电子时钟程序设计 单片机报告.docx

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电子时钟程序设计单片机报告

《单片机原理实验》报告

——电子时钟程序设计

一、实验目的

1、学习8051系列单片机[SST89E58RD]定时器时间计时处理

2、学习按键扫描电路的应用

3、掌握LED数码管动态显示的设计方法

二、设计任务及要求

利用实验平台上4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟，要求：

1、在4位数码管上显示当前时间，显示格式为“时时分分”；

2、由LED闪动做秒显示；

3、利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。

当闹玲时间到蜂鸣器发出声响，按停止键使可使闹玲声停止。

三、实现功能概述

1、4位7段数码管上显示当前时间，显示格式为“时时.分分”，第三位小数点同时闪烁做秒显示；

2、由红色LED闪动做秒显示；

3、利用按键可对时间及闹铃时间进行设置，可显示闹铃时间。

4、闹铃时间到，蜂鸣器持续鸣响；

四、工作原理及设计思路

1：

利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔5ms中断一次并当作一个计数，每中断一次计数加1，当计数200次时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。

为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示。

闹铃声由交流蜂鸣器产生，电路如右图，当P1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。

图：

蜂鸣器电路

2：

硬件电路设计及描述

由于扩展了外部存储器，P0口只能作地址/数据总线，P2口只能作地址总线高8位，P3.7、P3.6作为外部数据存储器读写信号。

P3.0、P3.1作为串行输入、输出接口，在仿真模式下完成与PC机的通信，故也不可用。

实验仪上单片机可用作I/O的口仅有：

P1.0--P1.7，8位；P3.2、P3.3、P3.4、P3.5，4位。

其中：

P1.0用作数据线SDA，P1.1用作时钟信号CLK，所以P1.0和P1.1应该接对应跳线的A位，即跳线的中间和下面相连。

P1.3、P1.4、P1.5和P1.6是四个数码管的位扫描线，其中P1.6对应数码管W1，显示小时高位；P1.5对应数码管W2，显示小时低位；P1.4对应数码管W3，显示分钟高位；P1.3对应数码管W4，显示分钟低位。

P1.7连接蜂鸣器电路，输出不同频率的方波，使其发出不同的声音。

P1.2用来控制秒的闪烁显示。

故，P1.2也应该接对应跳线的A位。

其显示电路如下图：

P3.2、P3.3、P3.4、P3.5分别连接单刀双掷开关S1、S2、S3、S4，从而输入高低电平。

将S2S1定义为功能模式选择开关；S3定义为分钟数调整开关；S4定义为小时数调整开关。

当S2S1=00时，显示当前时间，不进行任何操作。

当S2S1=01时，显示当前时间，同时可进行时钟调整，若S3=1，分钟数持续加1，若S4=1，小时数持续加1。

当S2S1=10时，显示闹钟时间，同时可进行闹钟调整，若S3=1，分钟数持续加1，若S4=1，小时数持续加1。

当S2S1=11时，显示当前时间，同时关闭闹钟

五、主要模块设计流程及描述

1主模块设计概述

2时钟走时中断服务模块

模块设计描述：

1进行各端口配置、程序初始化、开定时器0中断及启动计数

2循环调用时钟显示、响铃判断、按键判断子程序

3在调用子程序时，若定时器T0计满产生中断，则开始执行时钟走时中断服务程序

4若响铃开关打开，且闹铃时间到来，定时器T1计满产生中断，则执行闹钟响铃中断服务程序

3显示模块

本实验使用的数码管为4位共阳数码管，LED的公共阳极接高电平，某个阴极接低电平时，相应的段被点亮显示，为显示不同的字形，显示器各字段所加的电平是不同的，编码也随之不同，7段显示器的字形与共阳极时编码的对应关系如下表

