基于单片机的电子数字钟仿真

1、基于单片机的电子数字钟仿真CHENGDU UNIVERSITY基于单片机电子数字钟 课程设计报告专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：电3信息工程有院College Of Cloctrofiic And I nf&rmstion Engineering2010年6月一、课程设计目本课程设计是自动化专业、电子信息技术专业学生在学完单片机原理 及课程之后必修课程，它教学目和任务是综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现，从而加深对单片机软硬知识理解， 获得初步应用经验，为走出校门从事单片机应用相关工作打下基础。二、设计内容利用单片机定时/计数器，中断系统，以及

2、阵列键盘和LED显示器进行 设计。在数码管显示器上实现电子时钟，并且能进行设置时间和暂停、启 动控制。用定时/计数器T0,工作于定时，采用方式1,对12MHz系统时钟进 行定时计数，初值设为XXYY （自己计算）。形成定时时间为50ms。用片 内RAM7BH单元对50ms计数，计20次产生秒计数器7BH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7A H单元加1,时计数器加到24则时计数器清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

3、了按键判断程序，能对按键处理。三、设计要求1、在PROTEUS中设计硬件，在 KEIL51中编写软件，在 PROTEUS 中运行程序仿真实现。2、写课程设计报告，给出设计思想，原理，硬件电路图，给出相应程序，并写出设计过程。课程设计报告格式：1、课程设计目2、课程设计具体要求3、MCS-51单片机系统简介4、MCS-51单片机内部定时器/计数 器简介四、MCS-51单片机系统简介5、键盘和LED数码管显示器简介6、基本原理7、硬件电路8、软件程序流程及代码9、设计制作过程10、总结MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出高性能8位单片机, 它包含51和52两个子系列。对于51

4、子系列，主要有8031、8051、8751三种机型，它们指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM,8051芯片带4KROM , 8751芯片带4KEPROM。51子系列主要特点为: 8 位 CPU。-2 4个8位并行I/O接口： P0、片内带振荡器，频率范围,1P02阜7°1、H附* n12MHVZc ;P0驱动器16位定时器/计数器A A工0P37八片f内检4 K程房存而可缓冲器口日.巳9P啜口新源。暂存器1多机通信。SP字节。ALUPSE刑外数郴琉悔寻址空怪ALE 64K靛节RESET 128m立寻班空间蝌睡-pi驱动相 21 zt皇节特味功能

5、寄荏器一°h献XLAT1及控制寄， 存器XLAT2P1锁存器号11条指令,小片呐采用单:点桀在PTR卜P3锁存器有较强位处理能力。二+5V也源P1.0P1.7P3.0P3.7图一、MCS-51系列单片机内部结构五、MCS-51单片机内部定时器/计数器中断系统简介 定时/计数器主要特性：1. M&S-51系列中51子骞列有两个16位可编程定时立楙器：定时/计数器T0和定时/计数器-1T1广园子系列有二伞，一还有h不定时：；/讣数器T22.每个定时/微器既可添统时钟计度对外部信号计粽!机计数车能逋过编哪硅空现。 心二1 D4，3,每不aE时同瞰即都俘种工作方表其有三种工作停，2卷

6、三评工隼孽3厂通过编建屣二圳作手某种方式后切I4,每一千定的上修配我升数时间到时产生溢出MOD使相应溢出位置位,溢出可通泄I幅或中断方式处理图二、定时/计数器T0、T1结构及工作原理定时/计数器工作方式：方式0是13位定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为 213次募， 等于8192。如计数值为N,则置入初值X为：X=8192-N方式1结构与方式。结构相同，只是把13位变成16位，16位加 法计数器被全部用上。由于是16位定时/计数方式，因而最大计数值（满值） 为216次哥，等于65536。如计数值为N,则置入初值X为： X=65536- N方式2下，16位计数器只用了 8位来计数，用是TL

7、0 （或TL1） 8位 来进行计数，而TH0 （或TH1）用于保存初值。当TL0 （或TL1）计满时 则溢出，一方面使TF0 （或TF1）置位，另一方面溢出信号又会触发图 6.5 上三态门，使三态门导通，TH0 （或TH1）值就自动装入TL0 （或TL1）。 由于是8位定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为28次哥，等于256。 如计数值为N,则置入初值X为：X=256-N方式3只有定时/计数器T0才有，当M1M0两位为11时，定时/计数 器T0工作于方式3。方式3下，定时/计数器T0被分为两个部分TL0和T H0,其中，TL0可作为定时/计数器使用，占用T0全部控制位：GATE、C/ T、

8、TR0和TF0;而TH0固定只能作定时器使用，对机器周期进行计数，这 时它占用定时/计数器T1TR1位、TF1位和T1中断资源。六、键盘简介1、键盘卫件原理键盘实际t是一组按键开关集合，平坪键开关总是处于断开状态断开 当按甲键时它才闭合一它结构和产星姚如图所示。,闭八GND（a ）（ b ）图三、键盘开关及波形示意图图四、硬件消抖电路硬件消抖可以采用RS触发器或单稳态电路。软件消抖是利用延时来 跳过抖动过程g f com a b 键盘。I I I I I3、键盘结构形式10艮9 a8o7乌云:，虫KwSl利司b立邛键蜃沸是各按甯目互隼J 谢按键各接根i/o 电吐散响其它一i/o=bh<H

