单片机课程电子时钟设计报告.docx

单片机课程设计报告

设计名称：单片机电子时钟的设计
班级： 电信 06级 1班

学号： 200610320126
姓名： 王 虎

指导教师：杨 加 国

一 课程设计的目的
单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是 集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。
二、课程设计的具体要求：
该课程设计是利用MCS-51单片机内部的定时／计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件，设计一个单片机电子时钟。设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键实现设置时间和暂停、启动控制等。用定时／计数器T0，工作于定时，采用方式1，对12MHZ的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RAM的7BH单元对50ms计数，计20次产生秒计数器78H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7AH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个数码管的显示缓冲区，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。在处理过程中加上了按键判断程序，能对按键处理
三． MCS-51单片机系统简介
40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
　　⒈ 电源:
　　⑴ VCC - 芯片电源，接+5V；
　　⑵ VSS - 接地端；
　　注：用万用表测试单片机引脚电压一般为0v或者5v，这是标准的TTL电平。但有时候在单片机程序正在工作时候测试结果并不是这个值而是介于0v-5v之间，其实这是万用表的响应速度没这么快而已，在某一个瞬间单片机引脚电压仍保持在0v或者5v。
　　⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
　　⒊ 控制线:控制线共有4根，
　　⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲
　　① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址
　　② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。
　　⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
　　⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
　　① RST（Reset）功能：复位信号输入端。
　　② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。
　　⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
　　① EA功能：内外ROM选择端。
　　② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。
　　⒋ I/O线
　　80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
　　P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）
四、MCS-51单片机内部定时器/计数器、中断系统简介
定时/计数器是单片机中重要的功能模块之一，在检测，控制和智能仪器等设备中经常用它来定时。MCS-51系列中51子系列有2个16位的可编程定时/计数器：T0和T1；每个定时计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以对外部信号计数实现计数功能，通过编程设定来实现。T0有4种工作方式，T1有3种工作方式，T2有3种工作方式，可通过编程设定。每个定时/计数器计数事件到时产生溢出，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。
2.中断系统简介
MCS-51单片机提供5个硬件中断源：2个外部中断源INT0(P3.2)和INT1(P3.3)，2个定时/计数器T0和T1的溢出中断TF0和TF1；1个串行口发送TI和接收RI中断。
T0中断服务程序流程图如图11.3。
五、键盘和LED数码管显示器简介
本系统共用8个数码管，从右到左依次显示秒个位、秒十位、横线、分个位、分十位、横线、时个位和时十位采用软件译码动态显示。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，进入调分状态，时钟停止走动；按K1可K2按键可进行加1或减1操作；继续按K0键可分别进行分和小时的调整；最后按K0键将退出调整状态，时钟开始计时运行。

六、基本原理
1．定时器/计数器 T0
定时器/计数器T0用于时间计时。选择方式1，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加1，秒单元加到60则对分单元加1，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加1，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满在对各单元计数的同时，把它们的值放到存储单元的指定位置。。
七．硬件电路

八、软件程序流程及代码
1. T0中断服务程序流程图
2.主程序流程图
开始
现场保护，重置初值
启动下一个50ms
50ms 计数器加1
秒单元加1，50ms计数器清0，秒写入秒个位和秒十位
50ms 计数器=20？
否
是
分单元加1，秒单元清0，分写入分个位和分十位
秒单元=60？
时单元加1，分单元清0，时写入时个位和时十位
分单元=60？
时单元清0
时单元=24？
中断返回
否
否
否
是
是
是
开始
T0、T1设为16位计数模式
允许T0中断
调用显示子程序
进入功能程序
按下键否？
否
是

