1:
LJMPSETMM;
转到时间调整程序SETMM
1秒计时程序;
T0中断服务程序
INTT0:
PUSHACC;
累加器入栈保护
PUSHPSW;
状态字入栈保护
CLRET0;
关T0中断允许
CLRTR0;
关闭定时器T0
MOVA,#0B7H;
中断响应时间同步修正
ADDA,TL0;
低8位初值修正
MOVTL0,A;
重装初值（低8位修正值）
MOVA,#3CH;
高8位初值修正
ADDCA,TH0;
MOVTH0,A;
重装初值（高8位修正值）
开启定时器T0
DJNZR4,OUTT0;
20次中断未到中断退出
ADDSS:
20次中断到（1秒）重赋初值
MOVR0,#71H;
指向秒计时单元（71H-72H）
ACALLADD1;
调用加1程序（加1秒操作）
MOVA,R3;
秒数据放入A（R3为2位十进制数组合）
CLRC;
清进位标志
CJNEA,#60H,ADDMM;
ADDMM:
JCOUTT0;
小于60秒时中断退出
ACALLCLR0;
大于或等于60秒时对秒计时单元清0
MOVR0,#77H;
指向分计时单元（76H-77H）
分计时单元加1分钟
MOVA,R3;
分数据放入A
CJNEA,#60H,ADDHH;
ADDHH:
JCOUTT0;
小于60分时中断退出
大于或等于60分时分计时单元清0
MOVR0,#79H;
指向小时计时单（78H-79H）
小时计时单元加1小时
时数据放入A
CJNEA,#24H,HOUR;
HOUR:
小于24小时中断退出
大于或等于24小时小时计时单元清0
OUTT0:
MOV72H,76H;
中断退出时将分、时计时单元数据移
MOV73H,77H;
入对应显示单元
MOV74H,78H;
MOV75H,79H;
POPPSW;
恢复状态字（出栈）
POPACC;
恢复累加器
开放T0中断
RETI;
中断返回
闪动调时程序;
T1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示
INTT1:
中断现场保护
MOVTL1,#0B0H;
装定时器T1定时初值
MOVTH1,#3CH;
DJNZR2,INTT1OUT;
0.3秒未到退出中断（50MS中断6次）
MOVR2,#06H;
重装0.3秒定时用初值
CPL02H;
0.3秒定时到对闪烁标志取反
JB02H,FLASH1;
02H位为1时显示单元"
熄灭"
02H位为0时正常显示
MOV74H,78H;
INTT1OUT:
POPPSW;
恢复现场
中断退出
FLASH1:
JB01H,FLASH2;
01H位为1时，转小时熄灭控制
MOV72H,7AH;
01H位为0时，"
数据放入分
MOV73H,7AH;
显示单元（72H-73H），将不显示分数据
AJMPINTT1OUT;
转中断退出
FLASH2:
01H位为1时，"
数据放入小时
显示单元（74H-75H），小时数据将不显示
MOV74H,7AH;
MOV75H,7AH;
加1子程序;
ADD1:
MOVA,@R0;
取当前计时单元数据到A
DECR0;
指向前一地址
SWAPA;
A中数据高四位与低四位交换
ORLA,@R0;
前一地址中数据放入A中低四位
ADDA,#01H;
A加1操作
DAA;
十进制调整
MOVR3,A;
移入R3寄存器
ANLA,#0FH;
高四位变0
MOV@R0,A;
放回前一地址单元
取回R3中暂存数据
指向当前地址单元
MOV@R0,A;
数据放入当削地址单元中
RET;
子程序返回
清零程序;
对计时单元复零用
CLR0:
CLRA;
清累加器
清当前地址单元
前一地址单元清0
RET;
时钟调整程序;
当调时按键按下时进入此程序
SETMM:
cLRET0;
关定时器T0中断
CLRTR0;
LCALLDL1S;
调用1
升级会员 