基于AT89C51单片机的电子表设计.docx
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基于AT89C51单片机的电子表设计
基于AT89C51单片机的电子表设计
黄河科技学院课程设计任务书
工学院机械系机械设计制造及其自动化专业11级3班
学号1101110035姓名席世琦指导教师朱煜钰
题目:
基于AT89C51单片机的电子表设计
课程:
单片机应用技术课程设计
课程设计时间2014年10月27日至2014年11月10日共2周
课程设计工作内容与基本要求（设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料）（纸张不够可加页）
1．设计要求
利用AT89C51单片机作为微控制器，在数码管通过一个控制键转换来显示相应的时间和日期，能通过多个控制键用来实现时间和日期的调节。
2.设计任务与要求
2.1系统硬件电路设计
根据该系统设计的功能要求选择所用元器件，设计硬件电路。
要求用Proteus绘制整个系统电路原理图。
2.2软件设计
根据该系统要求的功能进行软件设计，绘制整个系统的软件流程图；根据流程图编写程序并汇编调试通过；列出软件清单，软件清单要求逐条加以注释。
2.3Proteus仿真
用Proteus对系统软硬件进行仿真调试并通过。
2.4编写设计说明书
内容包括任务书、设计方案分析、硬件部分设计、软件部分设计、调试结果整理分析、设计调试的心得体会等，字数不少于5000字；硬件部分设计要绘制整个系统电路原理图，对各部分电路设计原理做出说明；软件设计部分要（用visio2003画图软件）绘制整个系统及各部分的软件流程图，列出程序清单，逐条加以注释，并注明各程序功能块的功能。
3．工作计划
序号
设计内容
所用时间
1
布置任务及调研
４天
3
制作与调试
８天
4
撰写设计报告书
2天
合计
14天
4．主要参考资料
单片机课程设计指导书皮大能北京理工大学出版社2012.7
8051单片机实践与应用吴金戎清华大学出版社2003.8
单片机技术基础教程与实践夏路易电子工业出版社 2008.1
单片机原理及应用张毅刚高等教育出版社2012.11
基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例蒋辉平机械工业出版社
2007.7
…
指导老师签字:
日期:
一、电子表
1.1电子表简介
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子表的基础，电子表开始迅速发展起来。
现代的电子表是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。
从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
1.2电子表的原理
该电子表由AT89C51，74LS373,BUTTON，数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天,满三十天（闰年二月满二十九天，平年二月满二十八天）为一个月，满十二个月为一年。
电路中的键控1实现“年”和“分”的调节，键控2实现“月”和“时”的调节，键控3实现“日”和“分”的调节。
每按一次就加一。
二、控制系统的硬件设计
2.1单片机型号的选择
通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。
2.2数码管显示工作原理
数码管是一种把多个LED（7SEG-MP*8-CA-BLUE）显示段集成在一起的显示设备。
有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。
共阳型就是把多个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。
通常的数码管又分为8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP是小数点位段。
而多位数码管，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。
即，所有的A段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。
数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。
静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平一直有效。
动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。
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。
共阴数码管
2.374LS373介绍：
373为三态输出的八D透明锁存器，373的输出端O0~O7可直接与总线相连。
当三态允许控制端OE为低电平时，O0~O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总 线。
当OE为高电平时，O0~O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。
当LE为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平。
当LE端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。
引出端符号：
D0～D7数据输入端；OE三态允许控制端（低电平有效；LE锁存允许端；O0~O7输出端
图374LS373
2.4系统硬件电路设计
三、控制系统的软件设计
3.1软件设计
程序清单
#include
#include
sbitP20=P2^0;/****定义端口****/
sbitkhour=P3^0;
sbitkmin=P3^1;
sbitknian=P3^2;
sbittiaonian=P3^3;
sbitspeaker=P3^7;
intj=-1;/*****定义变量，j用以控制扫描********/
bitflag=0,leap=0;/*****定义flag控制时分秒和年月日的显示，leap判断是否为闰年***/
charsecshi=0,secge=0,minshi=0,minge=0,hourshi=0,hourge=0;
chardayshi=0,dayge=0,monthshi=0,monthge=0,yearshi=0,yearge=0;
unsignedintnum=0,sec=0,min=0,hour=0;/****设置初始时间为00时0分0秒****/
unsignedintday=1,month=1,year=10;/****设置初始日期为2010年1月1日****/
charsaomiao[8]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
/****扫描数组，控制位选******/
charshijian[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};
/*******共阴数码管的0,1,2,3,4,5,6,7,8,9********/
voiddelay（unsignedintz）/*******延时子程序******/
{unsignedintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=10;y>0;y--）;
}
voidtimer（）interrupt1/*********定时器中断0********/
{
TH0=（65535-5000）/256;/******重新装入初值*****/
TL0=（65535-5000）%256;
num++;
j++;
if（（year%4==0&&year%100!
