基于单片机电子时钟方案.docx

1、基于单片机电子时钟方案时钟的基本原理分析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0.01s中断 一次并当作一个计数，设定定时 1秒的中断计数初值为100,每中断一次中断 计数初值减1,当减到0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译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现 LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对 应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效 应，使数码管看起来总是亮的，从

2、而实现了各种显示。三，时钟设计分析针对要实现的功能，采用AT89S5单片机进行设计，AT89S51单片机是一款 低功耗，高性能CMOS位单片机，片内含4KB在线可编程vISP）的可反复擦写 1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼 容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现 预期的功能。在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于 理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、 日期显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程 序，延时程序等。运用这种方法，关

3、键在于各模块的兼容和配合，若各模块不 匹配会出现意想不到的错误。首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存 器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备 工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开 关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分：先学 习理解汇编语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终 完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路 图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯 片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路

4、并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的 完全一样一般能实现想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础 上，添加额外的功能！四，时钟的实现A.电路设计1.整体设计此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用8个共阴数码管分别显示，星期 年份），小时、分钟 月份）和 秒 日），通过动态扫描进行显示，从而避免了译码器的使用，同时节约了 I/O端口，使电路更加简单。单片机采用 AT89S5係列，这种单片机应用简单，适合 电子钟设计。电路的总体设计框架如下：单片输入部分晶振和复位2.分块设计模块电路主要分为：输入部

5、分、输出部分、复位和晶振电路2.1输入部分输入信号主要是各种模式选择和调整信号，由按键开关提供安1J安44J安44J-4J4iL.-4I安4LJ在本实验中主要用用P3口输入按键信号，还用到了特殊的P0口。对于P0口，由于其存在高阻状态，为了实现开关功能，给其添加上拉电阻，具体如下 图所示： LI* r -XTALI- 山 XTA15 8 ! PSE： stn- 5 7眄咏紳 P3.1/TCB P32/iNTa P3.3/1NTTP3.X.W*：l*iFWWrtH*H ；呻:* MTXD*3 jifiTn K .MNT IIP+HJP?-5fTj111闹铃由P2.6端输出，模块如下：2.3晶振与

6、复位电路本实验单片机时钟用内部时钟，模块如下:复位电路为手动复位构成，模块如下:VCC5VRSTCE10iiFRI1憾各模块拼接组合，电路总体设计图如下:个人资料整理:仅学习使用限135 -lee -saiL - IKR1Ftl1IIRoot sheet 1+J10D.C +15(R1Q- -：TE-R12XTAL1XTAL2ISENR13-耳血-PDDADD PD.WD1FD2HD2PD3D3 PD.WDiPDD6 PDWDTPZ1WP22ft1D P23SA11P2.W12P2SW13 P2收刚* P2Jjft15网MXDP3/ D：DpiWra PSnTTPJ.4/TT1 FJ5T1P3

7、J/RFPROGRAM-Wrs讪iteW 畑网 if b I Ji E：:r1 PEXl5-Yf曰店LF TE-片J - L :f yTE-巧r . - -.* a -* 1 -ID; -R7 1L.Ffia riRie 1k- LED-RS -=TEO=:zSOUND-ff-B.程序设计B.1程序总体设计本实验用汇编程序完成程序总的流程图如下：B.2程序主要模块B.2.1延时模块数码管显示动态扫描时，用到延时程序，这里使用延迟 1ms的程序，此程 序需反复调，除数码管动态扫描外，数码管的闪烁提示，以及音乐模块也用到了 延时，只是延时的长短不同罢了，在此不再赘述。B.2.2中断服务程序本实验中

8、，计数器T0,T1中断都有运用，其中TO中断为时钟定时所用，T忡 断用于音乐播放。TO的定时长度为0.01s,工作于方式1,计数1次，时长1us，故 计数器计数10000次，进入中断，计数初值为 65536-10000=55536=#0D8F0装满 定时器需要0.01s的时间，从而100次中断为一秒，一秒之后，判断是否到 60 秒，若不到则秒加一，然后返回，若到，则秒赋值为 0，分加一，依次类推。包括日期显示的功能也是如此。另外，由于要实现倒计时功能，因此在中断程序 中还要加入减一的寄存器，需要时将其进行显示。基于以上考虑，以 R3为倒计时中的秒，R4为倒计时的分，当秒加1时R3减一，减到0之

9、后，秒赋值为59,分 减一，直到分为0。计数器T1工作于方式1，当调用响铃程序时，其计数功能开启，为音乐 音调不同频率的方波的形成，提供延时。其中断服务程序就是根据音调改变音 乐方波输出口电平的高低，用语句 CPL实现。中断服务程序中日历的实现较为复杂，要考虑平年，闰年，特殊的 2月，每月的天数的不尽相同。具体的逻辑判断方法为：首先，要考虑年份是不是闰 年，闰年的判断方法是：将年份除以100,若能整除，贝U将年份除以400,若还 能整除，贝U为闰年，若不能，贝以平年；若不能被 100整除，贝U判断是否能被4 整除，若能，则为闰年，若不能则为平年。只有 2月与平、闰年相关，因此在闰年和平年的子程

