单片机数码管时钟电路的设计1Word文件下载.docx

1、秒表/时钟计时器电路系统的总体设计框架如图1 所示。图1 硬件系统的总体设计框架 二、系统总体方案设计 2.1硬件设计 数码管时钟电路如图图17-10-1所示，其采用动态扫描方式实现，P1口输出段码数据，p3.0p3.5口作扫描输出，p3。7接按钮开关。为了提供LED数码管的驱动电流，用三极管9012作电源驱动输出。为了提高秒计时器的精度，采用12Mhz晶振。AT89C2051的功能： AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失

2、性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。AT89C2051是一个功能强大的单片机，但它只有20个引脚，15个双向输入/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。同时AT89C2051的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工

3、作，直至系统被硬件复位方可继续运行。图1 数码管时钟电路 2.1软件设计（1）主程序设计中的计时采用定时器T0中断完成，其余状态循环调用显示子程序，当P3.7口开关按下时，转入调时子程序。系统主程序流程图如图17-10-2示。（2）显示子程序数码管显示的数据存放在内存单元70H75H中，其中70H71 H存放秒数据，72H73 H存放分数据，74H75 H 存放时数据，每一地址单元内均为十进制BCD码。由于采用软 件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。显示时，先取出70H75H某一地址中的数据，然后查得对应的显示用段码从P1口输出。P3口将对应的数码管

4、选中就能显示该地址单元的数据值。 （3）定时器T0中断服务程序定时器T0用于时间计时。定时溢出中断周期设为50ms，中断累计20次（即1s）是对秒单元进行加1操作。时间计数单元分别在70H71H（s）、72H73H（min） 、70H71H（h）,7AH单元内存放“熄灭符”数据（#0AH）。在计数单元采用十进制BCD码计数，满60进位。T0中断服务程序流程图如图17-10-3示。 （4）T1中断服务程序 T1中断服务程序用于指示调整单元数字的亮闪。在时间调整状态下，没过0。3秒，将对应单元的显示数据换成“熄灭符”数据（#0AH）。这样，在调整时间时，对应调整单元的显示数据就会间隔闪亮。（5）调

5、时功能程序调试功能程序的设计方法是：按下按键，若按下时间小于1秒，进入省电状态（数码管不亮，时钟不停），否则进入调分状态，等待操作，此时计时器停止走动。当再次按下按钮时，若按下时间小于0.5秒则，则时间加1分钟；若按下时间大于0.5秒则进入小时调整状态。在小时调整状态下，当按键按下的时间大于0.5秒退出调整状态，时钟继续走动。三、系统软件工作流程图3.1系统软件工作流程图图2-系统软件工作流程图LED数码管时钟显示电路的完整源程序 AT89C2051时钟程序 定时器T0、T1溢出周期为50MS，T0为秒计数用， T1为调整时闪烁用， P3.7为调整按钮，P1口 为字符输出口，采用共阳显示管 。

6、3.2系统调试 硬件调试：主要检查了电路板有无虚焊、短路、连线是否正常，尤其是单片机的各使能端的接线，I/O接口连线是否有误。由于我们采用了六个数码管并联接入P2口的段选端，因此接线较多，经常容易出现管脚间短路现象。这是硬件设计不足之处，今后将注意元件的选配使设计更简洁实用。 软件调试：在LCA51仿真机上，对定时中断程序、显示子程序、按键中断子程序进行了分段调试，结果功能正常。时钟计时检测：通过与其它计时器对比观察发现数字时钟走时过快，检查定时中断程序发现T0的初始值设定有误，因此重新设置：根据T0选择工作模式1，定时时间为50ms, focs=12MHz, 由 T=（216-T0初始值）

7、振荡周期12设T0的初始值为X，则：（216-X）1/12106s12=50msX=15625, 转化二进制值为：X=0011110010111010， 即TH=#3CH,TL=#0BAH四、详细元器件清单1.单片机仿真器2.单片机仿真模块3.Isis软件4.Keil软件5.计算机五、 总结： 在一年的单片机学习过程中，面对着如此厚重的一本教材，以及繁杂的记忆内容，不免觉得有点枯燥乏味，离开了实验的乐趣，也最终不知道自己现在所学课程的重要性和他的趣味性。学习过程中不免将其仅仅作为一种知识的积累，直到最近的实验机会又教会了我许多，打开了我学习的一个视野，前所未有的一个看待学习的一个角度，也许是我