=0）||（year%400==0））/*******判断是否为闰年******/
leap=1;/*******闰年，使leap=1******/
else
leap=0;/*******平年，使leap=0******/
if（num==150）/*****实验微调得num=150时大概为1s******/
{num=0;
sec++;/****秒自动加1*****/
}
if（sec==60）
{
sec=0;
min++;/****60s时，分自动加1，秒归0*****/
}
if（min==60）
{
min=0;
hour++;/****60分时，小时自动加1，分归0*****/
}
if（hour==24）
{
hour=0;
min=0;
sec=0;
day++;/****24时，天自动加1，时分秒归0*****/
}
/*************************************************************************************************************************************************************************月份的判断，平年时的2月和闰年时的2月，以及30天和31天的判断**************************************************************************************************************************************************************/
if（（leap==1&&month==2&&day==30）||（leap==0&&month==2&&day==29））
{
day=1;
month++;/*****2月28天或29天时月自加1*****/
}
if（month==1||month==3||month==5||month==7||month==8||month==10||month==12）
{
if（day==32）
{
day=1;
month++;/*****月为31天达到时月自动加1*****/
}
}
if（month==4||month==6||month==9||month==11）
{
if（day==31）
{
day=1;
month++;/*****月为30天达到时月自动加1*****/
}
}
if（month==13）
{
year++;
month=1;/*********新的一年的开始**********/
}
secge=sec%10;
secshi=sec/10;
minge=min%10;
minshi=min/10;
hourge=hour%10;
hourshi=hour/10;
dayge=day%10;
dayshi=day/10;
monthge=month%10;
monthshi=month/10;
yearge=year%10;
yearshi=year/10;
P1=saomiao[j];/*******数码管的位选设置*********/
if（flag==1）/*******flag=1,显示年月日*******/
{
if（P1==0x80）P2=shijian[dayge];
if（P1==0x40）P2=shijian[dayshi];
if（P1==0x20）P2=0xbf;/******年与月之间的分隔符"-"的显示*****/
if（P1==0x10）P2=shijian[monthge];
if（P1==0x08）P2=shijian[monthshi];
if（P1==0x04）P2=0xbf;/******月与天之间的分隔符"-"的显示*****/
if（P1==0x02）P2=shijian[yearge];
if（P1==0x01）P2=shijian[yearshi];
}
else/*******flag=0,显示时分秒*******/
{
if（P1==0x80）P2=shijian[secge];
if（P1==0x40）P2=shijian[secshi];
if（P1==0x20）P2=0xbf;
if（P1==0x10）P2=shijian[minge];//xianshi
if（P1==0x08）P2=shijian[minshi];
if（P1==0x04）P2=0xbf;
if（P1==0x02&&hour<24）P2=shijian[hourge];/*****显示小时0~23*****/
if（P1==0x01&&hour<24）P2=shijian[hourshi];
}
if（j==7）
{
j=-1;
}
}
voidtimer1（）interrupt0
/*************************************************************************************************************************************************************外部中断0，设置标志flag,按键未按下，flag=0,显示时分秒，按键按下，flag=1，显示年月日*************************************************************************************************************************************************************/
{
flag=!
flag;/******按下knian按钮****flag=1,x显示年月日*******/
}
voidcontrol（）/*******时分的调整子程序********/
{
if（flag==0）/****显示时分秒的情况下做时分的调整******/
{if（kmin==0）
{
min++;
while（kmin==0）;
if（min==60）
min=0;
}
if（khour==0）
{
hour++;
//sec=0xc0;
while（khour==0）;
if（hour>23）
hour=0;
}
}
if（flag==1）/********显示年月日的情况下做年月日的调整**********/
{
if（kmin==0）
{
day++;
while（kmin==0）;
}
if（khour==0）
{
month++;
while（khour==0）;
if（month>12）
month=1;
}
if（tiaonian==0&&speaker==1）
{
year++;
while（tiaonian==0）;
}
}
}
voidbaoshi（）/******整点报时子程序********/
{
if（min==0&&sec<10）/*****整点闹钟响，响10秒*****/
{
speaker=0;
delay
（1）;
speaker=1;
}
else
speaker=1;
}
voidalarm（）/******闹钟子程序*******/
{
bitring=1;
charxx=10;
if（tiaonian==0）
{
ring=0;
delay（100）;
while（tiaonian==0）;/******关闭正在叫的闹钟*****/
}
if（hour==6&&min==xx&&ring==1）/*******闹钟按时鸣叫1分钟******/
{
speaker=0;
delay
（1）;
speaker=1;
}
if（hour==6&&min==xx+1）/*****1分钟后闹钟停止鸣叫*******/
{
speaker=1;
}
}
voidmain（）
{
TMOD=0x01;/*******设置工作方式******/
TR0=1;
P2=0;
TH0=（65535-5000）/256;/******装入计时初值*****/
TL0=（65535-5000）%256;
IE=0x82;
IP=0x00;/*******设置中断优先级*****/
EA=1;
EX0=1;/****开外部中断0******/
while
（1）
{
control（）;
alarm（）;
baoshi（）;
}
}
3.2Proteus仿真
图5.a时间仿真图（此时时间为2点8分31秒）
图5.b日期仿真图（此时日期为2010年9月3日）
四、心得
进过不懈的努力，我们顺利完成了这次单片机课程设计课题中的个性化电子表设计，
本次仿真总的来说是实现了预期的效果，但是喇叭把的效果不是很好。
功能还不够完善，设计还比较简单。
不过通过此次设计我们还是学会了不少东西。
首先，学会了keil和proteus软件。
然后，由于此次程序是用C语言编写的，以前的C语言知识的到了巩固。
同时，我们还领悟到了团队精神的真谛。
通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义
总的来说，本次的设计使我从中学到了最重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。
在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。
最后，我觉得应该感谢朱煜钰老师在平时课堂上的启发。
使得我们在课程设计过程中，巩固和学习了单片机知识。
相信这对我以后的课程设计和毕业设计将会有很大的帮助！
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