9、，矩阵式键盘爻时隔硼式键盘。e用一府”国好手、列结句，键位设置在行列殳点工不犷总匕行、列结构司布根i/（gp遢|法辂L半gp键盘,com七、LED数码管用m器简介e d com c dp-5-(b )(c )图五、LED显示器结构LED数码管显示方式：LED静态显示时，其公共端直接接地（共阴极）或接电源（共阳极） 各段选线分别与I/O 口线相连。要显示字符，直接在I/O线送相应字段码LED动态显示是将所有数码管段选线并接在一起， 用一个I/O 口控制, 公共端不是直接接地（共阴极）或电源（共阳极），而是通过相应I/O 口线 控制。LED显示器从译码方式上有硬件译码方式和软件译码方式。从显示方

10、式上有静态显示方式和动态显示方式。在使用时可以把它们组合起来。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八、基本原理本设计考虑到仅仅是数字钟，就用内部定时计数器来技术，并过中 断来处理。在硬件设计上采用 C51聿片机作为核心部件。在按键上，只用 到位选择、位加和位减，就采用独立式键盘。显示上采用数码管动态显示。 译码采用软件译码。显示码通过 P0 口输出，为选择通过P 2 口输出。软件 设计流程图如下：C2G ,|K0C3T卜47uFX1CRYSTAL 19U1>XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD118XTAL2J=L*

11、O JC1T11nFK1J=L«'、K25.11R11k11RSTR35.1k29| 30 1,丁12 13-PSENALE EA主程序流程图P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780C51P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353

12、433322122232425262728图七、定时计数器T0中程序流程图、硬彳1用T口 1键，K2为减1健。-7-K0键为模式选择键，按第一次暂停，设小时； 一次暂停，设分，按第三次重新开始走动。对应元器件如下:单用林：,BRESR .i- rwv尸AP3UR"工80C52TTONVLMCa 5彳9 - 33 - HS地：.电_ Hr HI "" 一 _ - W 牙， I P-« -3IF ATE rr 占；为攀转 7SEGtMPX8-CA-BLUE-J :误发效果如下:AN:;源丁 P°W(CA二共阳，| CC-5MOV 75H,#10MO

13、V TMOD,#01HMOV TL0,#0B0HMOV TH0,#03CHSETB EASETB ET0SETB TR0START1: LCALL SCANLCALL KEYSCANSJMP START1;延时1MS子程序DL1MS:MOV R6,#14H十、软件程序流程及代码;采用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RAM70H到77H单元为LED数码管显示缓冲区;78H,79H,7AH分别为秒、分、小时计数单元;7BH为50m

14、s计数器,7CH为调时按键计数器-8ORG 0000HLJMP STARTORG 000BH淀时器/计数器T0中断程序入口LJMP INTT0;主程序START:MOV R0,#70HMOV R7,#0CHINIT: MOV R0,#00HINC R0DJNZ R7,INITMOV 72H,#10DL1: MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2DJNZ R6,DL1 RET;延时20MS子程序 DL20MS:ACALL SCANACALL SCAN ACALL SCAN RET ;数码管显示程序SCAN:MOV A,78H ;时间存入显示缓冲区相应位置MOV B,#0AHDI

15、V ABMOV 71H,A MOV 70H,B MOV A,79H MOV B,#0AH DIV AB MOV 74H,A MOV 73H,B MOV A,7AH MOV B,#0AH DIV AB MOV 77H,A MOV 76H,BMOV R1,#70H ;循环 扫描显示MOV R5,#80HMOV R3,#08HSCAN1: MOV A,R5MOV P2,AMOV A,R1MOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV A,R5LCALL DL1MSINC R1MOV A,R5RR AMOV R5,ADJNZ R3,SCAN1MOV P2,#00HMOV P

16、0,#0FFHRETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0 B0H,99H,92H,82H,0F8H, 80H,90H,0BFH;“09”，“-”共阳极字段 码;定时器/计数器T0中断服务程 序INTT0:PUSH ACCPUSH PSWCLR ET0JNB P1.2,KEYSCAN2KEYOUT:SETB EARETKEYSCAN0:LCALL DL20MSJB P1.0,KEYOUTWAIT0:JNB P1.0,WAIT0INC 7CHMOV A,7CHCLR TR0CLR ET0CJNE A,#03H,KEYOUTMOV 7CH,#00SETB TR0SETB ET0SJMP K

17、EYOUTKEYSCAN1:LCALL DL20MSJB P1.1,KEYOUTWAIT1:JNB P1.1,WAIT1MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN11INC 79HMOV A,79HCJNE A,#3CH,KEYOUTMOV 79H,#00CLR TR0MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#03CHSETB TR0INC 7BHMOV A,7BHCJNE A,#14H,OUTT0MOV 7BH,#00INC 78HMOV A,78HCJNE A,#3CH,OUTT0MOV 78H,#00INC 79HMOV A,79HCJNE A,#3CH,OUTT0MOV 7

18、9H,#00INC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#18H,OUTT0MOV 7AH,#00OUTT0:SETB ET0pop pswpop accRETI;按键处理程序KEYSCAN: CLR EAJNB P1.0,KEYSCAN0JNB P1.1,KEYSCAN1SJMP KEYOUT KSCAN11: INC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#18H,KEYOUTMOV 7AH,#00SJMP KEYOUT KEYSCAN2:LCALL DL20MSJB P1.2,KEYOUTWAIT2:JNB P1.2,WAIT2MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN2 1DEC 79H MOV A,79H CJNE A,#0FFH,KEYOUT MO