子电技术在生产实践中应用的课题设计--毕业设计.doc

温州职业技术学院高等教育自学考试

毕业论文（设计）

课题名称： 电子技术在生产实践中应用的课题设计

姓 名： 准考证号：
专 业： 所在中职：
年 级： 08级 指导教师： 王照恩

2012年 02 月 21 日 浙江温州
课 题 摘 要

数字电子钟的设计方法有多种，其中，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，便于电子钟功能的扩充，即可用该电子钟发出各种控制信号，精确度高等特点，同时可以用该电子钟发出各种控制信号。
本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89S52芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。
此电子钟严格按照要求设计，最终达到预期的效果，能够正确显示“P”点以及时分秒的计时，算是一次比较成功的设计了。

关键词 电子钟 单片机 汇编

目 录

1 电子钟功能及总体方案的介绍 1
1.1电子钟功能介绍 1
1.1.1基本功能要求 1
1.1.2扩展功能要求 1
1.2总体方案介绍 2
1.2.1计时方案 2
1.2.2键盘/显示方案 2
2 电子钟的工作原理 3
2.1实现时钟计时的基本方法 3
2.2电子钟的时间显示 3
2.3电子钟的启、停及时间调整 3
3 电子钟原理图及元件清单 4
3.1电子钟电路原理图 4
3.2元件清单 4
4 软件系统设计 5
4.1电子钟程序流程框图 5
4.1.1主程序流程框图 5
4.1.2键扫子程序流程框图 5
4.1.3中断服务程序流程框图 7
4.1.5显示子程序流程框图 9
4.1.6加一子程序流程框图 10
4.2电子钟总体程序清单 11
总 结 18
致 谢 19
参考资料 20
附 录 21

1 电子钟功能及总体方案的介绍
1.1电子钟功能介绍
1.1.1基本功能要求
可调整运行的电子钟具有三种工作状态：“P.”状态、运行状态、调整状态。
（1）、“P.”状态，依靠上电或按复位键进入，在此状态下，按B、C、D键均无效，按A键有效，进入运行状态；
（2）、运行状态，按奇数次A键进入，在此状态下，按B、C、D键均无效，只有按A键有效，按下A键后，退出运行状态，进入调整状态；
（3）、调整状态，按偶数次A键进入，在此状态下，按A、B、C、D键均有效。如按下A键，则退出调整状态，进入运行状态；按下B、C、D键，则分别对时、分、秒加1，调整结束后必须按A键，即可退出调整状态，进入运行状态。
基本功能要求：
“P.”稳定地显示在LED显示器的最左端数码管（LED5）上，无A键按下（在“P.”状态下，按下B、C、D键无效），则不进入电子钟的运行状态，继续显示“P.”。
按下A 键后，电子钟以起始时间：00时00分00秒开始运行。
再次按下A 键后，电子钟退出运行状态，进入调整状态，利用B、C、D键把电子钟的显示时间修改为当前实时时间，时间修改正确后可再次按下A键，电子钟则退出调整状态，进入运行状态。
注意：每次按下B、C、D键，只允许加一，不允许连加。
1.1.2扩展功能要求
（1）、在调整状态下，按下B、C、D键，允许连加，而A键无论在何种状态下，均不允许连击；
（2）、时、分、秒的间隔符“。”以一定频率闪烁；
（3）、时间显示以“灭零”方式进行；
（4）、可调整运行的电子钟用两个按键（例如：A键、B键）来控制。
1.2总体方案介绍
1.2.1计时方案
利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。
1.2.2键盘/显示方案
AT89S52的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5～LED0)构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口，P2口作六个LED数码管的位控输出线，P1口外接四个按键A、B、C、D构成键盘电路。
AT89S52 是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash 集成在一个芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。简易电子钟的功能不复杂，采用其现有的I/O便可完成，所以本书中采用此的设计方案，结构如图1-1如示。
1－1 AT89S52电路显示方框图

2 电子钟的工作原理
2.1实现时钟计时的基本方法
利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。
(1) 计数初值计算:
把定时器设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒，而100次计数可用软件方法实现。
假设使用T/C0，方式1，50ms定时，fosc=12MHz。
则初值X满足（216-X）×1/12MHz×12μs =50000μs
X=15536→0011110010110000→3CB0H
(2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时（1秒）；
(3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
2.2电子钟的时间显示
电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示，因此，在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。
LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1
37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H
时十位 时个位 分隔 分十位 分个位 分隔 秒十位 秒个位
2.3电子钟的启、停及时间调整
电子钟设置4个按键通过程序控制来完成电子钟的启、停及时间调整。
A键控制电子钟的启、停；
B键调整时；
C键调整分；
D键调整秒。

