电器课程设计电子钟Word文档格式.docx
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要电器特性参数和芯片的驱动能力准许,完全可以通过控制负极的电压来控制二极管的发光或者熄灭。
这种连接方式的数码管又叫做共阳极数码管。
本次电路设计了一组数码管显示电路，8只数码管可以单只驱动也可动态显示8位数码管。
通过上拉电阻及三极管的反相作用共同实现数码管的输出与控制信号。
显示部分电路如图2.7。
图2.7数码管显示电路
2．5总体电路图
详见附录A
三、软件系统设计方案
3.1系统主程序
图3.1数字电子钟主程序流程图
主程序流程图如上图3.1所示，初始化后显示“P.”准备状态，然后调键盘扫描程序判断启动键（键A）是否按下，若按下则定时器、中断初始化，开启中断，调键盘扫描程序，判断启动（键A）是否按下，未按则等待中断，进入开始计时即显示时间开始；
若开启按键（键A）再次按下，则时、分、秒按键可以调整时间了。
调整完毕再按启动按键时间开始正常计时。
3.2中断服务程序
图3.2中断服务程序流程图
中断服务程序主要功能是进行计时操作。
当定时器计满一秒后发生定时器0中断，秒值加一。
判断是否计满60s，满则分值加一，否则返回。
同理对时进行判断。
中断服务程序流程如图3.2所示。
3.3加一子程序
加1子程序用于完成对秒、分、时的加1操作，中断服务程序中在秒、分、时共有三处调用此子程序，在秒、分、时调整是也有三处调用此子程序。
程序流程图如图3.3所示。
图3.3加一程序流程图
3.4键扫描及键处理子程序
独立式键盘的程序设计一般把键盘扫描程序设计成子程序，以便其它各程序调用。
程序设计采用查询法。
包括判断有无键按下子程序与键盘扫描子程序，程序流程图见图3.4。
图3.4键扫描子程序流程图
3.5显示程序
为了存放显示的数字或字符，在内部RAM中开辟显示数据缓冲区，其单元个数与显示器数码管的位数相同。
显示缓冲区8个显示缓冲单元地址依次为30H～37H，则显示缓冲单元与LED显示器数码管对应关系为：
LED7
LED6
LED5
LED4
LED3
LED2
LED1
LED0
37H
36H
35H
34H
33H
32H
31H
30H
动态扫描从右向左进行，则缓冲区首地址应为30H。
LED显示器动态显示过
程为：
从P0口输出字形代码，字形代码通过LED数码管的dp～a端加到8个LED上，从P2口输出位控代码，位控代码通过LED数码管的位控端（LED数码管的公共极）加到8个LED上。
显示程序流程图如图3.5。
图3.5显示子程序流程图
四、设计总结
4．1设计结果及误差分析
将程序导入单片机后，上电或按键复位数码管显示准备状态提示符“P.”；
能通过按键对电子钟进行时间调整并能正常运行显示时间。
通过一段时间的正常运行后发现该电子钟存在一定的误差，误差的产生有以下几个方面的原因：
首先，此次设计虽说是采用软件的方法产生1s的基本时间，然而定时器/计数器并不能进行标准的1s定时，而是产生一个基准时间后进行循环计数来得到1s，但CPU执行代码需要1～2us的时间，因此实际产生的1秒、1分、1小时都会略大于理论时间，此外，单片机也会受硬件系统的影响，而且也易受到外界因素的影响，比如温度、湿度等的干扰。
4．2心得体会
本次设计从前期硬件电路的制作到后期程序的编写最终实现电子钟计时前后历时一个星期。
不管是制板还是编程其间都遇到了不少挫折与困难。
第一次制PCB板就因为绘制PCB图时设置的导线太细加上转印缺乏经验和腐蚀时间掌握不好，导致板子报废。
第二次制板当然因为第一次制作失败心有余悸，但由于是第二次做，制作程序和小技巧都轻车熟路了，完成了让自己比较满意的电路板的制作，很有成就感。
后期编程同样不顺利。
首先是对整个设计感到很茫然，设想的很简单，可就是不知道从哪里下手。
后来朱老师在课堂上对程序设计思路的讲解提醒了我，可以将整个程序分成多个子程序，这样主程序主要是子程序的调用就变得简洁清楚了。
通过查阅资料和请教同学，我终于理清了整个程序流程，然后着重进行子程序编写。
在写程序的过程中经常会对一些指令功能感到陌生，通过翻阅课本和上网查阅，使我对指令和常用程序的功能有了更清楚的了解。
譬如说十进制调整指令。
在课堂上没听明白，因为在平时编写小程序基本上不用，所以一直也没想要弄清楚。
但在设计过程中必须用到DB指令对要显示的数据进行处理，所以上网把指令的具体操作过程弄清了。
设计过程中，遇到问题就得解决问题。
解决的过程有时兴奋有时烦躁，但解决之后都是特别有满足感的。
参考文献
[1]李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础[M].第三版.北京：
航空航天大学出版社，2007.6.
