大连理工大学单片机综合设计基于ZLG7290BPCF8563的时钟系统设计说明.docx

1、大连理工大学单片机综合设计基于ZLG7290BPCF8563的时钟系统设计说明理工大学本科设计报告题目：基于ZLG7290B、PCF8563的时钟系统设计课程名称： 单片机原理及应用实验 学院（系）：电子信息与电气工程学部专 业： 班 级： 学 号： 学生： 成 绩： 2015 年 5月 4日计算机技术实验室安全操作规1.实验前认真阅读安全操作规程，不得擅自触及总电源开关。2.实验期间学生不准使用与实验无关的电气设备。3.实验过程中若遇计算机故障时，交由指导老师负责，不允许学生私自开箱维修。4.在实验过程中，连接实验设备的220v电源时，要保持手部干燥，并注意操作安全，不允许使用金属物件触碰2

2、20v电源线及电源插座的带点部位。5.学生实验期间，在连接导线时不允许实验台带电操作，连接完成后经检查无误时再将实验台上电。完成实验时先将实验台断电后再进行导线的拆除。6.实验期间要关闭手机等通讯工具，实验室一律禁止携带饮料、食品、禁止吸烟、喧哗、嬉闹、确保实验室卫生、整洁。7.学生完成实验后，必须关闭所有实验设备的电源。8.如果实验过程中发生“突发事件”时，不要慌、应沉着冷静，采取相关的措施。必要时拨打校晋级（84708110）或拨打110、120报警。电工电子实验教学中心计算机技术实验室 个人签字：题目：基于ZLG7290B、PCF8563的时钟系统设计 1 设计要求（1）由PCF8563

3、提供时间参数并由ZLG7290进行显示；（2）能够利用键盘实现时间参数的修改，修改过程可加入“回显”、“闪烁”、 “容错”等功能；（3）利用蜂鸣器实现时钟系统的“整点报时”功能；（4）要求程序中有中断环节；2 设计分析及系统方案设计（1）由PCF8563T实时时钟芯片提供时间数据，由ZLG7290B显示电路控制8位数码管显示当前时间，二者通过I2C总线结构与AT89C51单片机相连，SDA和SCK分别接P1.0和P1.1。（2）该系统采用双中断结构，时钟输出CLKOUT接INT0，为低优先级，每一秒触发一次中断；键盘中断输出信号INT接INT1，为高优先级，每当有按键时触发中断。（3）算法说明

4、： 10H-1DH：向PCF8563T输入的相关参数的数据块； 20H-26H：从PCF8563T中读出的时间参数（秒、分、小时、日、星期、月、年）。通过CHAIFEN子程序将20H-26H中获取时间参数拆分查表后送入下列缓冲区： 28H-2FH：年（4单元）、月（2单元）、日（2单元）； 38H-3FH：小时、分钟、秒（各占单元）。键盘修改时间子程序中先将键值读入A，经判断转换后送入缓冲区20H-22H。主程序功能： 将10H-1DH中特定时间和控制命令送入PCF8563T对应寄存器中，等待中断。 由于PCF8563T的CLKOUT设定输出频率为1HZ，将其与INT0相连，每秒引发一次中断。

5、在时钟中断服务程序中读取时间参数，调整各参数后进入整点报时子程序，判断是否报时。然后将时间参数经拆分查表等操作，将年、月、日送28H-2FH缓冲区，将小时、分、秒送38H-3FH缓冲区，最后根据P1.2电平决定哪个缓冲区容送ZLG7290B进行显示。 ZLG7290B的键盘中断输出信号INT与INT1相连，每当有按键是触发中断，先读入键值至A中，判断是A、B或C，分别对应修改时、分、秒，进入对应子程序然后在等待两次输入，经转换设置成十位和个位，存入入12H-14H对应单元，再送入PCF8563T对应寄存器。3 系统电路4 外围接口模块硬件电路功能描述（1）ZLG7290B：数码管动态显示驱动、