3 电子钟原理图及元件清单
3.1电子钟电路原理图
电子钟原理图 (见附录1)
3.2元件清单
电子钟元件清单如表1所示：
表1　电子钟元器件清单
元件名称
规格型号
数量（个）
单片机
AT89S52
1
显示驱动芯片
74LS245
2
8位一体的共阳LED显示器
7SEG-MPX8-CA-BLUE
1
晶振
12MHz
1
电容
33pF
2
电容
22μF
1
按键
BUTTON
5
电阻
0.2K
1
电阻
1K
1
上拉电阻
10K
4
限流电阻
0.1K
8
排阻
RESPACK-8/10K
1

4 软件系统设计
4.1电子钟程序流程框图
4.1.1主程序流程框图
图4-1主程序流程框图

见图4-1所示

4.1.2键扫子程序流程框图
见图4-2所示

图 4-2 键扫子程序流程框图程框图

4.1.3中断服务程序流程框图
见图4-3所示

4-3中断服务程序流程框图

4.1.4“P.”点显示子程序流程框图
见图4-4所示
图4-4 “P.”点显示子程序流程框图

4.1.5显示子程序流程框图
见图4-5所示
4.1.6加一子程序流程框图
见图4-6所示
图 4-6 加一子程序

4.2电子钟总体程序清单
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
LJMP INTT0
ORG 0030H
MAIN: MOV SP, #60H ;确立堆栈区
MOV PSW, #00H ;
MOV R0, #20H ;RAM区首地址
MOV R7, #5FH ;RAM区单元个数
QL: MOV @R0, #00H ;RAM清零
INC R0
DJNZ R7, QL
MOV IP, #02H ;IP初始化，优先定时器0
MOV IE, #82H ;IE初始化，
MOV TMOD, #01H ;定时器0方式1工作
LCALL PP ;调P.子程序
NEXT: LCALL KEY ;按键检测子程序
JB ACC.0, RUNF ;A键按下运行
LCALL DISP ;调用显示子程序
SJMP NEXT
RUNF: LCALL OUTT ;调传送子程序
LCALL TIME ;开电子钟
JK: LCALL DISP ;调用显示子程序
LCALL KEY ;按键检测子程序
JZ JK
LCALL ANKEY
LCALL DISP ;调用显示子程序
SJMP JK
P点显示：
PP: MOV 37H, #12 ;P点编码送寄存器
MOV R0, #30H ;P点编码送寄存器
MOV R7, #07H
PPP: MOV @R0, #10
INC R0
DJNZ R7, PPP
RET
键扫子程序：
KEY: LCALL KEYS ;调键值处理子程序
JZ EXIT ;没有键按下转到返回
LCALL DISP
LCALL DISP ;调显示去抖动
LCALL KEYS
JZ EXIT
MOV B, 20H ;保存键值
KEYSF: LCALL KEYS ;调键值处理子程序
JZ KEYY ;键释放，转到恢复键值
LCALL DISP ;调显示子程序延时
AJMP KEYSF ;等到键释放
KEYY: MOV A, B ;键值送20H单元保存
EXIT: RET ;返回
KEYS: MOV P1, #0FFH ;先向P1口写1
MOV A, P1 ;P1口值送累加器A
CPL A ;A值取反
ANL A, #0FH ;保存P1口的低4位
MOV 20H, A ;A值送20H保存
RET
键功能子程序：
ANKEY: CLR EA ;关中断
CHECK: JB TR0, YXZ ;判断是否运行
K0: CJNE A, #01H, K1
AJMP RUN ;转运行
K1: CJNE A, #02H, K2
AJMP KEY1 ;转时调整
K2: CJNE A, #04H, K3
AJMP KEY2 ;转分调整
K3: CJNE A, #08H, OUT
AJMP KEY3 ;转秒调整
YXZ: JB ACC.0, STOP
AJMP OUT
KEY1: MOV R0, #45H ;时调整
LCALL ADD1
CLR C
CJNE A, #24H, OUTT
ACALL CLR0
AJMP OUTT
KEY2: MOV R0, #43H ;分调整
LCALL ADD1
CLR C
CJNE A, #60H, OUTT
ACALL CLR0
AJMP OUTT
KEY3: MOV R0, #41H ;秒调整
ACALL ADD1
CLR C
CJNE A, #60H, OUTT
ACALL CLR0
传送显示数据：
OUTT: MOV 30H, 40H ;秒显示单元41H-42H
MOV 31H, 41H
MOV 32H, #11 ; "-"
MOV 33H, 42H ;分显示单元43H-44H
MOV 34H, 43H
MOV 35H, #11 ; "-"
MOV 36H, 44H ;时显示单元44-45H
MOV 37H, 45H