[2]清源计算机工作室.Protel99SE原理图与PCB及仿真.北京：
机械工业出版社，2004
[3]阎石.数字电子技术基础.北京：
高等教育出版社，2006
[4]康华光等.电子技术基础（模拟部分）.北京：
辞谢
首先我要感谢我的指导老师朱老师。
上学期他教授我们单片机基础这门课程，他对理论知识清楚细致的讲解让我具备了完成本次课程设计必需的理论基础。
同时他严谨务实，敦促我认真完成每一次作业和实验，这些都为我的设计的顺利完成奠定了基础。
其次我要感谢给予我不同帮助的班上同学们，每次遇到问题都会就近找高手寻求解决，感谢你们的不吝赐教。
很多时候你们都能为我解决疑团和困惑，衷心地觉得，你们真是太强了！
最后，感谢您对拙作的审阅。
附录A
总体电路图
附录B
程序清单
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG000BH
LJMPINTT0;
计数器T0中断入口地址
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H;
栈顶地址确立堆栈区
MOVPSW,#00H;
选择当前通用寄存器第0组
MOVR0,#20H;
RAM区首地址
MOVR7,#5FH;
RAM区单元个数
QL:
MOV@R0,#00H;
RAM（位寻址区和用户RAM区）清零
INCR0
DJNZR7,QL
MOVIP,#02H
MOVIE,#82H;
中断初始化，
MOVTMOD,#01H;
定时器0工作方式1
LCALLDP;
送P.显示编码
NEXT:
LCALLDISP;
调显示程序
LCALLKEY;
调键扫子程序
JBACC.0,RUN;
A键按下运行
SJMPNEXT
RUN:
LCALLBUF;
调待显数据传送子程序
LCALLTIME;
调电子钟计时准备子程序
JK:
LCALLDISP;
调用显示子程序
按键检测子程序
JZJK
LCALLADJUST;
调键调整子程序
LCALLDISP;
SJMPJK
;
--------------------------------------------------------P点显示编码
DP:
MOV37H,#17;
P点编码送寄存器
MOVR0,#30H
MOVR7,#07H
DP1:
MOV@R0,#16
INCR0
DJNZR7,DP1;
30H~36H灭,37HP.
RET
-----------------------------------------------------键扫子程序
KEY:
LCALLKS;
调“判断有无键按下”子程序
JZEXIT;
没有键按下转到返回
LCALLDISP
LCALLDISP;
调显示去抖动
LCALLKS
JZEXIT
MOVB,A;
保存键值
LK1:
LCALLKS
JZLK2;
键释放，转到恢复键值
LCALLDISP;
调显示子程序延时
AJMPLK1;
继续查询等待键释放
LK2:
MOVA,B;
键值送回累加器返回
EXIT:
RET
KS:
MOVP1,#0FFH;
“判断有无键按下”子程序
MOVA,P1;
P1口值送累加器A
CPLA;
A值取反
ANLA,#0FH;
保存P1口的低4位
RET
-----------------------------------------------------键调整程序
ADJUST:
CLREA;
关中断
CHECK:
JBTR0,JR;
判断是否运行
K0:
CJNEA,#01H,K1
AJMPRUN1;
A键按下转运行
K1:
CJNEA,#02H,K2
AJMPKEY1;
转时调整
K2:
CJNEA,#04H,K3
AJMPKEY2;
转分调整
K3:
CJNEA,#08H,OUT
AJMPKEY3;
转秒调整
JR:
JBACC.0,STOP
AJMPOUT
KEY1:
MOVR0,#45H;
时调整
LCALLADD1
CLRC
CJNEA,#24H,BUF
ACALLCLR0
AJMPBUF
KEY2:
MOVR0,#43H;
分调整
LCALLADD1
CJNEA,#60H,BUF
KEY3:
MOVR0,#41H;
秒调整
ACALLADD1
CJNEA,#60H,BUF
-------------------------------------------显示数据送显示缓冲区
BUF:
MOV30H,40H;
秒显示单元41H-42H
MOV31H,41H;
秒十位
MOV32H,#18;
"
-"
MOV33H,42H;
分显示单元43H-44H
MOV34H,43H
MOV35H,#18;
MOV36H,44H;