6、键盘扫描管理芯片，可驱动8位共阴极结构LED数码管，同时可管理64个按键扫描识别，接口采用I2C结构。（2）PCF8563T：由Philips公司设计的低功耗CMOS实时时钟日历芯片，具有1.0-5.5V的电压工作围、一个可编程时钟输出和掉电检测电路，接口采用I2C结构，每次读写操作部地址寄存器自动产生增量。（3）交流驱动蜂鸣器：一种发声元件，体积小，使用PNP驱动，需要一交变信号驱动才能发出相应频率的声音。5 主程序中主要变量定义RAM单元或工作寄存器定义、功能等。变量名称RAM单元/寄存器功能PCF8563T时间和控制命令参数10H-1DH设定PCF8563T时间和命令参数的缓冲区时间参数

7、20H-26H从PCF8563T中读出的时间参数（秒、分、小时、日、星期、月、年）缓冲区年月日28H-2FH拆分查表所得年月日缓冲区以待显示时分秒38H-3FH拆分查表所得时分秒缓冲区以待显示键值1FH读入的键值存储单元6 系统软件中各个子程序的功能描述子程序的名称、功能，以及入口、出口参数。子程序名称入口参数出口参数功能 描述INT_RCT无无时钟中断服务子程序PANDUAN20-21H无判断并进行整点报时CHAIFEN20-26H28-2FH、38-3FH将时间参数拆分查表CFAR4、R3将A中数据拆违两独立的十六进制数并查表得到对应字型码ADJUST20-25H20-25H屏蔽各时间参数

8、无关位INT_7290无无键盘修改时间中断服务子程序RDKEY无A读键值子程序WR8563R7、R0、R2、R3无向日历芯片写时间参数WRNBYTR7、R0、R2、R3无带有部单元地址的多字节写操作子程序RDADDR7、R0、R2、R3、R4无带有部单元地址的多字节读操作子程序7 主程序程序流程图 N Y N Y N N WAIT1 N Y Y WAIT2 N Y8 程序清单;*;由PCF8563提供时间参数并由ZLG7290进行显示;能够利用键盘实现时间参数的修改，修改过程可加入回显、闪烁、容错等功能;利用蜂鸣器实现时钟系统整点报时功能;要求程序中有中断环节;转换显示：P1.2与KEY1连接

9、，按下KEY1显示年月日，平时显示时分秒;设定时钟芯片CLKOUT输出秒脉冲且与P3.2连接;采用中断的方式来显示时间（每秒钟刷新一次显示）;ZLG7290B芯片的RST_L复位端与P1.7口连接，以便复位操作;* SDA BIT P1.0 ;定义I2C信号引脚 SCL BIT P1.1 WSLA_8563 EQU 0A2H ;PCF8563T口地址 RSLA_8563 EQU 0A3H WSLA_7290 EQU 70H ;ZLG7290B口地址 RSLA_7290 EQU 71H ORG 8000H LJMP 8100H ORG 8003H LJMP INT_RCT ORG 8013H L

10、JMP INT_7290 ORG 8100HSTART: MOV SP,#60H CLR P1.7 ;ZLG7290B复位 LCALL DELAY SETB P1.7;*;设定PCF8563T的时间和命令参数 ;* MOV 10H,#00H ;启动控制字 MOV 11H,#1FH ;设置报警及定时器中断 MOV 12H,#50H ;秒单元 MOV 13H,#59H ;分单元 MOV 14H,#10H ;时单元 MOV 15H,#29H ;日期单元 MOV 16H,#03H ;星期单元 MOV 17H,#04H ;月单元 MOV 18H,#15H ;年单元 MOV 19H,#00H ;设定分报警

11、 MOV 1AH,#00H ;设定小时报警 MOV 1BH,#00H ;设定日报警 MOV 1CH,#00H ;设定星期报警 MOV 1DH,#83H ;设定CLKOUT的频率（1S）;* 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PCF8563T MOV IP,02H SETB EA SETB EX0 SETB EX1 SETB IT0 SETB IT1 SJMP

12、$ ;等待中断;*;时钟中断服务子程序;*INT_RCT:MOV R7,#07H ;读出数个数 MOV R0,#20H ;目标数据块首地址 MOV R2,#02H ;从器件部首地址 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20H26H中 LCALL ADJUST ;调时间调整子程序 LCALL PANDUAN ;调判断键值子程序 LCALL CHAIFEN ;调拆分子程序（包含查表），将20H26H中的参数分别存于28H2FH、38H3FH单元中 MOV R7,

