单片机综合设计说明.docx

1、单片机综合设计说明大连理工大学本科设计报告题目：基于7290的LED时钟系统设计 课程名称： 单片机综合设计 学院（系）： 电子信息与电气工程学部专 业： 电子信息工程 班 级 电子0804 学 号： 200801204 学生姓名： 宋陆阳 成 绩： 2011 年 05 月 23 日题目：基于7290的LED时钟系统设计1 设计要求1)显示功能：a.用开关K1K2切换用8位数码管显示当前“时-分-秒”；b.用开关K1K2切换用8位数码管显示当前“年-月-分”；c.用开关K1K2切换用8位数码管显示报警“日.时-分”。2)修改功能： a.能够通过按键操作修改当前时、分、秒并显示；b.能够通过按键

2、操作修改报警时、分并显示。3) 错误提示功能：当输入修改值不符合时间合法数值时即时大于24,分大于60,秒大于60,提示Error错误,并返回正常走表。4）报警功能： a.整点报时功能：59分55秒开始每秒响一下，且00秒频率提高； b.定时报警：当当前走表时间与所设置的报警时间一致时，驱动蜂鸣器产生“DO.RA.MI.FA.SO.LA.XI.DUO.”的铃音进行定时报警。2 设计分析及系统方案设计1.主程序结构：无限循环结构.完成初始化功能:进行7290复位,初始化PCF8563T的时间数据,对中断INT0,INT1进行工作方式设置,开中断,并进入无限循环且等待中断产生.2.中断INT0：顺

3、序结构每秒钟PCF8567的CLKOUT产生一个中断，从PCF8563T中读入数据进行调整拆分送入内存,时钟秒加一并显示,当K1=1,K2=1时,8位数码管显示当前“时-分-秒”；当K1=0时,8位数码管显示当前“年-月-分”;K1=1,K2=0时,8位数码管显示报警“日.时-分”.判断当前时间是否为整点，若是，则从分秒开始每秒钟驱动蜂鸣器每秒响1000HZ铃音0.5秒，秒频率提高；判断当前时间是否与所设置报警时间相同，若满足要求，则驱动蜂鸣器产生一个“DO.RA.MI.FA.SO.LA.XI.DUO.”的铃声。.中断INT1:顺序结构当有按键操作时产生中断。读取键值,当按链介于“AE”选择需

4、修改的内容:A：修改当前时间“时”；B：修改当前时间“秒”；C：修改当前时间“分”；D：修改报警时间“时”；E：修改报警时间“分”,然后等待输入2次按键0-9所修改数据,当输入数据部符合时间格式时,即时大于24,分大于60,秒大于60，显示提示“Error”并返回主程序,当输入数据符合正常时间格式时，回显，并退出中断;若输入其它键则无操作退出中断.3 系统电路图4 外围接口模块硬件电路功能描述P3.2接PC8567的CLKOUT,每秒产生一次中断；P3.3接ZLG7290B,当有按键操作时产生中断；P1.3接蜂鸣器；P1.2接开关K1，选择切换显示当前“时分秒”或“年月日”；P1.4接开关K2

5、，选择切换显示当前时间或报警“日时分”；P1.7接ZLG7290复位键；P1.0接I2C通讯线SDA；P1.1接I2C通讯线SCK。89C51:89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用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

6、储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 ZLG7290B:ZLG7290B是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管动态显示驱动、建键盘扫描管理芯片。能够驱动8位共阴极结构的LED数码管或64位独立的LED，同时还能扫描管理多达64个按键（S1-S56、F0-F7）的扫描识别。其中8只健（F0-F7）可以作为功能键使用就像电脑键盘上的Ctrl、Shift、Alt键一样。另外ZLG7290B 内部还设置有连击计数器，能够使某些按键按下后不松手而连续有效。接口采用I2C结

7、构。该芯片为工业级芯片，被广泛运用于仪器仪表等工业测量领域的电路设计中。特点:直接驱动1英寸以下的8位LED共阴极数码管或独立的64位LED ;能够管理多达64只按键。具有自动去抖，其中8只按键可直接作为功能键使用；段电流可达20mA。位电流可达100mA以上；利用外接功率驱动器可以驱动一英寸以上的大型数码管；具有闪烁、段点亮、段熄灭、功能键、连击计数等功能；提供10种数字、21种字母的译码显示功能，也可以将字形码写入显示寄存器直接显示数据；系统仅使用键盘电路时，工作电流为1mA;与主控器之间采用I2C 接口，仅需两条信号线；工作电压范围：+3.3+5.5V；工作温度范围：-40+85；封装：

