电子时钟的设计

1、第 PAGE 27 页 共 NUMPAGES 27 页电子时钟的设计摘要 电子时钟作为一个定时工具被广泛地应用于生产生活的各个方面，而电子表具有价格便宜、质量轻、定时误差小等优点。本次设计的数字电子钟采用了AT89C51单片机进行汇编，由8位8段数码管进行动态刷新显示，有四个独立按键。可以进行秒、分、时的调整，开始时显示CLOCK,按任意键开始计时，最右边一位显示的小数点每0.5秒内闪一次，实现电子时钟的设计。操作简单，计时误差小，显示亮度高，具有良好的实用价值，也可以提高学生动手能力。关键字： AT89C51芯片 ， Keil软件 ， Proteus软件， LED显示屏 ， 电子时钟目录绪论

2、31.1.引言31.2.电子时钟的背景32.设计说明4 2.1.总体说明4 2.2.总体结构图53硬件设计5 3.1.原件清单5 3.2原理图6 3.3.电路原件说明及原理图6 3.3.1.LED数码显示器6 3.3.2.复位电路8 3.3.3.时钟电路9 3.3.4.单片机引脚说明104软件设计114.1.程序流程图114.2.源程序115运行结果116.总结117.参考文献128.附录13附1 13附214附3141绪论11引言时钟从它发明的那天起就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的

3、老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。 1.2电子时钟的背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提

4、高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的

5、一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。2.设计说明2.1.总体说明用单片机设计一个具有特定功能的电子钟。采用单片机内部定时器，用软件对其进行秒、分、时的计数，单片机无法产生1s的定时时间，但是可以采用T1计数相结合的方法实现，采用中断方式，即通过中断服务程序进行计数器溢出次数的累计，把定时器/计数器设定为62.5ms，计数溢出16次就可以得到1s，计60次为1分，60分计60次则为1小时，然后通过数码管动态刷新显示出来，再设四个按键进行时间的

6、调整，一个键用作启动/调整键，其余三个分别用于时、分、秒的调整。该电子钟开始通电后能自动显示系统提示符“CLOCK”，再按任意键进入计时状态，电子钟能显示时、分、秒，且各用两位显示器显示，如显示20-28-36表示时间为20小时28分36秒，在时钟的最右边的一位显示小数点，每0.5秒内闪动一次，用T1实现电子时钟，能用键盘设置时间值。2.2.总体结构框架显示电路晶振电路复位电路键盘3.硬件设计3.1. 原件清单原件名称所属类所属子类AT89C51Microprocessor ICs8051 familyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericC

7、RYSTALMiscellameousRESResistorsGeneric7SEG-MPX8-CC-BLUEOptoelectronics6-Segmeng Displays74LS245TTL 74LS seriesTransceiversBUTTONSwitches &RelaysSwitchesSOUNDERSpeakers&SounderLED-YELLOWOptoelectronicsLEDs3.2.原理图（见附录1）3.3.电路元件说明及原理图3.3.1.LED数码显示器LED显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。它实际上是由8个发光二极管，其中7个发光二极管构成七笔字形“

8、8”，另一个发光二极管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个8位并行输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。LED数码显示器内部有两种不同的形式：共阳极显示和共阴极显示，此设计采用共阴极显示。其内部结构及共阴极显示其内部电路如下：LED数码显示字形（段）码表如下：显示字形字形码（共阳极）字形码（共阴极）0C0H3FH1F9H06H2A4H5BH3B0H4FH499H66H592H6DH682H7DH7F8H07H880H7FH990H6FHA88H77HB83H7CHCC6H3

9、9HDA1H5EHE86H79HF8EH71H3.3.2.复位电路复位电路有上电自动复位和手动复位，此设计用的是上电复位，电路图如上。Pin9：RESET/VPD复位信号复位脚，当8951通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统及初始复位。 3.3.3.时钟电路89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。电容器C1和C2通常取30PF，可稳定频率并对振荡频率有微调作用。此振荡脉冲频率为12MHZ。单片机时钟电路振荡脉冲可以由内部方式和外部方

