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文档简介

1、单片机课程设计报告 - 电子时钟该课程设计是利用 MCS-51 单片机内部的定时计数器、中断系统、 以及行列键盘和 LED 显示器等部件,设计一个单片机电子时钟。设计的电 子时钟通过数码管显示,并能通过按键实现设置时刻和暂停、启动操纵等。二、电子时钟设计思想:用定时/计数器TO ,工作于定时,采纳方式1,对12MHZ的系统时钟 进行定时计数,初值设为 XXYY (自己运算)。形成定时时刻为50ms。用 片内RAM的7BH单元对50ms计数,计20次产生秒计数器78H单元加1, 秒计数器加到60则分计数器79H单元加1,分计数器加到60则时计数器7 AH 单元加 1,时计数器加到 24则时计数器

2、清 0。然后把秒、分、时计数器 分成十位和个位放到 8 个数码管的显示缓冲区,通过数码管显示出来。显 示格式为小时十位、小时个位 -分十位、分个位 -秒十位、秒个位。在处 理过程中加上了按键判定程序,能对按键处理。三、MCS-5 1 单片机系统简介 单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统是 指单片机以及扩展的储备器、 IO 接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。 软件系统包括监控程序和各种应用程序。在单片机应用系统中,单片机是整个系统的核心,对整个系统的 信息输入、处理、信息输出进行操纵。与单片机配套的有相应的复位电路、 时钟电路以及扩展的储备器和 IO 接口,使单片机应用系统

3、能够运行。在一个单片机应用系统中,往往都会输入信息和显示信息,这就 涉及键盘和显示器。在单片机应用系统中,一样都按照系统的要求配置相 应的键盘和显示器。配置键盘和显示器一样都没有统一的规定,有的系统 功能复杂,需输入的信息和显示的信息量大,配置的键盘和显示器功能相 对强大,而有些系统输入 /输出的信息少,这时可能用几个按键和几个 LED 指示灯就能够进行处理了。在单片机应用系统在中配置的键盘能够是独立 键盘,也可能是矩阵键盘。 显示器能够是 LED 指示灯, 也能够是 LED 数码 管,也能够是LCD显示器,还能够使用CRT显示器。单片机应用系统中键 盘一样用的比较多的是矩阵键盘,显示器用的比

4、较多的是 LED 数码管还 L CD 显示器。四、MCS-51 单片机内部定时器 计数器、中断系统简介 定时器 计数器1、MCS-51 系列中 51 子系列有两个 16 位的可编程定时 计数器可: 定时计数器TO和定时计数器T1。它由加法计数器、方式寄存器 TMOD、 操纵寄存器 TCON 等组成。方式寄存器用于设定定时计数器 T0 和 T1 的工 作方式,操纵寄存器用于对定时计数器启动、停止进行操纵。2、每个定时计数器既能够对系统时钟计数实现定时,也能够外部 信号计数实现计数功能通过编程设定来实现。3、每个定时计数器都有多种工作方式,其中 TO 有四种工作方式, T1 有三种工作方式, T2

5、 有三种工作方式。 通过编程可设定工作于某种方式。 四种工作方式为: 13位定时 计数器、 16位定时 计数器、 8位自动重置定时 计数器、两个 8 位定时 计数器(只有 TO 有)4、每一个定时计数器定时计数时刻到时产生溢出,使相应的溢出 位置位,溢出可通过查询或中断方式处理。中断系统 :1 、 MCS-51 单片机提供 5 个硬件中断源, 2 个外部中断源, 2 个定时计 数器TO和T1的溢出中断TFO和TF1, 1个串行口发送TI和接收RI中断。2、MCS-51 单片机中没有专门的开中断和关中断指令,对各个中断源 的承诺和屏蔽是由内部的中断承诺寄存器 IE 的各位来操纵的。中断承诺寄 存

6、器IE的字节地址为A8H,能够进行位寻址。系统复位时,中断承诺寄存 器 IE 的内容为 O O H ,如果要开放某个中断源, 则必须使 IE 中的总控置位和 对应的中断承诺位置“ 1”。3、MCS-51 单片机有 5 个中断源,为了处理方便,每个中断源有两级 操纵,高优先级和低优先级。通过由内部的中断优先级寄存器 IP 来设置, 中断优先级寄存器IP的字节地址为B8H,能够进行位寻址。如果某位被置 “1”,则对应的中断源被设为高优先级;如果某位被清零,则对应的中断 源被设为低优先级。关于同级中断源,系统有默认的优先权顺序,从高到 低优先权顺序为外部中断 0、定时计数器 T0 中断、外部中断 1