8、DIP24(窄体) 或SOP-24.PCF8563T:PCF8563T 是低功耗CMOS实时时钟/日历芯片，它具有一个可编程的时钟输出，一个中断输出和掉电检测电路，与外部主控器之间通过I2C总线连接。最大总线速度为400KHZ。每次对其的读写操作内部的地址寄存器都会自动产生增量。PCF8563T内部具有16个8位的寄存器；一个可自动增量的地址寄存器；一个32.768KHZ的振荡器（具有集成的补偿电容），一个用与为实时时钟RTC提供时钟源的分频器；一个可编程的时钟输出电路；一个定时器；一个报警器；一个掉电检测电路和一个400KHZ的I2C总线接口5 主程序中主要变量定义变量名称RAM单元/寄存器

9、功能当前时间值10H-1DH程序初始时存储初始时间，当运行后存当前时间PC8563时间20H-29H存储从PC8563中读出当前的时间参数当前时间130H-37H存储处理无效位后当前日、月、年信息当前时间238H-3FH存储处理无效位后当前秒、时、分信息报警时间40H-47H存储处理无效位后报警日、时、分信息Data50H-57H存储“Error”的查表信息数据个数R7I2C操作时读入数据个数目标地址R0I2C操作时目标数据块首址器件地址R2I2C操作时器件内部从地址写地址R3I2C写操作时地址读地址R4I2C读操作时地址6 系统软件中各个子程序的功能描述子程序名称入口参数出口参数功能 描述I

10、NT_RCT无无走表中断子程序，并且判断整点闹铃以及报警INT_7290无无按键中断子程序，修改当前“时分秒”或者报警“时分”可以进行输入错误提示，回显等功能ALARM无无产生0.5秒1000HZ音频ALARM1R5、R6无产生指定频率音频0.5秒CHAFEN20H-2AH30H-47H对20H-2AH数据进行拆分CFAR3、R4把A拆分成独立BCD码ADJUST20H-26H20H-26H屏蔽PCF8563读出无关位DIS_ERR无无LED显示“Error”RDKEY无A读按键值WR8563写8563操作DELAY无无延时子程序7 主程序程序流程图终端服务INT0 闹铃1000HZ,0.5m

11、s ALARM:POP 07HPOP PSW8 程序清单SDA BIT P1.0 ;定义I2C信号引脚SCL BIT P1.1 WSLA EQU 070HRSLA EQU 071HDISDA EQU 20H ;源数据块首地址DISCON EQU 08H ;写入数据个数 DATA_1 EQU 50H ;变量区首地址WSLA_8563 EQU 0A2H ;PCF8563口地址RSLA_8563 EQU 0A3HWSLA_7290 EQU 70H ;ZLG7290口地址RSLA_7290 EQU 71H ORG 8000H LJMP 8100H ORG 8003H LJMP INT_RCT ORG

12、8100H ORG 8013H LJMP INT_7290 ORG 8100HSTART: MOV SP,#60H CLR P1.7 ;7290复位 LCALL DELAY SETB P1.7 ;*;设定PCF8563的时间和命令参数（参数和控制命令缓冲区10H-1DH）;* MOV 10H,#00H ;启动控制字 MOV 11H,#1FH ;设置报警及定时器中断 MOV 12H,#55H ;秒单元 MOV 13H,#37H ;分单元 MOV 14H,#10H ;小时单元 MOV 15H,#26H ;日期单元 MOV 16H,#03H ;星期单元 MOV 17H,#05H ;月单元 MOV 1

13、8H,#10H ;年单元 MOV 19H,#36H ;设定分报警 MOV 1AH,#10H ;设定小时报警 MOV 1BH,#26H ;设定日报警 MOV 1CH,#03H ;设定星期报警 MOV 1DH,#83H ;设定CLKOUT的频率（1S） MOV DATA_1, #13H ;变量缓冲区(显示 Error ) MOV DATA_1+1,#13H ;注意： MOV DATA_1+2,#13H ;变量取值范围0-F MOV DATA_1+3,#11H MOV DATA_1+4,#12H MOV DATA_1+5,#11H MOV DATA_1+6,#11H MOV DATA_1+7,#10