10、序中，要判断是不是2月，若是则在相应的年中进行日期的增 加，若不是则转入平时的月份。其中1、3、5、7、& 10、12月是每月31天， 4、6、9、11月为每月30天。日历进位判断流程图如下：本实验用8个数码管，刚好能显示年，月，日，扫描显示与时间的扫描显示 类似。年比较特殊，由两个寄存器存储，个位，十位为 0时，表明年数能被100 整除，若此时千位，百位组成两位数能被4整除，则年数被400整除，为闰年。若十位，个位组成两位 数能被4整除，则年数能被4整除，为闰年。B.2.3主程序主程序主要对按键进行扫描，以及判断定时和闹铃时间是否已到，若到则 调用相关程序。B.2.4 显示子程序8个数码管轮

11、流进行显示，分别显示1ms依赖人的视觉 暂留效应，给人以 数码管持续高亮的错觉。日期的显示，秒表的显示，倒计时的显示，调闹铃，调定时的显示，闪烁 的显示程序与以上的的扫描相似，有的以子程序的方式出现，通过子程序调用 语句ACAL调用；有点直接嵌套在相应的程序里面，顺序执行，或者用调转语句 AJM調用。D_1MS:延时程序:MOV R7,#2 D_5:MOV R2,#250DJNZ R2,$JZ MIAO。判断分是否到闹铃所定DJNZ R7,D_5时RET间，若到，则对秒进行判断；若不主程序：到MAIN:JNB P3.0QATETZ。按下 0键，显则示日期并可对日期进行调整对定时进行判断JNB

12、P3.1,ZSTZ1 。按下 1 键，显AJMP DSPDKQ示时间，并可调时MIAO:JNB P3.2,NLTZZ 。按下 2 键，进MOV A,SECOND行闹铃设置SUBB A,#0JNB P3.3QSTZ 。按下 3键，进JZ SHENGYIN1。判断秒是否到闹行定时设置铃JNB P3.4,CESHI 。闹铃测试所JNB P3.6,STOPWATCHTZ 按下 6定时间，若到，则时，分，秒都到达键，进入秒表方式ACALL DISP。调用时钟显示子程闹铃序时刻，进入响铃子程序；若不到则JNB P0.6,RERING。判断是否开判启闹铃重响功能断定时RE: JNB P2.7QSPDKQ。判

13、断是AJMP DSPDKQ否开启闹铃功能，没开则去判断定时RERING:。闹铃重响判断程序FMQPD:。判断定时值R4,R3是否JNB F0, RE 。标志位F0为0,不到零、闹铃时刻是否已到进行闹铃重响设定CPL F0MOV 3CH,#1定时判断标志位赋1，定时判断功能开启MOV A,HOURJNB P0.7,M1。闹铃重响间隔时间SUBB A,38H选取JZ FEN。判断小时数是否到闹铃MOV R4,#0。闹铃重响间隔30秒MOV R3,#30定时间，若到AJMP MAIN，则对分进行判断；若不到，M1:。闹铃重响间隔60秒则对定时进行判断MOV R4,#1AJMP DSPDKQMOV R

14、3,#0FEN:AJMP MAINMOV A,MINUTEDSPDKQ:。判断是否应该进行定SUBB A,37H时判断MOV A,3CH。3CH是引入的判断因当其为0时，不对定时时间是否到0进行判断JNZ DSPD2。当3CH不是0时，跳转到定时判断程序AJMP MAINDSPD2:MOV A,R4JZ S_PD。R4所存定时分数为0,则而判断R3所存定时秒数AJMP MAINS_PD:MOV A,R3JNZ MAIN。R4,R3所存参数减为0，定时长度已到JNB P0.6,SHENGYIN2。闹铃重响功能开启时，跳入响铃程序AJMP TISHI 。不是闹铃重响定则定时时间到时，跳入提示程序A

15、JMP MAINCESHI:ACALL RINGAJMP MAINSHENGYIN1。调用响铃子程序LCALL RINGAJMP MAINSHENGYIN2:SETB F0 。闹铃重响标志位设定LCALL RING。响铃CLR F0。标志位复位AJMP MAINNLTZZ:AJMP NLTZ1。跳入闹铃调整程序DSTZ:AJMP DSTZ1。跳入定时调整程序DATETZ:AJMP DATETZ1跳入日期调整程 序STOPWATCHTZ:AJMP STOPWATCHTZ跳 入秒表程序显示子程序：DISP:。时间显示子程序JNB P3.7,OUT1。判断节能开关7转 是否 按下，按下则数码管不显示

16、，延长其 /、 寿命MOV DPTR,#LEDTABMOV A,SECOND显示当前时间秒位MOV B,#10DIV AB 。A存十位，B存个位MOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR SEC_SACALL D_1MS。显示当前时间秒十位SETB SEC_SMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR SEC_GACALL D_1MS。显示当前时间秒个位SETB SEC_GMOV A,MINUTE显示当前时间分位MOV B,#10DIV ABMOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR MIN_SACALL D_1MSSETB MIN_SMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR MIN_GACALL D_1MSSETB MIN_GMOV A,HOUR显示当前时间时位MOV B,#10DIV ABMOV DPTR,#LEDTABMOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR HOU_SACALL D_1MSSETB HOU_SMOV A,BMOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR HOU_GACALL D_1MSSETB HOU_GMOV A,WEEK显示当前星期数MOVC A,A+DPTRMOV P1,ACLR Y_SACALL D_1MSSETB Y_SOUT1:RET