10、式产生，XTAL1(19引脚)XTAL2(18引脚)即为单片机的两个时钟引脚。3.3.4按键功能按键处理设置为：如没有按键，则时钟正常走时。当按下k0按键时，时钟停止，进入时间调整状态；按K1可K2按键可对小时进行加1或减1操作；继续按K0键后可对分进行加1或减1操作；按K3键可将秒位进行清零；第三次按K0后，时钟在当前状态下重新开始计时运行。按键功能的实现，是通过对P3.0, P3.1, P3.2, P3.3脚的电位判断进行程序跳转。其接法如下图所示：3.3.4.单片机引脚说明Pin20：接地脚。Pin40：正电源脚，工作时，接+5v电源。Pin19：时钟XTAL1引脚，片内振荡电路的输入端

11、。Pin18：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。4软件设计4.1.程序流程图（见附录2）4.2源程序（见附录3）5.运行结果开始显示“CLOCK”按下任意键后，开始计时，电子时钟可以显示小时-分钟-秒，可以用键盘设置时间值。（见附录4） 6.小结通过此次课程设计，我重新把单片机及相关知识联系在了一起，虽然掌握的知识不是很多，但通过查找资料我还是对单片机有了很好的了解和掌握。 在设计中我才发现单片机虽然体积小但是功能很强大，在生活中很多地方都可以用到它。单片机这门学科博大精深，在以后的学习中只有多看书，理论与实践结合才能把这门课掌握好。同时我也体会到合作的好处。让我懂得了如何合作，对不同看

12、法发表自己的意见。此次设计中最要的一点是，让我知道了，理论联系实践的好处。不管理论学的再怎么好都必须联系实践，只有在实践中我们才会更加懂得如何运用自己的所学，在实践中将自己的知识实物化。理论联系实践是我们获取知识的最佳途径。7.参考文献1张毅刚，彭喜元，单片机原理及接口技术M，人民邮电出版社. 2013-122程国钢，51单片机应有开发案例手册M，电子工业出版社，2011-113赵建领 崔昭霞，精通51单片机开发技术与应用实例M，电子工业出版社，2012-6 8.附录附1：附2：附3 ：SEC EQU 30HMINEQU 31HHOUREQU 32HSECGEEQU 7FHSECSHIEQU

13、7EHMINGEEQU 7CHMINSHIEQU 7BHHOURGE EQU 79HHOURSHIEQU 78H;系统起始程序区 ORG 0000HSTART: LJMP MAINORG 000BHLJMP TC0;系统监控程序区ORG0030HMAIN:MOVSP,#80H ;初始化数据MOVPSW,#00HMOVTMOD,#01H ;定时器0工作方式1MOVTH0,#0D8H ;10MSMOVTL0,#0F0HSETBEASETBET0MOV R0, #20H ;RAM区首地址 MOV R7, #5FH ;RAM区单元个数 95个CHUSHI:MOV R0, #00H INC R0 ;将R

14、AM全部清零，初始化 DJNZ R7, CHUSHI TSF: MOV DPTR, #DISBH ;系统初始化 “CLOCK”字符代码表首地址 MOV R5, #08H MOV R0, #78HDISPTSF:CLR A MOVC A, A+DPTR MOV R0, A INC R0 INC DPTR DJNZ R5, DISPTSFD:LCALL DISP ;调显示子程序显示提示符“CLOCK”LCALLKEYJB20H.0,KEYALJMPD;键功能程序区:;S2键功能程序KEYA:MOVSEC, #0 ;寄存器初始化，秒寄存器MOVMIN, #0 ;分寄存器MOVHOUR, #0 ;时寄

15、存器MOV DPTR, #DISBI ;“00-00-00”字符代码表首地址 MOV R5, #08H MOV R0, #78HDISPTSG:CLR A MOVC A, A+DPTR MOV R0, A INC R0 INC DPTR DJNZ R5, DISPTSGKEYAS:SETB TR0 ;开定时器DI:LCALL DISPLCALL KEYJB 20H.0,CP LJMP DICP:CLR TR0;S2键按下，进入调整状态DD:LCALL DISPLCALL KEYJB 20H.0,KEYASJB 20H.1,KEYBJB 20H.2,KEYCJB 20H.3,KEYDLJMP D