14、H;* MOV R7,#0EH ;写入参数个数（时间和控制字） MOV R0,#10H ;参数和控制命令缓冲区首地址 MOV R2,#00H ;从器件内部从地址 MOV R3,#WSLA_8563 ;准备向PCF8563T写入数据串 LCALL WRNBYT ;写入时间、控制命令到8563 SETB EA MOV TCON,#00H SETB EX0 CLR IT0 SETB EX1 SETB IT1 SJMP $ ;等待中断;*; 中断服务INT_RCT子程序;*INT_RCT:MOV R7,#0AH ;读出数个数 MOV R0,#20H ;目标数据块首址 MOV R2,#02H ;从器件内

15、部从地址 MOV R3,#WSLA_8563 MOV R4,#RSLA_8563;准备读PCF8563T的时间参数 LCALL RDADD ;调读数据子程序,将读出的数据 ;存放于单片机20-26H中 LCALL ADJUST ;调时间调整子程序 MOV 12H,20H MOV 13H,21H MOV 14H,22H MOV 19H,27H MOV 1AH,28H MOV 1BH,29H LCALL CHAFEN ;调拆分子程序(包含查表) MOV A,22H ;判断是否到定时时间 CJNE A,28H,MMBUY MOV A,21H CJNE A,27H,MMBUY MOV A,#00H C

16、JNE A,20H,MJ_1 MOV R5,#21H MOV R6,#0F9H CALL ALARM1MJ_1: MOV A,#01H CJNE A,20H,MJ_2 MOV R5,#0E0H MOV R6,#0F9H CALL ALARM1MJ_2: MOV A,#02H CJNE A,20H,MJ_3 MOV R5,#8BH MOV R6,#0FAH CALL ALARM1MJ_3: MOV A,#03H CJNE A,20H,MJ_4 MOV R5,#0D7H MOV R6,#0FAH CALL ALARM1MJ_4: MOV A,#04H CJNE A,20H,MJ_5 MOV R5,

17、#67H MOV R6,#0FBH CALL ALARM1MJ_5: MOV A,#05H CJNE A,20H,MJ_6 MOV R5,#0E8H MOV R6,#0FBH CALL ALARM1MJ_6: MOV A,#06H CJNE A,20H,MJ_7 MOV R5,#5BH MOV R6,#0FCH CALL ALARM1MJ_7: MOV A,#07H CJNE A,20H,MMBUY MOV R5,#8EH MOV R6,#0FCH CALL ALARM1MMBUY: MOV A,#59H ;判断是否整点 CJNE A,21H,LC MOV A,#55H CJNE A,20H,

18、LC_1 LCALL ALARMLC_1: MOV A,#56H CJNE A,20H,LC_2 CALL ALARMLC_2: MOV A,#57H CJNE A,20H,LC_3 CALL ALARMLC_3: MOV A,#58H CJNE A,20H,LC_4 CALL ALARMLC_4: MOV A,#59H CJNE A,20H,LC CALL ALARMLC: MOV A,#00H CJNE A,21H,LCC CJNE A,20H,LCC MOV R5,#44H MOV R6,#0FEH CALL ALARM1LCC: MOV R7,#08H MOV R2,#10H MOV

19、R3,#WSLA_7290 JNB P1.2,YEARS ;使用P1.2控制显示内容 JNB P1.4,BAOJIN MOV R0,#38H ;显示小时、分钟和秒 SJMP DISPYEARS: MOV R0,#30H ;显示年、月和日期 SJMP DISPBAOJIN: MOV R0,#40H DISP: LCALL WRNBYT ;调7290显示 JNB P3.2,$ RETI;*;ALARM;*ALARM: PUSH PSW ;产生0.5秒1000HZ音频 PUSH 07H MOV TMOD,#11H MOV TL0,#33H MOV TH0,#0FEH MOV TL1,#0FCH MO

20、V TH1,#4BH SETB TR0 SETB TR1LOOPC: JNB TF0,$ MOV TL0,#33H MOV TH0,#0FEH CLR TF0 CPL P1.3 JB TF1,LOOPC MOV TL1,#0FCH MOV TH1,#4BH CLR TF1 DJNZ R7,LOOPC CLR TR0 CLR TR1 POP 07H POP PSW RETALARM1:PUSH PSW ;产生指定频率音频0.5秒 PUSH 07H MOV TMOD,#11H MOV TL0,R5 MOV TH0,R6 MOV TL1,#0FCH MOV TH1,#4BH SETB TR0 SET