8、接触实践太晚了吧。加之上海参观实习，在所里的所见所闻，以及最近在实验室里和老板，和师兄聊天，接触了前沿的一些科研内容，总算觉着自己有英雄用武之地了。在做这门实验的过程中，浏览了许多网络上的电子期刊，访问了很多电子企业的网站，认识了各种各样的电子产品，当然以单片机为主。还了解了各种电子元件的参数，比方说传感器，三极管等以及他们在实际应用中的一些注意事项，对以前理论的东西有了更深层次的认识。打开了自己学习方向的另一个广阔天地。让自己对学习有了更大的兴趣和动力，并有了更明确的方向。在比较了各种方案以后，我确定了方案：数码管时钟电路的设计。主要原因是他相对简单。由于我是第一次作实践的东西，包括从确定方

9、案到采购到成品都是第一次，另外考虑到这个实验的初衷及要达到的效果，我才选了这个相对简单的课题。通过这次实践我学到了不少东西。由于选题简单，在实验过程中未遇到太大的困难。在实验中由于对三极管的不够熟悉，前期所做的仿真图都不能正确的运行，由于三极管的放大问题，导致数码管不能正常显示，最后在指导老师的提示下，拆除了数码管，从而使得系统能正常运行。对于程序方面，结合网络上的资料，经过两天的调试，成功的编写出了程序。通过本次本次实验，我学到了很多，也巩固了以前的单片机知识，在对单片机的理解上更进一步，通过理论与实践的结合，从而更深入的学习到了一些指令的运用，让我对单片机有了一个新的认识！附录一、参考文献

10、1.单片机原理及其接口技术清华大学出本社2.附录二、程序;* AT89C2051秒表/时钟程序 ; 定时器T0、T1溢出周期为MS，T0为秒计数用，T1为调整时闪烁用， P3.7为调整按钮，P1口为字符输出口，采用共阳显示管。 中断入口程序 ; ORG 0000H ;程序执行开始地址 LJMP START ;跳到标号START执行 ORG 0003H ;外中断0中断程序入口 RETI ;外中断0中断返回 ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口 LJMP INTT0 ;跳至INTT0执行 ORG 0013H ;外中断1中断程序入口外中断1中断返回 ORG 001BH ;定时器T1中断程序入

11、口 LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行 ORG 0023H ;串行中断程序入口地址串行中断程序返回 ; 主程序 ; START: MOV R0, #70H ;清70H-7AH共11个内存单元 MOV R7, #0BH ;CLEARDISP: MOV R0, #00H ; INC R0 ; DJNZ R7, CLEARDISP ; MOV 20H,#00H ;清20H（标志用） MOV 7AH,#0AH ;放入“熄灭符数据” MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为16位定时器 MOV TL0,#0B0H ;50ms定时初值（T0计时用） MOV TH0,#3CH ;50ms定时初值

12、 MOV TL1,#0B0H ;50ms定时初值（T1闪烁定时用） MOV TH1,#3CH ; SETB EA ;总中断开放 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB TR0 ;开启T0定时器 MOV R4,#14H ;1s定时用初值（50ms*20） START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序 JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口为0时转时间调整程序 SJMP START1 ;P3.7口为1时跳回START1 SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM 1秒计时程序 ;T0中断服务程序 INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护 P

13、USH PSW ;状态字入栈保护 CLR ET0 ;关T0中断允许 CLR TR0 ;关闭定时器T0 MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修行 ADD A,TL0 ;低8位初值修正 MOV TL0,A ;重装初值（低8位修正值） MOV A,#3CH ;高8位初值修正 ADDC A, TH0 ; MOV TH0,A ;重装初值（高8位修正值）开启定时器T0 DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出ADDSS:20次中断到（1s）重赋初值 MOV R0,#71H ;指向秒计时单元（71H-72H） ACALL ADD1 ;调用加1程序（加1s操作） MOV A,R3 ;秒数据