16、D;S3键功能程序KEYB:LCALLHOUR_ ;调时LC:LCALLDISPLCALLKEYJB20H.0,KEYASJB20H.1,KEYBJB20H.2,KEYCJB20H.3,KEYDLJMPLC;S4键功能程序KEYC:LCALLMIN_ ;调分DIIS:LCALL DISP LCALLKEYJB20H.0,KEYASJB20H.1,KEYBJB20H.2,KEYCJB 20H.3,KEYDLJMPDIIS;S5键功能程序KEYD:LCALLSEC_ ;调秒DISS:LCALLDISPLCALLKEYJB20H.0,KEYASJB20H.1,KEYBJB20H.2,KEYCJB20

17、H.3,KEYDLJMPDISS;中断服务程序INTT0:PUSH ACCPUSH PSWMOV TH0,#4CHMOV TL0,#00HDJNZ 50H,RETI1 ;0.5秒到MOV 50H,#10CPL 0AH ;取反闪动位DJNZ 51H,RETI1MOV 51H,#2;1秒到MOV A,SECADD A,#01H TC0:PUSHACCPUSH BPUSHPSWSETBRS1CLRRS0MOVTH0,#0D8HMOVTL0,#0F0HINC33HMOVA,33HCJNE A,#100,REMOV33H,#0INCSECMOVA,SECMOVB,#10DIVABMOVSECSHI，AM

18、OVSECGE, BMOVA,SECCJNEA,#60,REINCMINMOVSEC,#00HMOVSECGE,#0MOVSECSHI，#0MOVA,MINMOVB,#10DIVABMOVMINSHI, AMOVMINGE, BMOVA,MINCJNEA,#60,REINCHOURMOVMIN,#00HMOVMINGE,#0MOVMINSHI,#0MOVA,HOURMOVB,#10DIVABMOVHOURSHI,AMOVHOURGE, BMOVA,HOURCJNE A,#24,REMOVHOUR,#0MOVHOURGE,#0MOVHOURSHI,#0RE:POPPSWPOPBPOP ACCRE

19、TI;延时1毫秒子程序 DL: PUSH PSW SETB RS1 SETB RS0 MOV R7, #02HDL1:MOVR6, #0FFHDL2:DJNZR6, DL2DJNZR7, DL1 POP PSWRET;显示子程序;入口:77H,78H,79H,7AH,7BH,7CH,7DH,7EH,7FH,DISP: PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCPUSHPSW CLR RS1 ;改变当前寄存器组为组1 SETB RS0 MOV R1, #78H ;显示缓冲存储单元首地址 MOV R2, #0FEH ;从右至左显示，共阳极 DISP1:MOVA, R1MOV DPTR, #TABM

20、OVC A, A+DPTRMOV P0, A ;送段控 MOV P2, R2 ;送位控LCALL DL ;延时2毫秒MOV A, R2JNB ACC.7, DISP2 ;为0转移;RL AINC R1MOV R2, ALJMP DISP1DISP2:POP PSW ;恢复当前寄存器组的组号POP ACCPOP DPLPOP DPHRET ;键扫描子程序KEY:LCALL KEYCHULI ;调P1口数据处理子程序 JZ EXIT ;没有键按下，转返回LCALL DISP ;调显示子程序去抖动LCALL DISP LCALL KEYCHULI ;调P1口数据处理子程序 JZ EXIT ;没有键按下，转返回MOV B,20H ;保存取反后的键值KEYSF:LCALL KEYCHULI ;调P1口数据处理子程序JZ KEY1 ;键释放，转恢复键值LCALL DISP ;调显示子程序延时 LJMP KEYSF ;等待释放KEY1:MOV 20H, B ;键值送20H保存EXIT:RET ;子程序返回;P1口数据处理子程序KEYCHULI:PUSH PSW ;保护现场CLR RS1 ;改变当前寄存器组为组1SETB RS0MOVP1,#0FFH ;先向P1口写1MOV A,P1 ;读P1口数据CPL A ;P1口数据取反MOV20H, A ;保存取反后的键值CLRRS1 ;