21、B TR1LOOPD: JNB TF0,$ MOV TL0,R5 MOV TH0,R6 CLR TF0 CPL P1.3 JB TF1,LOOPD MOV TL1,#0FCH MOV TH1,#4BH CLR TF1 DJNZ R7,LOOPD CLR TR0 CLR TR1 POP 07H POP PSW RET;*;各子程序;* ORG 8300H CHAFEN: PUSH PSW ;对20H-2AH单元的参数拆分, PUSH ACC ;查表后送28H-2FH(年月日) PUSH 03H ;和38H-3FH （时分秒） PUSH 04H MOV A,20H ;取秒参数 LCALL CF ;

22、拆分、查表在R4（H）、R3中 MOV 38H,R3 ;送秒的个位 MOV 39H,R4 ;送秒的十位 MOV 3AH,#02H ;送分隔符- MOV A,21H ;取分参数 LCALL CF ;拆分、查表在R4（H）、R3中 MOV 3BH,R3 ;送分的个位 MOV 3CH,R4 ;送分的十位 MOV 3DH,#02H ;送分隔符- MOV A,22H ;取小时参数 LCALL CF ;拆分、查表在R4（H）、R3中 MOV 3EH,R3 ;送小时的个位 MOV 3FH,R4 ;送小时的十位 MOV A,23H ;取日起参数 LCALL CF MOV A,R3 ORL A,#01H MOV

23、 R3,A MOV 30H,R3 MOV 31H,R4 MOV A,25H ;取月参数 LCALL CF MOV A,R3 ORL A,#01H MOV R3,A MOV 32H,R3 MOV 33H,R4 MOV A,26H ;取年参数 LCALL CF MOV A,R3 ORL A,#01H MOV R3,A MOV 34H,R3 MOV 35H,R4 MOV 36H,#0FCH ;年的高两位处理 MOV 37H,#0DAH MOV A,27H ;报警分 LCALL CF MOV 40H,R3 MOV 41H,R4 MOV 42H,#02H MOV A,28H ;报警时 LCALL CF

24、MOV 43H,R3 MOV 44H,R4 MOV 45H,#01 MOV A,29H ;报警日 LCALL CF MOV 46H,R3 MOV 47H,R4 POP 04H POP 03H POP ACC POP PSW;*CF: PUSH 02H ;将A中的数据拆分为两个独立的 PUSH DPH ; BCD码并查表 PUSH DPL ; 结果分别存于R4、R3中 MOV DPTR,#LEDSEG MOV R2,A ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV R3,A MOV A,R2 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV R4,A POP D

25、PL POP DPH POP 02H RET;*;将20H -26H中从PCF8563中读出的7个字节参数的无关位屏蔽掉（参见表8.7）;*ADJUST: PUSH ACC MOV A,20H ;处理秒单元 ANL A,#7FH MOV 20H,A MOV A,21H ;处理分单元 ANL A,#7FH MOV 21H,A MOV A,22H ;处理小时单元 ANL A,#3FH MOV 22H,A MOV A,23H ;处理日期单元 ANL A,#3FH MOV 23H,A MOV A,24H ;处理星期单元 ANL A,#07H MOV 24H,A MOV A,25H ;处理月单元 ANL

26、 A,#1FH MOV 25H,A POP ACC RET;* ;中断服务INT_7290子程序;*INT_7290:PUSH 00H PUSH 02H PUSH 03H PUSH 04H PUSH 07H PUSH ACC PUSH PSW LCALL RDKEY ;读取第一个按键值(功能键) CJNE A,#0AH,MINUTE ;判断是A键吗？ ;是A键时开始处理小时数据AKEY_1: JB P3.3,$ ;以查询的方式等待下一次按键操作 LCALL RDKEY ;读取第二个按键值（小时的十位数? SWAP A ;处理输入的数据（十位） CJNE A,#00H,X_1 SJMP XXX_1: CJNE A,#10H,X_2 SJMP XXX_2: CJNE A,#20H,X_3 SJMP XXX_3: LJMP DIS_ERRXX: ANL 14H,#0FH ORL 14H,A JB P3.