13、#08H MOV R2,#10H MOV R3,#WSLA_7290 JNB P1.2,YEARS ;使用P1.2控制显示容 MOV R0,#38H ;显示小时、分钟和秒 SJMP DISPYEARS: MOV R0,#28H ;显示年月日DISP: LCALL WRNBYT ;调ZLG7290B显示 JNB P3.2,$ RETI;*;整点报时子程序;*PANDUAN: MOV A,21H CJNE A,#59H,PDFEN MOV A,20H CJNE A,#56H,PD57 LCALL BAOSHI1 AJMP EXITPD57: CJNE A,#57H,PD58 LCALL BAOSH

14、I1 AJMP EXITPD58: CJNE A,#58H,PD59 LCALL BAOSHI1 AJMP EXITPD59: CJNE A,#59H,EXIT LCALL BAOSHI1 AJMP EXITPDFEN: CJNE A,#00H,EXIT MOV A,20H CJNE A,#00H,EXIT LCALL BAOSHI2EXIT: RET;*;低音1S报时BAOSHI1:PUSH PSW PUSH 00H MOV R0,#0FFH MOV TMOD,#10H MOV TL1,#00H MOV TH1,#0FEH SETB TR1WORK1: JNB TF1,$ CLR TF1 M

15、OV TL1,#00H MOV TH1,#0FEH CPL P1.4 DJNZ R0,WORK1 POP 00H POP PSW RET;*;高音1S报时BAOSHI2:PUSH PSW PUSH 00H PUSH 01H MOV R0,#04HWORK2: MOV R1,#00H MOV TMOD,#10H MOV TL1,#00H MOV TH1,#0FFH SETB TR1WORK3: JNB TF1,$ CLR TF1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#0FFH CPL P1.4 DJNZ R1,WORK3 DJNZ R0,WORK2 POP 01H POP 00H POP

16、PSW RET;*;各子程序;* ORG 8300HCHAIFEN:PUSH PSW ;对20H26H单元的参数拆分并在查表后送28H2FH（年月日）和38H3FH（时分秒） PUSH ACC PUSH 03H PUSH 04H MOV A,20H ;取秒参数 LCALL CF ;拆分、查表在R4、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 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 ;

17、取小时参数 LCALL CF MOV 3EH,R3 ;送小时的个位 MOV 3FH,R4 ;送小时的十位 MOV A,23H ;取日期参数 LCALL CF MOV A,R3 MOV R3,A MOV 28H,R3 MOV 29H,R4 MOV A,25H ;取月参数 LCALL CF MOV A,R3 ORL A,#01H MOV R3,A MOV 2AH,R3 MOV 2BH,R4 MOV A,26H ;取年参数 LCALL CF MOV A,R3 ORL A,#01H MOV R3,A MOV 2CH,R3 MOV 2DH,R4 MOV 2EH,#0FCH ;年的高两位处理 MOV 2F

18、H,#0DAH POP 04H POP 03H POP ACC POP PSW RET;*;将A中的数据拆分成两个独立的BCD码并查表，结果分别存放于R4、R3中 CF: PUSH 02H PUSH DPH PUSH DPL 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 DPL POP DPH POP 02H RET;*LEDSEG: DB 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BEH,0E4H

19、 DB 0FEH,0F6H,0EEH,3EH,9CH,7AH,9EH,8EH;*;将20H26H中从PCF8563T中读出的7个字节参数的无关位屏蔽掉;*ADJUST: PUSH ACC MOV A,20H ANL A,#7FH MOV 20H,A MOV A,21H ANL A,#7FH MOV 21H,A MOV A,22H ANL A,#3FH MOV 22H,A MOV A,23H ANL A,#3FH MOV 23H,A MOV A,24H ANL A,#07H MOV 24H,A MOV A,25H ANL A,#1FH MOV 25H,A POP ACC RET;*;延时子程序;

20、*DELAY: PUSH 00H PUSH 01H MOV R0,#00HDELAY1: MOV R1,#00H DJNZ R1,$ DJNZ R0,DELAY1 POP 01H POP 00H RET;*;键盘修改时间中断服务子程序;*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）;*;修改小时;*AKEY: CJNE A,#0AH,BKEY ;判断是A键吗？不是跳转判断是B P3.3,$ ;以查询的方式等待下一次按键操作 LCALL RDK

