基于单片机的个性化电子钟.docx
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基于单片机的个性化电子钟
材料与能源学院
课程设计
课程名称单片机课程设计
题目名称基于单片机的“个性化电子钟”
专业微电子学
年级班别
学号
学生姓名
指导教师
2015年1月8日
课程设计任务书
一．根据《单片机原理及接口技术》所学的内容及其他相关课程的知识，结合各生的基础，充分发挥个人的特长，设计个性化数字电子钟。
具体要求以下：
1．AT89S51CPU，12MHZ时钟，常规上电和手动复位电路。
2．4位LED数码显示器（带钟点），分别显示“小时：
分钟”或“分钟：
秒”
3．3个独立试按键，具体功能描述如下：
[MODE]——模式转换键，具有“正常——小时（校准）——分钟（校准）——小时（闹铃）——分钟（闹铃）”等5种模式，每按一次，转换一种模式。
假设当前处于正常模式，按一下此键，“小时”闪烁，表示进入“小时”调校模式，再按一次，转入分钟模式，如此类推，正常模式下不闪烁。
[UP]——加“1”键，按下此键，被选中的项目加“1”
[DOWN]——减“1”键，按下此键，被选中的项目减“1”
4．设计1路蜂鸣器输出驱动电路，用于报警或按键声
5．电源：
9V交流输入，全波整流，滤波，7805稳压电路，输出5V直流电源共给单片机系统。
6．编写数字电字钟的所有软件，包括主程序，定时器中断计时程序，定时器中断扫描显示程序，键盘扫描及功能程序，BCD码转换程序，“二翻十﹑拆字﹑转码”程序，闹铃程序等等。
将这些程序整合成一个完整的电子钟程序，在软件模拟器上调试，在MCS51学习机上调试，并测试其功能及性能。
在设计软件时，学生可充分发挥自己的特长和想象力，自行扩充功能，如“秒表”功能，通信功能，钟控功能等。
7．在程序调试通过后，测试计时精度，分析误差来源，提出补偿方法。
二．计报告要求：
每人一份设计报告，要求独立完成，用统一的封面装订，设计报告的内容包括以下部分：
1．设计任务书
2．个性化电子钟功能要求
3．单片机系统原理图及工作原理描述
4．程序模块框图
5．程序清单
6．设计或调试过程中碰到的问题及决计方法
7．测试数据，误差分析，补偿方法，补偿前后精度比较
8．完成课程设计后的收获或体会，对《单片机课程设计》提出改进意见。
三．课程设计验收标准：
本次课程设计的成绩由３大部分组成：
即硬件设计﹑软件设计和课程设计报告。
硬件设计主要是电路图设计（可以用手工画或计算机辅助设计）。
软件部分在答辩时验收，并结合答辩情况进行评定。
1．电路原理图设计（20%）,包括以下知识点:
CPU及时钟,复位电路
显示接口电路
键盘接口电路
蜂鸣器驱动电路
电源部分
2．软件设计及答辩（60%）,包括以下知识点:
主程序及初始化程序
定时中断及计时程序
定时中断及显示程序
键盘程序
闹铃程序
按键声程序
3．课程设计报告（20%）,具体要求见上面所述.
四．基础较好的学生可以结合实际应用自拟题目，题目和具体设计内容定好后
由指导老师比准。
指导老师：
乐金松
2014，12，28
单片机系统原理图及工作原理描述
单片机系统原理图及工作原理描述
1．MCU：
采用40个引脚的芯片。
4个8位的并行I/o口：
p0，p1，P2和P3，可以外接各种元器件和电路，控制各个I/O口高低电平的输出，以实现预期的功能。
还有复位键，晶振时钟，EA口等组成单片机最小系统。
2．晶振模块：
晶振大小为11.0592MHZ。
分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：
决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。
可以看出：
C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。
因而能“压控”的频率范围也越小。
实际上，由于C1很小（1E-15量级），Co不能忽略（1E-12量级，几PF）。
所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。
这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压（Cbe上的电压）却越来越小，最后导致停振。
3．数码管显示模块：
此为共阴极的八个数码管，p0口控制各个数码管的段选；再通过P2.2，P2.3，P2.4口，控制138译码器输入来控制译码器的8个输出口，以达到数码管的位控制。
如：
当p2口输入为11100011时，则控制第一个数码管点着，即LED1被点亮，其他熄灭。
4．复位模块：
上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。
上电后，由于电容C5的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。
当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。
5.独立按键模块：
分别为P3.0，P3.1,P3.2,P3.3口，为共阴极接法，当按键被按下时接入。
6．总电源模块：
实现5V电压转换，给其他元器件与电路供电。
7．蜂鸣器模块：
接入口为p1.5,当输入高电平时就会鸣响。
工作原理见附页
程序模块框图
主程序：
大概流程功能：
中断程序：
程序清单
;1、其中：
P1.2,P1.3,P1.4，P1.5，P1.6，P1.7分别控制LED6,LED5,LED4LED3LED2LED1的公共端
;P0口位正序连接的LED数码管段控制端口
;2、产生2MS定时中断，每次中断调用扫描显示程序
;3、系统时钟为12MHZ，N=1983
;****************************************************************************
LED1EQU7FH
LED2EQU7EH
LED3EQU7DH
LED4EQU7CH