时显示单元44-45H
MOV37H,45H
STOP:
CLRTR0;
关电子钟并跳出
RET
RUN1:
LCALLTIME;
运行电子钟
OUT:
SETBEA;
无键按下或完成功能跳出
RET
-----------------------------------------------------电子钟计时准备
TIME:
SETBEA
MOVTL0,#0B0H
MOVTH0,#3CH
MOVR4,#20;
50ms，20次循环
SETBTR0;
启动定时器0
---------------------------------------------------------定时中断
INTT0:
PUSHACC
PUSHPSW
CLRET0
CLRTR0
MOVTL0,#0B0H;
重新设定定时初值
MOVTH0,#3CH
DJNZR4,BUF0;
1秒到
ADDS:
MOVR4,#14H;
20次计数
放置秒十位
ACALLADD1;
加1程序
CJNEA,#60H,ADDM;
1分到
ADDM:
JCBUF0
ACALLCLR0
MOVR0,#43H
加1程序
CJNEA,#60H,ADDH;
1小时到
ADDH:
MOVR0,#45H
CJNEA,#24H,HOUR;
1天到
HOUR:
JCBUF0
BUF0:
MOV30H,40H;
MOV31H,41H
POPPSW
POPACC
SETBET0
RETI
-------------------------------------------------时间清零子程序
CLR0:
CLRA
MOV@R0,A
DECR0
----------------------------------------------------加一子程序
ADD1:
MOVA,@R0;
取十位（存在41H低四位）
DECR0
SWAPA
ORLA,@R0;
组合十位与个位
ADDA,#01H;
加1
DAA;
十进制调整
MOVR3,A;
暂存
ANLA,#0FH;
屏蔽十位
MOV@R0,A;
放入个位单元
MOVA,R3;
取值
INCR0
SWAPA
屏蔽个位
放入十位单元
MOVA,R3;
数值放入A中等待判断
----------------------------------显示子程序显示缓冲区30H~37H
DISP:
PUSHDPH
PUSHDPL
PUSHACC
PUSHPSW
CLRRS1;
改变当前寄存器组为组1
SETBRS0
MOVR1,#30H;
显示缓冲存储单元首地址
MOVR2,#0FEH;
从右至左显示
MOVR5,#08H;
循环次数，即驱动数码管的位数
DISP1:
MOVA,@R1
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A;
送段控
MOVP2,R2;
送位控
LCALLDL;
延时1毫秒
MOVA,R2;
位控码送A
RLA;
获得新的位控码
MOVR2,A;
保存新的位控码
INCR1;
获得新的显示缓冲单元地址
DJNZR5,DISP1;
循环没有结束则继续
POPPSW;
恢复当前寄存器组的组号
POPDPL
POPDPH
DL:
MOVR7,#02H;
延时1ms
DL1:
MOVR6,#0FFH
DL2:
DJNZR6,DL2
DJNZR7,DL1
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H;
显示0-8
DB90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,0BFH;
显示9,A,B,C,D,E,F,灭,p.,-
END
附录C
PCB图
元器件布局图
附录D
元器件清单
PartType
Designator
Footprint
1K
R12
RES
470
RP7
R13
R26
1k
R2
BELL
LS1
2k
R01
CCN2
JX2
JP2
10k
J5
JP9
J1
J2
CCN8
J8
12MHz
Y1
JINZHENG
JP1
22uF
C3
CAPACITOR
JP3
33pF
C1
CAP
JP4
C2
LED
D6
200
R1
D5
R07
D4
R22
D8
R20
D9
R21
D7
R04
D3
R05
D1
R06
D2
R00
LEDJ
1
DIP12
R02
2
R03
PNP
Q49012
RP3
Q39012
RP5
Q69012
RP6
Q59012
RP4
Q29012
R27
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