7、、定时计数 器 T1 中断、串行口中断。通过设置中断优先级寄存器 IP 能够改变系统默 认的优先级顺序。4、MCS-51 单片机响应中断的条件为:中断源有要求且中断承诺。五、键盘和 LED 数码管显示器简介 键盘是单片机应用系统中最常用的输入设备,在单片机应用系统中, 操作人员一样差不多上通过键盘向单片机系统输入指令、地址和数据,实 现简单的人机通信。键盘实际上是一组按键开关的集合,平常按键开关总 是处于断开状态,当按下键时它才闭合。键盘的结构形式一样有两种:独 立式键盘和矩阵式键盘。矩阵式键盘的工作方式有 3 种:查询工作方式、 定时扫描工作方式和中断工作方式。LED 数码管显示器: 在单片

8、机应用系统中, 经常用到 LED 数码管作为 显示输出设备, LED 数码管显示器尽管显示信息简单, 但它具有显示清晰、 亮度高、使用电压低、寿命长、与单片机接口方便等特点,差不多上能够 满足单片机应用系统的需要,因此在单片机应用系统中经常用到。 LED 数 码管显示器是由发光二极管按一定的结构组合起来的显示器件。在单片机 应用系统中通常使用的是 8段式 LED 数码管显示器,它有共阴极和共阳极 两种。所谓译码方式是指由显示字符转换得到对应的字段码的方式。 关于 L ED 数码管显示器, 通常的译码方式有两种: 硬件译码方式和软件译码方式。 LED 数码管在显示时,通常有两种显示方式:静态显示

9、方式和动态显示方 式。在使用时能够把它们组合起来。在实际应用时,如果数码管个数较少, 通常用硬件译码静态显示,在数码管个数较多时,则通常用软件译码动态 显示。六、差不多原理软时钟是利用单片机内部的定时器 计数器来实现的,它的处理过程如 下:第一设定单片机内部的一个定时器 计数器工作于定时方式,对机器周 期计数形成基准时刻,然后用另一个定时器 计数器或软件计数的方法对基 准时刻计数形成秒,秒计 60次形成分,分计 60 次形成小时,小时计 24次 则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。数码管显示能够采纳静态显示方法或动态显示方法。静态显示方法需要数据锁存器等硬件,接口复杂

10、,时钟显示一样用 6个或8个数码管。由 于系统没有其他的复杂的任务处理,而且显信息能变化 一样采纳动态显示方式。动态显示方法线相对单但需动描扫 描频率要大于人眼视觉暂留频率,信息看起 件译码和硬件译码2软件译码通过译码程序查得 译码通过硬件译码器得到显示信息0的字段码,在具体处理时,定时器计数器采纳P0.6/AD6断服务程序中实现。在主程序中只需对定时器计数器初始化、调用显示子 程序和操纵子程序。另外 按键实现时n的调整C3CRYSTAL193947uF18P0.2/AD2 “ cl 36、JI中P0.6/AD6P2.O/A822KOK1L030-3TR5R4R3ik5k5.1k1I23|4T

11、678显示信息的字段码;硬件 际中通常采纳软件译码 断方式工作,对时钟的形成在中鳥为了使用A方便,设计了简单的按键,能够通过ALE. 如此在主程;P1P1P1P1P1P1P1P101234567P2.4/A12序P2.7/A151:P3.0/RX一11P3.1/TX【FP3.27INTO22P3.37INTP3.4/T0P3.5/T1P3.6/WFP3.7/R 匸2810 W 12 F F 75 卫 77中就加入了键盘设置了程序80C51K2 rn t O A七、系系0统硬件电路的设计按第一次暂停,亠设小时; 按第二次暂停,设分,按第三次重新幵始走动。 K伪加键,K2为减健。八、系统软件程序的

12、设计电子时钟的软件系统由主程序和子程序组成,主程序程序包含初始化 参数设置、按键处理、数码管显示模块等,1 .主程序主程序执行流程如图11.2,主程序先对显示单元和定时器/计数器初始 化,然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块,当有键按下,则转入 相应的功能程序。2.数码管显示模块本系统共用8个数码管,从右到左依次显示秒个位、秒十位、横线、 分个位、分十位、横线、时个位和时十位。采纳软件译码动态显示开始秒单元=60 ?分单元加1,秒单元清0,分写入分个位和分十位定时器示计数器T0中断服务程序定时器/计数器T0、用于时刻计时。选择方式分单,重复定时,定时时刻 设为50屁、,定时时刻到则中断,在