RET
STOP: CLR TR0 ;关电子钟并跳出
RET
RUN: LCALL TIME ;运行电子钟
OUT: SETB EA ;无键按下或完成功能跳出
RET
运行电子钟:
TIME: SETB EA
MOV TL0, #0B0H
MOV TH0, #3CH ;3CB0H
MOV R4, #20 ;50ms，20次循环
SETB TR0 ;启动定时器0
RET
定时中断:
INTT0: PUSH ACC
PUSH PSW
CLR ET0
CLR TR0
MOV TL0, #0B0H ;重新设定定时初值
MOV TH0, #3CH
SETB TR0 ;启动定时器0
DJNZ R4, OUTT0 ;1秒到
ADDSS: MOV R4, #14H ;20次计数
MOV R0, #41H ;秒十位
ACALL ADD1 ;加1程序
CLR C
CJNE A, #60H, ADDMM ;1分到
ADDMM: JC OUTT0
ACALL CLR0
MOV R0, #43H
ACALL ADD1 ;加1程序
CLR C
CJNE A, #60H, ADDHH ;1小时到
ADDHH: JC OUTT0
ACALL CLR0
MOV R0, #45H
ACALL ADD1 ;加1程序
CLR C
CJNE A, #24H, HOUR ;1天到
HOUR: JC OUTT0
ACALL CLR0
OUTT0: MOV 30H, 40H ;秒显示单元41H-42H
MOV 31H, 41H
MOV 32H, #11 ; "-"
MOV 33H, 42H ;分显示单元43H-44H
MOV 34H, 43H
MOV 35H, #11 ; "-"
MOV 36H, 44H ;时显示单元44-45H
MOV 37H, 45H
POP PSW
POP ACC
SETB ET0
RETI
时间清零子程序:
CLR0: CLR A
MOV @R0, A
DEC R0
MOV @R0, A
RET
加一子程序:
ADD1: MOV A, @R0 ;取十位
DEC R0
SWAP A
ORL A, @R0 ;组合十位与个位
ADD A, #01H ;加1
DA A ;十进制调整
MOV R3, A ;暂存
ANL A, #0FH ;屏蔽十位
MOV @R0, A ;放入个位单元
MOV A, R3 ;取值
INC R0
SWAP A
ANL A, #0FH ;屏蔽个位
MOV @R0, A ;放入十位单元
MOV A, R3 ;数值放入A中等待判断
RET
显示子程序 30H:
DISP: MOV R1, #30H ;显示缓冲存储单元首地址
MOV R2, #80H ;从右至左显示
DISP1: MOV P2, R2 ;送位控
MOV A, @R1
MOV DPTR, #TAB
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A ;送段控
ACALL DL ;延时
MOV A, R2
JB ACC.0, DISP2
RR A
INC R1
MOV R2, A
AJMP DISP1
DISP2: RET
TAB: DB 0C0H, 0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,0BFH,0CH
DL: MOV R6, #14H ;显示延时子程序
DL1: MOV R7, #19H ;
DL2: DJNZ R7, DL2
DJNZ R6, DL1
RET
END

总 结
毕业设计中既动脑，又动手，是一个理论与实际结合的过程。仅仅有理论是不够的，更重要的是实际，是我们设计的实物，具有设计合理，经济实用的优点。这就需要我们设计者考虑问题是要仔细，周密，不能有丝毫的大意。对设计方案的优越化，也需要我们综合各方面的因素考虑，尤其是实际。
鉴于本人所学知识有限，经验不足，又是初次研究这种复杂的实际，在此过程中难免存在一些错误和不足之处，恳请各位老师给予批评和指正。

致 谢
本课题在选题及研究过程中得到王照恩老师的悉心指导。感谢温州职业中等专业学校和温州职业技术学院对我的辛勤培育，感谢王老师对本次毕业设计的指导。

参考资料
1 胡辉.单片机应用系统设计与训练[M].中国水利水电出版社，2004.9。
2 曹巧媛.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，1997.7。
3 赵秀珍，单永磊.单片微型计算机原理及其应用[M].北京：中国水利水电出版社，2001.8。
4 张毅刚，修林成，胡振江.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990.8。
5 张洪润，兰清华.单片机应用技术教程[M].北京：清华大学出版社，1997.11。
6 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.8。

附 录

19