14、放入A（R3为2位十进制数组合） CLR C ;清进位标志 CJNE A, #60H, ADDMM ; ADDMM: JC OUTT0 ;小于60s时中断退出 ACALL CLR0 ;大于或等于60s时对秒计时时单元清零 MOV R0,#77H ;指向分计时单元（76H-77H）分计时单元加1min分数据放入A CJNE A, #60H,ADDHH ;ADDHH:小于60s时对秒计时单元清0大于或等于60min时分计时单元清0 MOV R0,#79H ;指向小时计时单元（78H-79H）小时计时单元加1h时数据放入A CJNE A,#24H,HOUR ; HOUR:小于24h小时计时单元清0大

15、于或等于24h小时计时单元清0OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移入对应显示单元 MOV 73H,77H ; MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ; POP PSW ;恢复状态字（出栈） POP ACC ;恢复累加器开放T0中断中断返回 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 MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值 MOV TH1, #3CH ; DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3s未到退出中断（50ms中断6次） MOV R2,#06H ;重装0.3s定时用初值 CPL

16、 02H ;0.3s定时到对闪烁标志取反 JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元“熄灭”02H位为0时正常显示INTT1OUT:恢复现场中断退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时，转小时熄灭控制 MOV 72H,7AH ;01H位为0时，“熄灭符”数据放入分 MOV 73H,7AH ;显示单元（72H-73H），将不显示分数据 AJMP INTT1OUT ;转中断退出FLASH2:01H位为1时，“熄灭符”数据放入小时显示单元（74H-75H），小时数据将不显示 MOV 74H,7AH ; MOV 75H,7AH ; 加子程序 ; ADD1: MOV A

17、,R0 ;取当前计时单元数据到A DEC R0 ;指向前一地址 SWAP A ;A中数据高4位与低4位交换 ORL A,R0 ;前一地址中数据放入A中低4位 ADD A,#01H ;A加1操作 DA A ;十进制调整 MOV R3,A ;移入R3寄存器 ANL A,#0FH ;高4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数据放入当前地址单元中 RET ;子程序返回 清零程序 ;对计时单元复零用 CLR0: CLR A ;清累加器清当前地址单元前一地址单元清0 时钟调整程序 ;当调时按键按下时进入此程序 SETMM:关定时器T0中断 LCALL DL1S ;

18、调用1s延时程序 JB P3.7,CLOSEDIS ;键按下时间小于1s，关闭显示（省电）进入调时状态，赋闪烁定时初值 SETB ET1 ;允许T1中断 SETB TR1 ;开启定时器T1 SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.0口为0（键未释放），等待 SETB 00H ;键释放，分调整闪烁标志置1 SET4: JB P3.7,SET3 ;等待键按下 LCALL DL05S ;有键按下，延时0.5s JNB P3.7,SETHH ;按下时间大于0.5s转调小时状态按下时间小于0.5s加1min操作 LCALL ADD1 ;调用加1子程序取调整单元数据 CJNE A,#60H,HHH

19、 ;调整单元数据与60比较 HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于60转SET4循环 LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于60时清0 AJMP SET4 ;跳转到SET4循环 CLOSEDIS:省电（LED不显示）状态，开T0中断开启T0定时器（开时钟） CLOSE: JB P3.7,CLOSE ;无按键按下，等待有键按下，调显示子程序延时消抖是干扰返回CLOSE等待WAITH: JNB P3.7,WAITH ;等待键释放 LJMP START1 ;返回主程序（LED数据显示亮）SETHH: CLR 00H ;分闪烁标志清除（进入调小时状态）SETHH1: JNB P3.7,S

20、ET5 ; SETB 01H ;小时调整标志置1 SET6: JB P3.7,SET7 ;等待按键按下有键按下延时0.5s JNB P3.7,SETOUT ;按下时间大于0.5s退出时间调整按下时间小于0.5s加1h操作调加1子程序 CJNE A,#24H,HOUU ;计时单元数据与24比较 HOUU: JC SET6 ;小于24转SET6循环大于或等于24时清0操作 AJMP SET6 ;跳转到SET6循环 SETOUT: JNB P3.7,SETOUT1 ;调时退出的程序，等待键释放延时消抖是抖动，返回SETOUT再等待 CLR 01H ;清调小时标志清调分标志 CLR 02H ;清闪烁标志 CLR TR1 ;关闭定时器T1 CLR ET1 ;关定时器T1中断开定时器T0中断（计时开始）跳回主程序SET1:键释放等待时调用显示程序（调分） AJMP SET2 ;防止键按下时无时钟显示 SET3:等待调