LED5EQU7BH
LED6EQU7AH
SCAN_COUNTEQU79H;扫描显示计数器
H_MEM1EQU78H
M_MEM1EQU77H
S_MEM1EQU76H
H_MEMEQU75H
M_MEMEQU74H
S_MEMEQU73H
TIMER_COUNTEQU72H;定时器中断次数软件计数器
TEMPEQU6EH;模式寄存器
FLASH_FLAGEQU20H.0;定义闪烁标志位
;----------------------------------------------------------------------------------------
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG000BH;安装中断向量
LJMPT0_INT;和外部中断向量
;-------------------------------------------------------------------------------------------
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#2FH
MOVTL0,#（65536-1983）MOD256;初始化时间常数
MOVTH0,#（65536-1983）/256
MOVTMOD,#00000001B
SETBET0;开放定时器0中断
SETBTR0;开启定时器0
SETBEA
LCALLCLR_MEM
;---------------键盘扫描程序----------------------
KEYSCAN:
JNBP3.0,RING1
KEYSCAN1:
JNBP3.1,RING2
KEYSCAN2:
JNBP3.2,RING3
LJMPKEYSCAN
;-----------------按键声程序----------------------
RING1:
CALLD10MS
CPLP1.5;取反蜂鸣器
JNBP3.0,$
CPLP1.5
LJMPMODE
RING2:
CALLD10MS
CPLP1.5
JNBP3.1,$
CPLP1.5
LJMPUPSET_MODE11
RING3:
CALLD10MS
CPLP1.5
JNBP3.2,$
CPLP1.5
LJMPDOWNSET_MODE11
;-------------------------------------------------
MODE:
INCTEMP
MOVA,TEMP
CJNEA,#5,EXIT1
MOVTEMP,#0
EXIT1:
JNBP3.0,$
LJMPKEYSCAN1
;-----------------加键----------------------------------
UPSET_MODE11:
MOVA,TEMP
CJNEA,#1,UPSET_MODE12;判断模式1，是就进入下一程序，否跳转另一模式判断
JNBP3.1,$
INCH_MEM
MOVA,H_MEM
CJNEA,#24,UP_EXIT
MOVH_MEM,#0
LJMPKEYSCAN2
UPSET_MODE12:
MOVA,TEMP
CJNEA,#2,UPSET_MODE23
JNBP3.1,$
INCM_MEM
MOVA,M_MEM
CJNEA,#60,UP_EXIT
MOVM_MEM,#0
LJMPKEYSCAN2
UPSET_MODE23:
MOVA,TEMP
CJNEA,#3,UPSET_MODE24
JNBP3.1,$
INCH_MEM1
MOVA,H_MEM1
CJNEA,#24,UP_EXIT
MOVH_MEM1,#0
LJMPKEYSCAN2
UPSET_MODE24:
MOVA,TEMP
CJNEA,#4,UP_EXIT
JNBP3.1,$
INCM_MEM1
MOVA,M_MEM1
CJNEA,#60,UP_EXIT
MOVM_MEM1,#0
LJMPKEYSCAN
UP_EXIT:
JNBP3.1,$
LJMPKEYSCAN2
;-----------------减键--------------------------------
DOWNSET_MODE11:
MOVA,TEMP
CJNEA,#1,DOWNSET_MODE12
JNBP3.2,$
DECH_MEM
MOVA,H_MEM
CJNEA,#0FFH,DOWN_EXIT
MOVH_MEM,#23
LJMPKEYSCAN
DOWNSET_MODE12:
MOVA,TEMP
CJNEA,#2,DOWNSET_MODE21
JNBP3.2,$
DECM_MEM
MOVA,M_MEM
CJNEA,#0FFH,DOWN_EXIT
MOVM_MEM,#59
LJMPKEYSCAN
DOWNSET_MODE21:
MOVA,TEMP
CJNEA,#3,DOWNSET_MODE22
JNBP3.2,$
DECH_MEM1
MOVA,H_MEM1
CJNEA,#0FFH,DOWN_EXIT
MOVH_MEM1,#23
LJMPKEYSCAN
DOWNSET_MODE22:
MOVA,TEMP
CJNEA,#4,DOWN_EXIT
JNBP3.2,$
DECM_MEM1
MOVA,M_MEM1
CJNEA,#0FFH,DOWN_EXIT
MOVM_MEM1,#59
LJMPKEYSCAN
DOWN_EXIT:
JNBP3.2,$
LJMPKEYSCAN
;**************定时中断程序**********************************************
T0_INT:
PUSHACC;保护现场
PUSHPSW
PUSHDPL
PUSHDPH
SETBRS1;选择2区工作寄存器单元
MOVTL0,#（65536-1983）MOD256;恢复时间常数
MOVTH0,#（65536-1983）/256
LJMPMODE0
DIS:
LCALLDISPLAY
INCTIMER_COUNT
MOVA,TIMER_COUNT
CJNEA,#250,T0_INT1
MOVTIMER_COUNT,#0
