单片机课程设计报告-数字钟

数字钟中文摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将利用单片机来设计制作一个数字钟。当开机时，数字钟开始计时。同时也可以利用按键分别调整秒、分、时的计数。英文摘要：Withtheeraofprogressanddevelopment,microcontrollertechnologyhasspreadtoourlife,work,researchinvariousfields,hasbecomearelativelymaturetechnology,thepaperwillusethemicrocontrollertodesignadigitalclock.Whenswitchedon,digitalclockstarts.Canalsousethecontrolbuttonsareseconds,minutes,hourscount.关键词：单片机，数字钟，AT89S51一．引言数字钟是一种用电路技术实现时、分、秒计数字时的装置，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，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。该设计利用AT89S51单片机来实现，开机时，从12:00:00开始计时，并且可以利用按键来对时间进行调整。二．总体设计方案1．数字钟设计方案论证方案一：本设计可利用中小规模集成电路组成数字钟，主要利用数字电路知识，主要采用74LS160、译码器7448等芯片，再加上555定时器、数码管、电阻、电容这些器件组成数字钟。接通电源即可工作，但接线比较麻烦。方案二：本设计也利用单片机来实现，单片机作主控制器，再接一些外围电路便可组成数字钟。此设计接线比较简单且利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，接线比较简单，电子钟编程灵活，故采用了方案二。2．方案二的总体设计框图：2.1主控制器AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51按其功能来分，可分为如下3类：（1）电源及时钟引脚：Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。(2)控制引脚：非PSEN、ALE、非EA、RESET(即RST)。(3)I/O口引脚：P0、P1、P2、P3,为4个8位I/O口的外部引脚。（引脚图）2.2时钟振荡电路方案一：外部时钟方式外部时钟方式是使用外部振荡器产生的脉冲信号，外部的时钟源直接连到XTAL1端，XTAL2端悬空。常用于多片单片机同时工作，以便于多片单片机之间的同步，一般为低于12MHz的方波。方案二：内部时钟方式AT89S51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器（简称晶振）和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。电路中的电容C1和C2典型值通常选择为30pF左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的范围、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶振的振荡频率的范围通常是在1.2MHz-12MHz之间。晶振的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。考虑到方案一一般适用于多片单片机，故采用方案二。2.3单片机复位电路复位电路由两部分组成，电容和电阻。此复位电路称上电复位。上电瞬间，电容充电电流最大，电容相当于短路，RST端为高电平，自动复位；电容两端的电压达到电源电压时，电容充电电流为零，电容相当于开路，RST端为低电平，程序正常运行。2.4按键调节电路每按下一次开关，计数值加1，把“单片机系统”区域中的P0.0、P0.1、P0.2端口连接到SP1、SP2、SP3。作为一个按键从没有按下到按下以及释放是一个完整的过程，也就是说，当我们按下一个按键时，总希望某个命令只执行一次，而在按键按下的过程中，不要有干扰进来，因为在按下的过程中，一旦有干扰过来，可能造成误触发过程，因此在按键按下的时候要滤除干扰信号。在程序设计时，从按键被识别按下之后，延时5ms以上，从而避开了干扰信号区域，再来检测一次，看按键是否真的已经按下，若真的已经按下，这时肯定输出为低电平，若这时检测的是高电平，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程，从而提高了系统的可靠性。2.5显示电路采用动态扫描的方法进行显示，所谓动态扫描显示技术就是指：多位数码管采用“并联”动态接口，通过对各数码管轮流循环点亮，实现多位数码显示。当循环显示频率较高时，利用人眼的暂留特性，看不出闪烁显示现象，这种显示需要一个接口完成字形码的输出（字形选择），另一接口完成各数码管的轮流点亮（数位选择）。在进行数码显示的时候，要对显示单元开辟8个显示缓冲区，每个显示缓冲区装有显示的不同数据即可。对于显示的字形码数据采用查表方法完成。三．程序设计框图：主程序流程图中断服务程序流程图四．总结与体会在此次设计的过程中，我们发现了许多的问题，虽然以前也做过一些设计但这次设计真的让我们长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，虽然以前也写过一些程序，但我们都觉得写好一个程序并不是一件简单的事。从这次的课程设计中，我们真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际中去，学习单片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我们在这次课程设计中的最大收获。五．参考文献1．张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，20032．李任青、熊勇勇.单片机原理实验及应用.南昌大学共青学院，2009六．附录一：汇编源程序SECOND EQU30HMINITE EQU31HHOUR EQU32HHOURK BITP0.0MINITEK

BITP0.1SECONDK

BITP0.2DISPBUF

EQU40HDISPBIT

EQU48HT2SCNTA

EQU49HT2SCNTB

EQU4AHTEMP EQU4BH

ORG00HLJMPSTARTORG0BHLJMPINT_T0START:MOVSECOND,#00HMOVMINITE,#00HMOVHOUR,#12MOVDISPBIT,#00HMOVT2SCNTA,#00HMOVT2SCNTB,#00HMOVTEMP,#0FEHLCALLDISPMOVTH0,#(65536-2000)/256MOVTL0,#(65536-2000)MOD256SETBTR0SETBET0SETBEAWT:JBSECONDK,NK1LCALLDELY10MSJBSECONDK,NK1INCSECONDMOVA,SECONDCJNEA,#60,NS60MOVSECOND,#00HNS60:LCALLDISPJNBSECONDK,$NK1:JBMINITEK,NK2LCALLDELY10MSJBMINITEK,NK2INCMINITEMOVA,MINITECJNEA,#60,NM60MOVMINITE,#00HNM60:LCALLDISPJNBMINITEK,$NK2:JBHOURK,NK3LCALLDELY10MSJBHOURK,NK3INCHOURMOVA,HOURCJNEA,#24,NH24MOVHOUR,#00HNH24:LCALLDISPJNBHOURK,$NK3:LJMPWTDELY10MS:MOVR6,#10D1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RETDISP:MOVA,#DISPBUFADDA,#8DECAMOVR1,AMOVA,HOURMOVB,#10DIVABMOV@R1,ADECR1MOVA,#10MOV@R1,ADECR1MOVA,MINITEMOVB,#10DIVABMOV@R1,ADECR1MOVA,BMOV@R1,ADECR1MOVA,#10MOV@R1,ADECR1MOVA,SECONDMOVB,#10DIVABMOV@R1,ADECR1MOVA,BMOV@R1,ADECR1RETINT_T0:MOVTH0,#(65536-2000)/256MOVTL0,#(65536-2000)MOD256MOVA,#0FFHMOVP3,AMOVA,#DISPBUFADDA,DISPBITMOVR0,AMOVA,@R0MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVP1,AMOVA,DISPBITMOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP3,AINCDISPBITMOVA,DISPBITCJNEA,#08H,KNAMOVDISPBIT,#00HKNA:INCT2SCNTAMOVA,T2SCNTACJNEA,#100,DONEMOVT2SCNTA,#00HINCT2SCNTBMOVA,T2SCNTBCJNEA,#05H,DONEMOVT2SCNTB,#00HINCSECONDMOVA,SECONDCJNEA,#60,NEXTMOVSECOND,#00HINCMINITEMOVA,MINITECJNEA,#60,