21、EY ;读取第二个按键值（小时的十位数？） SWAP A ANL 14H,#0FH ORL 14H,A ;14H单元中的“十位数”生成 P3.3,$ ;以查询的方式等待下一次按键操作 LCALL RDKEY ;读取第三个按键值（小时的个位数） ANL 14H,#0F0H ;将键值数据处理成小时的个位 ORL 14H,A MOV R7,#01H MOV R0,#14H MOV R2,#04H MOV R3,#WSLA_8563 LCALL WRNBYT ;将修改后的时间参数送PCF8563T LJMP DOWN;*;修改分BKEY: CJNE A,#0BH,CKEY P3.3,$ LCALL R

22、DKEY SWAP A ANL 13H,#0FH ORL 13H,A P3.3,$ LCALL RDKEY ANL 13H,#0F0H ORL 13H,A MOV R7,#01H MOV R0,#13H MOV R2,#03H MOV R3,#WSLA_8563 LCALL WRNBYT LJMP DOWN;*;修改秒CKEY: CJNE A,#0CH,DOWN P3.3,$ LCALL RDKEY SWAP A ANL 12H,#0FH ORL 12H,A P3.3,$ LCALL RDKEY ANL 12H,#0F0H ORL 12H,A MOV R7,#01H MOV R0,#12H M

23、OV R2,#02H MOV R3,#WSLA_8563 LCALL WRNBYT LJMP DOWN ;*;中断返回退出DOWN: CLR IE0 POP PSW POP ACC POP 07H POP 04H POP 03H POP 02H POP 00H RETI;*;读键值子程序（出口参数累加器A，获取到的键值）RDKEY: MOV R0,#1FH ;键值缓冲单元 MOV R7,#01H ;取键值数据 MOV R2,#01H ;指向部数据键值寄存器地址 MOV R3,#WSLA_7290 ;取器件写地址 MOV R4,#RSLA_7290 ;取器件读地址 LCALL RDADD ;读出

24、7290的01H单元中的键值 MOV A,1FH ;取键值送缓冲单元 DEC A RET;*;向日历芯片中写入时间参数子程序WR8536: MOV R7,#07H ;写入参数个数（时间和控制字） MOV R0,#12H ;参数和控制命令缓冲区首地址 MOV R2,#02H ;从器件部从地址 MOV R3,#WSLA_8563 ;准备向PCF8563T写入数据串 LCALL WRNBYT ;写入时间、控制命令到PCF8563T RET;*;相关I2C子程序;*;带有部单元地址的多字节写操作子程序 WRNBYT;通用的I2C通讯子程序（多字节写操作）;入口参数R7字节数,R0:源数据块首地址;R0

25、原数据块首地址；R2从器件部子地址;R3:外围器件地址（写）;相关子程序 WRBYT、STOP、CACK、STAWRNBYT: PUSH PSW PUSH ACC WRADD: MOV A,R3 ;取外围器件地地址（包含r/w=0） LCALL STA ;发送起始信号S LCALL WRBYT ;发送外围地址 LCALL CACK ;检测外围器件的应答信号 F0,WRADD;如果应 MOV A,R2 LCALL WRBYT ;发送部寄存器首地址 LCALL CACK ;检测外围器件的应答信号 F0,WRADD;如果应答不正确返回重来 WRDA: MOV A,R0 LCALL WRBYT ;发送外围地址 LCALL CACK ;检测外围器件的应答信号 F0,WRADD;如果应答不正确返回重来 INC R0 DJNZ R7,WRDA LCALL STOP POP ACC POP PSW RET ;*;带有部单元地址的多字节读操作子程序 RDADD ;入口参数R7字节数；;R0目标数据块首地址；R2从器件部子地址；;R3器件地址（写）；R4器件地址（读）;相关子程序 WRBYT、STOP、CACK、STA、MACK、MNACK RDADD: PUSH PSW ;从PCF8563的02H单元读入7个参数 PUSH ACC ;存放于20H-26H单元 RD