CPLFLASH_FLAG;每2MS*250=500MS取反闪烁标志位
JNBFLASH_FLAG,T0_INT1
INCS_MEM
MOVA,S_MEM
CJNEA,#60,T0_INT1;对秒，分，时单元加1
MOVS_MEM,#0;满计数后清零
INCM_MEM
MOVA,M_MEM
CJNEA,#60,T0_INT1
MOVM_MEM,#0
INCH_MEM
MOVA,H_MEM
CJNEA,#24,T0_INT1
MOVH_MEM,#0
;---------------------闹钟-----------------
T0_INT1:
;每一次中断
MOVA,M_MEM;将现在的时间跟闹铃模式
CJNEA,M_MEM1,T0_INT2;设置的时间比较
MOVA,H_MEM
CJNEA,H_MEM1,T0_INT2
CPLP1.5;取反蜂鸣器控制位
T0_INT2:
POPDPH;中断结束恢复现场，注意出栈顺序
POPDPL
POPPSW
POPACC
RETI
;****************************************************
;-------------MODE0（正常）-----------------
MODE0:
MOVA,TEMP
CJNEA,#0,MODE1
MOVR3,S_MEM;秒单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED1,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED2,A
MOVR3,M_MEM;分钟单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE0_BCD1
CPLACC.7;点亮小数点
MODE0_BCD1:
MOVLED3,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED4,A
MOVR3,H_MEM;时钟单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE0_BCD2
CPLACC.7;点亮小数点
MODE0_BCD2:
MOVLED5,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED6,A
LJMPDIS
;------------MODE1（时钟小时校准）-----------------------------
MODE1:
MOVA,TEMP
CJNEA,#1,MODE2
MOVR3,S_MEM;秒单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED1,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED2,A
MOVR3,M_MEM;分钟单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE1_BCD1
CPLACC.7;点亮小数点
MODE1_BCD1:
MOVLED3,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED4,A
MOVR3,H_MEM;时钟单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE1_BCD2
CPLACC.7;点亮小数点
MOVA,#00H
MODE1_BCD2:
MOVLED5,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE1_BCD3;另时钟单元数码管闪烁
MOVA,#00H;对数码管熄灭
MODE1_BCD3:
MOVLED6,A;送显示到数码管
LJMPDIS
;-------------MODE2（时钟分钟校准）-------------
MODE2:
MOVA,TEMP
CJNEA,#2,MODE3
MOVR3,S_MEM;秒单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED1,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED2,A
MOVR3,M_MEM;分钟单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE2_BCD1
CPLACC.7;点亮小数点
MOVA,#00H
MODE2_BCD1:
MOVLED3,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE2_BCD3;另分钟单元闪烁
MOVA,#00H;熄灭数码管
MODE2_BCD3:
MOVLED4,A
MOVR3,H_MEM;时钟单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R6
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#LED_CODE
MOVCA,@A+DPTR
JNBFLASH_FLAG,MODE2_BCD2
CPLACC.7;点亮小数点
MODE2_BCD2:
MOVLED5,A
MOVA,R6
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVCA,@A+DPTR
MOVLED6,A
LJMPDIS
;-----------------MODE3（闹铃小时校准）----------------
MODE3:
MOVA,TEMP
CJNEA,#3,MODE4
MOVR3,S_MEM1;秒单元二翻十
MOVR2,#0
LCALLBTID
MOVA,R
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