13、中断服务程序中用一个#数器M 50ms3.计数,计20次则0对秒单元加1,秒单元加到时6元则对个分单清时写,写同时秒单元清0;分单元加到序6。则对时单元加 时单元清0,标志一天时刻计满。 按下键否?元的指定位置。定时器 /计则对 放到储备3。程序进入功能程序1否同时分单元清0;时单元加至U 24 在对各单元计数的同时,把它们的值把它们的值数器T0中断服单务程序流程图如图11.中断返回图11.2主程序流程图图11.3定时器/计数器T0中断服务程序流程图4. 按键处理模块按键处理设置为:如没有按键,则时钟正常走时。当按下K0按键时, 进入调分状态,时钟停止走动;按 K1可K2按键可进行加1或减1操

14、作; 连续按K0键可分不进行分和小时的调整;最后按 K0键将退出调整状态, 时钟开始计时运行。5. 汇编语言源程序清单;采纳8位LED软件译码动态显示程序;使用AT89C51单片机,12MHZ晶振,P0输出字段码,P2 口输出位 选码,用共阳;LED数码管,P1.0为调时位选择按键,P1.1为加1键,P1.2为减1 键。;片内RAM的70H到77H单元为LED数码管的显示缓冲区;78H,79H,7AH分不为秒、分、小时计数单元;7BH为50ms计数器,7CH为调时按键计数器ORG 0000HLJMP STARTORG 000BH;定时器/计数器T0中断程序入口LJMP INTT0;主程序STA

15、RT: MOV R0,#70HMOV R7, #0CHINIT : MOV R0,#00HINCR0DJNZR7,INITMOV72H,#10MOV75H,#10MOVTMOD ,#01HMOVTL0,#0B0HMOVTH0,#03CHSETBEASETBET0SETBTR0START1:LCALLSCANLCALL KEYSCANSJMP START1 ;延时 1MS 子程序 DL1MS :MOV R6,#14H DL1 :MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1RET;延时 20MS 子程序 DL20MS :ACALL SCANACALL SCAN A

16、CALL SCANRET;数码管显示程序SCAN: MOV A ,78H;时刻存入显示缓冲区相应位置MOVB,#0AHDIVABMOV71H,AMOV70H,BMOVA,79HMOVB,#0AHDIVABMOV74H,AMOV73H,BMOV A, 7AHMOV B, #0AHDIV ABMOV 77H,AMOV 76H, BMOV R1,#70H;循环扫描显示MOV R5, #80HMOV R3, #08HSCAN1:MOV A, R5MOVP2,AMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA , A+DPMOVP0,AMOVA,R5LCALLDL1MSINC R1MOV A, R5RR

17、 AMOV R5, ADJNZ R3, SCAN1MOV P2,#00HMOV P0,#0FFHRETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H ,0B0H,99H,92H,82H,0F8H, 80H,90H,0BFH;“09”,“-”的共阳极字段码;定时器 /计数器 T0 中断服务程序INTT0 : PUSH ACCPUSH PSWCLR ET0CLR TR0MOV TL0 ,#0B0HMOV TH0, #03CHSETB TR0INC 7BHMOV A, 7BHCJNE A ,#14H,OUTT0MOV 7BH ,#00INC 78HMOV A, 78HCJNE A ,#3CH,OUTT0

18、MOV 78H,#00INC 79HMOV A, 79HCJNE A ,#3CH,OUTT0MOV 79H,#00INC 7AHMOV A, 7AHCJNE A ,#18H,OUTT0MOV 7AH ,#00OUTT0:SETB ET0POP PSWPOP ACCRETI ;按键处理程序KEYSCAN:CLREAJNBP1.0,KEYSCAN0JNBP1.1,KEYSCAN1JNBP1.2,KEYSCAN2KEYOUT :SETBEARETKEYSCAN0 : LCALL DL20MSJB P1.0, KEYOUTWAIT0 :JNB P1.0,WAIT0INC 7CHMOV A, 7CHCL

19、R ET0CLR TR0CJNE A ,#03H,KEYOUTMOV 7CH, #00SETB ET0SETB TR0SJMP KEYOUTKEYSCAN1 : LCALL DL20MSJB P1.1, KEYOUTWAIT1 :JNB P1.1,WAIT1MOV A, 7CHCJNE A ,#02H,KSCAN11INC 79HMOV A, 79HCJNE A ,#3CH,KEYOUTMOV 79H,#00SJMP KEYOUTKSCAN11 :INC 7AHMOV A, 7AHCJNE A ,#18H,KEYOUTMOV 7AH ,#00SJMP KEYOUTKEYSCAN2 : LCALL DL20MSJB P1.2, KEYOUTWAIT2 :JNB P1.2,WAIT2MOV A, 7CHCJNE A ,#02H,KSCAN21DEC 79HMOV A, 79HCJNE A

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