显示字符

段码

显示字符

段码

0

COH

7

F8H

1

F9H

8

80H

2

A4H

9

90H

3

B0H

A

88H

4

99H

B

83H

5

92H

无显示

FFH

6

82H

…

…

显示信号由P0.0—P0.7输出至74HC573锁存，位选信号由P2.0—P2.3输出，经过三极管接到数码管的位选端W1—W4。

以P0.3为例，当P0.3为低电平时，三极管Q5工作与饱和状态，基极饱和电流约为10mA，集电极为高电平，使选中的数码管点亮。

当P0.3为高电平时，三极管Q5工作于截止状态，所以集电极没有电压，相应的数码管灭。

每次只允许P0.3—P0.6中的一位为低电平，选中相应的数码管，由于扫描速度很快，人的视觉会有暂留效应，所以看到的数码管是都亮的。

4校时模块

校时模块主要是通过软件来实现的。

校时模块可以调整时间和闹钟，这些通过按键扫描电路来判断。

以闹铃校时为例，流程如下：

5计时模块

计时模块是通过定时器0来实现的。

定时器1每5ms中断一次，达到200次中断则达到1s时间。

计时模块流程图如下：

六、源程序代码及注释

注：

首先将单片机用到的主要寄存器做下说明（如下）；

P1.2作秒的闪烁控制位；

P1.7作响铃控制电平；

P3.2、P3.3作模式选择键S2、S1；

P3.4作分调整键S3（分钟数+1）；

P3.5作时调整键S4（小时数+1）；

R0为计数5ms的次数；R1为秒数；R2为分钟数；R3为时钟数；

R4在显示程序中作为向LED传递数据时的左移次数标志位；

R4在音乐闹铃程序中读取TABLE中的数据；

R5作为节拍长度；

40H作显示的分；41H作显示的时；42H作闹钟的分；43H作闹钟的时；

63H、64H存放延时程序DELAY的延时数；

60H、61H作定时器T1的初值。

;******************************主程序*******************************************

S1BITP3.2;定义模式选择键S2、S1

S2BITP3.3

S3BITP3.4;定义时调整键S4,分调整键S3

S4BITP3.5

SDABITP1.0

CLKBITP1.1

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG000BH;T0的中断服务程序的入口地址

AJMPTIMER;跳转到时钟走时中断服务程序

ORG001BH;T1的中断服务程序的入口地址

AJMPALARM_OPEN;跳转到闹钟响铃中断服务程序

ORG0030H

MAIN:

MOV40H,#00;显示的分

MOV41H,#00;显示的时

MOV42H,#58;闹钟的分

MOV43H,#23;闹钟的时

MOVR0,#00H;寄存器清零（RO为计数5ms的次数，R1为秒数，

MOVR1,#00H;R2为分钟数，R3为时钟数）

MOVR2,#00H

MOVR3,#00H

MOVTMOD,#11H;设置T0,T1处于工作方式1

MOVTH0,#0EEH;设置定时器的初值

MOVTL0,#00H

SETBEA;允许总中断

SETBET0;允许T0,T1中断

SETBET1

SETBTR0;启动T0

LOOP:

LCALLDISPLAY1;调用显示程序

LCALLALARM;调用闹铃程序

LCALLMODE;调用模式判断程序

AJMPLOOP

;************************************时钟显示部分*******************************

DISPLAY1:

MOVDPTR,#TAB1

MOVA,41H

MOVB,#10

DIVAB

LCALLDISP1

CLRP1.6;LED1数码管显示数码，即小时的高位

LCALLDELAY

SETBP1.6

JBP1.2,TD;控制LED2数码管的小数点"dp"闪烁

AJMPTD1

TD:

MOVA,B

AJMPTD2

TD1:

MOVA,B

ADDA,#10

TD2:

LCALLDISP1;LED2数码管显示数码，即小时的低位

CLRP1.5

LCALLDELAY

SETBP1.5

MOVA,40H

MOVB,#10

DIVAB

LCALLDISP1

CLRP1.4;LED3数码管显示数码，即分钟的高位

LCALLDELAY

SETBP1.4

MOVA,B

LCALLDISP1

CLRP1.3;LED4数码管显示数码，即分钟的低位

LCALLDELAY

SETBP1.3

RET

DISP1:

MOVCA,@A+DPTR;LED串并转换口从P1.0接收

MOVR4,#08H;R4记作左循环的次数

DUP1:

RLCA;A带进位左循环移位

MOVSDA,C

CLRCLK;上升沿触发数据接收

SETBCLK

DJNZR4,DUP1

RET

;************************************闹钟显示部分*******************************

DISPLAY2:

MOVDPTR,#TAB1

MOVA,43H

MOVB,#10

DIVAB

LCALLDISP2

CLRP1.6;LED1数码管显示数码，即小时的高位

LCALLDELAY

SETBP1.6

MOVA,B

LCALLDISP2

CLRP1.5;LED2数码管显示数码，即小时的低位

LCALLDELAY

SETBP1.5

MOVA,42H

MOVB,#10

DIVAB

LCALLDISP2

CLRP1.4;LED3数码管显示数码，即分钟的高位

LCALLDELAY

SETBP1.4

MOVA,B

LCALLDISP2

CLRP1.3;LED4数码管显示数码，即分钟的低位

LCALLDELAY

SETBP1.3

RET

DISP2:

MOVCA,@A+DPTR;LED串并转换口从P1.0接收

MOVR4,#08H;R4记作左循环的次数

DUP2:

RLCA;A带进位左循环移位

MOVSDA,C

CLRCLK;上升沿触发数据接收

SETBCLK

DJNZR4,DUP2

RET

;********************************判断闹钟时间是否到来*************************

ALARM: