定时闹铃课程设计报告书

1、目录1设计方案11.1设计目的11.2设计任务12设计总体框图12.1系统设计方框图12.2程序流程图23设计单元电路33.1 AT89C51的时钟电路 33.2 AT89C51的复位电路设计 43.3 AT89C51的显示电路设计 43.4 AT89C51的按键电路设计 54电路原理说明64.1 AT89C51芯片管脚及其功能 64.2电路总原理及硬件原理图 84.3软件设计95参考文献206设计心得20附录：21附录1:调试报告21附录2 :元器件清单22定时闹铃的设计1设计方案1.1设计目的本设计是一个定时闹钟，它仅使用单片的20引脚单片机完成闹钟的全部功能。设计目的是为了学习和巩固单片

2、机知识，使对已学过的基础知识能有更深入的理解，学会独立 思考、独立思考、独立工作，以及提高对所学应用基本理论分析和解决实际问题的能力。1.2设计任务本设计是一个定是闹钟，它仅使用单片40个引脚单片机AT89C51完成闹钟的全部功能，包括时钟显示，时钟设置，闹钟设定和闹钟报时。设计目的是学习和巩固单片机知识， 使用学习过的关于AT89C51的基础知识能有更深入的理解，学会独立思考，独立工作，以 及提高对所学习的应用基本理论分析和解决实际问题的能力。2设计总体框图2.1系统设计方框图图1系统设计框图2.2程序流程图图2程序流程图3设计单元电路3.1 AT89C51的时钟电路AT89C51系列的单片

3、机时钟方式分为部和外部方式，外部方式是把外部已经有的时钟 信号引入到单片机部。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个 单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信 号，主要有晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；而是指 系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片 机部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合； 二是用专门的时钟芯片实现。本设计的米用部时钟方式。时钟电路如图3所示。12MhlE <TetT>I I旳C2 :U

4、1'18RSTPIPllPHPHPHPIPIPllPSEN ALE EAATB9C51 或 TEXT>PO-D/IXiP0.2/AD2PD上皿口638?30353433322233242528272S'io'1112131415ie17P2.DP2 2/A10P2 3ZA1IP2P3 5M13 ?2.erAM F2.7/AH5P3 UXR® F3-1/TCD P3 j/mTB pa.a/iWP3.4/T0 P3,5/riP3.8/OP3 7RD图3时钟电路3.2 AT89C51的复位电路设计复位是单片机的初始化操作，起主要功能是把 PC初始化为0000H

5、使单片机从0000H单元开始执行程序。除进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错祸操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，可以使复位键以重新启动，也可以通过监视定时器来强迫复位。RET引脚是复位信号的输入端，如图 4所示1?J1>XTALISTAL2RSTPDIlnDD PD.W1PQ2MD2 P如叮PD£j»DS 卩口丽临 PD.tDTpisP1.1P1HP1.1P13PSEM ALE ES-2?贮伽P2JW11P2.W12P2SW13P2.7W15aP.1/T7；PP301 歴P331I斤厂叼mi叼 J5TP7J&R_ia11忻16图4复位电路3.3

6、 AT89C51的显示电路设计分段式显示器（LED数码管）由7条线段围成8字型，每一段包含一个发光二极管。 外加正向电压时二极管导通，发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭，就可以显 示各种字形或符号。LED数码管有共阳、共阴之分。图是共阳式、共阴式LED数码管的原理图和符号，如图5所示。显示电路显示模块需要实时显示当前的时间，即时、分、秒，因此需要 6个数码管。 LED显示器的显示控制方式按驱动方式可分成静态显示方式和动态显示方式两种。对于多位LED显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示，其硬件连接方式如图6所示，时的十位和个位分别显示在第一个和第二个数码管，分的十位和个位分别显示在

7、第三个和第 四个数码管，秒的十位和个位分别显示在第五个和第六个数码管定时时间到后，P3.7被置位，二极管发光，提醒闹钟时间到。i t e -d 4££ K+5Y图5共阳式、共阴式LED数码管的原理图和数码管的符号图fkP-L>HIt 山4."fW*ti昭承 Pi.jAiiP3 gj3 5A« 甘SH ?小板FgiiTiB口新| pin萨图6数码管硬件连接图3.4 AT89C51的按键电路设计S1按键接在P2.0 口，用于切换正常走时、调时间、设定闹钟；S2按键接在P2.1 口,7所示。用于调整时间分加一和设置闹铃分加一功能键；S3按键接在P2.2

8、口，按下后进入闹钟设 置状态；S4按键接在P2.3 口，按下后进入时间调整状态。按键连接如图 X- -Vf f -P1IIF3 DRP1.1P3 in：P1 2P3.24NP1.3P3.WFM.4PE勺P1.5F：P1.6P3j6H1 7P3 7SRP2prf-iFAn<-:图7按键硬件连接图4电路原理说明4.1 AT89C51芯片管脚及其功能AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，可稳定地工作于5V的电源下.该器件采用ATME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和闪烁存储器组合在单个芯片中，

9、ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51芯片引脚图如图8所示。图8 AT89C51芯片引脚图AT89C5管脚说明：VCC :供电电压。GND接地。P0 口： P0口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1 口的 管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义 为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH4行校验时，P0 输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1 口： P1 口是一个部提供上拉电阻的 8位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。P1 口管脚写入1后，

10、被部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平 时，将输出电流，这是由于部上拉的缘故。在 FLASHY程和校验时，P1 口作为第八位地址 接收。P2口: P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2口缓冲器可接收，输出4个 TTL门电流，当P2口被写“ T时，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输 入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“ T 时，它利用部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLA

11、SHY程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口： P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“ 1”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为 低电平，P3口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为AT89C5的一些特殊功能口：管脚 备选功能P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0外部输入）P3.5 T1（记时器 1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部

12、数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST :复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST卩两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG ：当访问外部存储器时， 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASHY程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6 。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。如想禁止ALE的输出 可在SFR8E地址上置0。此时，ALE只有在执行MOV，MOV指令是ALE才起作用。另外，该 引脚被略微

13、拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。/PSEN ：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器 周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN言号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH， 不管是否有部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将部锁定为RESET当/EA端保持高电平 时，此间部程序存储器。在FLASHY程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP。XTAL1反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。XTAL2 ：来自反向振荡器的输出。4.2 电路总原理及硬

14、件原理图电路总原理：将软件.hex文件添加到芯片后，就可开始仿真。此设计中数码管显示时分秒，时为24 进制，分和秒都为60进制。当按下S3时进入闹钟设置状态，此时再按下S3则设置闹钟时，每按一下闹钟时加一， 到23h时回到Oh,接着按下S2则设置闹钟分，每按一下闹钟分加一，之后按下 S1回到时 间显示状态；当按下S4时进入时钟调整状态，此时再按下 S4则调整时钟时，每按一下时 钟时加一，到23h时回到Oh，接着按下S2则设置时钟分，每按一下时钟分加一，之后按 下S1回到时间显示状态。电路总原理图如图9所示。HPFdfKI三戈图9电路总原理图4.3软件设计设计程序如下：ORG 0000HLJMP

15、 STARTORG 000BHLJMP TIMESTART:MOV SP,#51HMOV 20H,#00H ; 定义秒MOV 21H,#00H; 定义分MOV 22H,#00HJ定义时MOV 23H,#00HJ定义闹钟分MOV 24H,#00HMOV 25H,#00HMOV 26H,#00HJ定义闹钟时MOV 30H,#00HMOV 31H,#00H;BCD显示时间秒MOV 32H,#00HMOV 33H,#00H;BCD显示时间分MOV 34H,#00HMOV 35H,#00H;BCD显示时间时MOV 36H,#00HMOV 37H,#00H;BCD闹钟分MOV 38H,#00HMOV 39

16、H,#00H;BCD闹钟时MOV 50H,#00H ; 按键次数MOV TMOD,#01HMOV TH0,#03CHMOV TL0,#0B0HMOV IE,#82H ;中断允许SETB TR0 ;启动 T0MOV R2,#14HMOV P2,#0FFHCLR P3.7MAIN: LCALL TIMEPRO ; 判断是否为闹钟GB: LCALL DISPLAY1 ; 显示时间JB P1.3,M1LCALL SETTIMELJMP MAINM1: JB P1.2,M2LCALL SETATIMELJMP MAINM2: JB P1.0,M4LCALL LOOKATIMEM4: LJMP MAIND

17、ELAY:MOV R4,#030H ; 延时子程序DL00: MOV R5,#0FFHDL11: MOV R6,#09HDL12: DJNZ R6,DL12 DJNZ R5,DL11 DJNZ R4,DL00 RETSETTIME: ;L0: LCALL DISPLAY1MM1: JB P1.3,L1 ; MOV C,P1.3 JC MM1LCALL DELAY1JC MM1MSTOP1: MOV C,P1.3 JNC MSTOP1 LCALL DELAY1 MOV A,50HINC 50HCJNE A ,#00H,HJ1设置时间进入时间设置状态设置时钟时LJMP L0HJ1: MOV C,P

18、1.3JNC MSTOP1INC 22HMOV A,22HCJNE A,#18H,GO12 ; 时为 24h 时清零MOV 22H,#00HMOV 34H,#00HMOV 35H,#00H LJMP L0L1: JB P1.1,L2MOV C,P1.1JC L1LCALL DELAY1JC L1MSTOP2: MOV C,P1.1 ; 设置时钟分JNC MSTOP2LCALL DELAY1MOV C,P1.1JNC MSTOP2INC 21HMOV A,21HCJNE A,#3CH,GO11 ;分为 60s 时清零MOV 21H,#00HMOV 32H,#00HMOV 33H,#00H LJM

19、P L0GO11: MOV B,#0AHDIV ABMOV 32H,BMOV 33H,ALJMP L0GO12: MOV B,#0AHDIV ABMOV 34H,BMOV 35H,ALJMP L0L2: JB P1.0,L0MOV C,P1.0JC L2LCALL DELAY1MOV C,P1.0JC L1STOP1: MOV C,P1.0 ; 回到时间显示JNC STOP1LCALL DELAY1MOV C,P1.0JNC STOP1MOV 50H,#00HLJMP MAINSETATIME:LCALL DISPLAY2 ;设置闹钟N0: LCALL DISPLAY2MM2: JB P1.2

20、,N1MOV C,P1.2JC MM2LCALL DELAY1JC MM2MSTOP3: MOV C,P1.2 ; 设置闹钟时JNC MSTOP3LCALL DELAY1MOV A,50HINC 50HCJNE A,#00H,HJ2LJMP N0HJ2: MOV C,P1.2JNC MSTOP3INC 24HMOV A,24HCJNE A,#18H,GO22 ; 时为 24h 时清零MOV 24H,#00HMOV 38H,#00HMOV 39H,#00HLJMP N0N1: JB P1.1,N2MOV C,P1.1JC N1LCALL DELAY1MOV C,P1.1JC N1MSTOP4:

21、MOV C,P1.1 ; 设置闹钟分JNC MSTOP4LCALL DELAY1MOV C,P1.1JNC MSTOP4INC 23HMOV A,23HCJNE A,#3CH,GO21 ; 分为 60s 时清零MOV 23H,#00HMOV 36H,#00HMOV 37H,#00HLJMP N0GO21: MOV B,#0AHDIV ABMOV 36H,BMOV 37H,ALJMP N0GO22: MOV B,#0AHDIV ABMOV 38H,BMOV 39H,ALJMP N0N2: JB P1.0,N0MOV C,P1.0JC N2LCALL DELAY1MOV C,P1.0JC N1ST

22、OP2: MOV C,P1.0 ; 回到时间显示JNC STOP2LCALL DELAY1MOV C,P1.0JNC STOP2MOV 50H,#00HLJMP MAINTIMEPRO:MOV A,21H ; 判断是否为闹钟MOV B,23HCJNE A,B,BKMOV A,22HMOV B,24HCJNE A,B,BKSETB 25H.0MOV C,25H.0LCALL TIMEOUTJMP BK1BK: CLR P3.7BK1: RETTIMEOUT:SETB P3.7RETLOOKATIME: LCALL DISPLAY2 ; 判断 S1 是否按下，若按下则显示时间，否则显示 闹钟MM:

23、 JNB P1.0,LOOKATIMELCALL DELAY1LJMP MAINDELAY1: MOV R4,#14HDL001: MOV R5,#0FFHDL111: DJNZ R5,DL111DJNZ R4,DL001RETTIME:PUSH ACC ; 定时PUSH PSWMOV TH0,#0E0HMOV TL0,#0B0HDJNZ R2,RET0MOV R2,#14HMOV A,20HCLR CINC A ;秒自加 1CJNE A,#3CH,GO1 ;秒计数循环MOV 20H,#00H ;复位MOV 30H,#00HMOV 31H,#00HMOV A,21HINC A ;分自加 1CJ

24、NE A,#3CH,GO2 ;分计数循环MOV 21H,#00H ;复位MOV 32H,#00HMOV 33H,#00HMOV A,22HINC A ;时自加 1CJNE A,#18H,GO3 ;时计数循环MOV 22H,#00H ;复位MOV 34H,#00HMOV 35H,#00HMOV A,21HAJMP RET0GO1: MOV 20H,AMOV B,#0AHDIV ABMOV 31H,A;秒高位MOV 30H,B;秒低位AJMP RET0GO2: MOV 21H,AMOV B,#0AHDIV ABMOV 3H,A分高位MOV 32H,B分低位AJMP RET0GO3: MOV 22H

25、,AMOV B,#0AHDIV ABMOV 35H,A时高位MOV 34H,B时低位AJMP RET0RET0: POP PSWPOP ACCRETIDISPLAY1:MOV R0,#30H ; 显示子程序MOV R3,#01HPLAY1: MOV A,R3MOV P2,AMOV A,R0MOV DPTR,#DSEG1MOV C A,A+DPTRMOV P0,ALCALL DL1MOV A,R3RL AMOV R3,AMOV C,ACC.6JC LD1INC R0LJMP PLAY1LD1: RETDISPLAY2: PUSH ACCPUSH PSWMOV R0,#36HMOV R3,#04H

26、PLAY2: MOV A, R3MOV P2,AMOV A,R0MOV DPTR,#DSEG1MOVC A,A+DPTRMOV P0,ALCALL DL1MOV A,R3 ; 判断是否显示到最低位RL A ; 左移一位MOV R3,AMOV C,ACC.6JC LD2INC R0 ; 缓存器地址加一LJMP PLAY2LD2: POP PSWPOP ACCRETDL1: MOV R7,#20HDL: MOV R6,#20HDL6: DJNZ R6,$DJNZ R7,DLRETDSEG1: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND5 参考文献1 高峰. 单片微型计算机原理与接口技术（第二版） . 北京：科学， 20072 王建校.51系列单片机及C51程序设计.北京：科学，20023 涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用M 北京：北京航空航天大学，1996.44 . 朝青. 单片机原理及接口技术（修订版） . 北京：北京航空航天大学， 19985 . 谭浩强 . 单片机课程设计 . 北京：清华大学， 19896 设计心得这次设计做的很成功，从设计方案确定到