3.程序代码
ORG 0000H
LJMP START
ORG 000BH ；定时器/计数器T0中断程序入口
LJMP INTT0
；主程序
START：MOV R0，#70H
MOV R7，#0CH
INIT： MOV @R0，#00H
INC R0
DJNZ R7，INIT
MOV 72H，#10
MOV 75H，#10
MOV TMOD，#01H
MOV TL0，#0B0H
MOV TH0，#03CH
SETB EA
SETB ET0
SETB TR0
START1：LCALL SCAN
LCALL KEYSCAN
SJMP START1
；延时1MS子程序
DL1MS：MOV R6，#14H
DL1：MOV R7，#19H
DL2：DJNZ R7，DL2
DJNZ R6，DL1
RET
；延时20MS子程序
DL20MS：ACALL SCAN
ACALL 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 B0AH
DIV AB
MOV 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，B
MOV R1，#70H ；循环扫描显示
MOV R5，#80H
MOV R3，#08H
SCAN1：MOV A，R5
MOV P2，A
MOV A，@R1
MOV DPTR，#TAB
MOVC A，@A+DPTR
MOV P0，A
MOV A，R5
LCALL DL1MS
INC R1
MOV A，R5
RR A
MOV R5，A
DJNZ R3，SCAN1
MOV P2，#00H
MOV P0，#0FFH
RET
TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0BFH
；“0~9”，“-”的共阳极字段码

；定时器/计数器T0中断服务程序
INTT0： PUSH ACC
PUSH PSW
CLR ET0
CLR TR0
MOV TL0，#0B0H
MOV TH0，#03CH
SETB TR0
INC 7BH
MOV A，7BH
CJNE A，#14H，OUTT0
MOV 7BH，#00
INC 78H
MOV A，78H
CJNE A，#3CH，OUTT0
MOV 78H，#00
INC 79H
MOV A，79H
CJNE A，#3CH，OUTT0
MOV 79H，#00
INC 7AH
MOV A，7AH
CJNE A，#18H，OUTT0
MOV 7AH，#00
OUTT0：
SETB ET0
POP PSW
POP ACC
RETI
；按键处理程序
KEYSCAN：CLR EA
JNB P1.0，KEYSCAN0
JNB P1.1，KEYSCAN1
JNB P1.2，KEYSCAN2
KEYOUT：SETB EA
RET
KEYSCAN0：LCALL DL20MS
JB P1.0，KEYOUT
WAIT0：JNB P1.0，WAIT0
INC 7CH
MOV A，7CH
CLR ET0
CLR TR0
CJNE A，#03H，KEYOUT
MOV 7CH，#00
SETB ET0
SETB TR0
SJMP KEYOUT
KEYSCAN1：LCALL DL20MS
JB P1.1，KEYOUT
WAIT1：JNB P1.1，WAIT1
MOV A，7CH
CJNE A，#02H，KSCAN11
INC 79H
MOV A，79H
CJNE A，#3CH，KEYOUT
MOV 79H，#00
SJMP KEYOUT
KSCAN11：INC 7AH
MOV A，7AH
CJNE A，#18H，KEYOUT
MOV 7AH，#00
SJMP KEYOUT
KEYSCAN2：LCALL DL20MS
JB P1.2，KEYOUT
WAIT2：JNB P1.2，WAIT2
MOV A，7CH
CJNE A，#02H，KSCAN21
DEC 79H
MOV A，79H
CJNE A，#0FFH，KEYOUT
MOV 79H，#3BH
SJMP KEYOUT
KSCAN21：DEC 7AH
MOV A，7AH
CJNE A，#0FFH，KEYOUT
MOV 7AH，#17H
SJMP KEYOUT
END

九．设计制作流程
1、在PROTEUS中设计硬件
PROTEUS软件使用过程如下：
1）选择元器件
2）放置元器件
3）连线
4）添加程序
5）运行仿真
元器件清单如下：
单片机：80C52
按键：BUTTON
电阻：RES
电容：CAP
晶振：CRYSTAL
LED数码管：7SEG-MPX8-CA-BLUE（CA：共阳，CC：共阴）
地：GRAND
电源：POWER
2、在KEIL51中编写程序，编译、连接形成HEX文件。
3、在PROTEUS中把HEX文件加载到单片机芯片上。
4、运行仿真看结果。
十．总结
这次课程设计，有很多的心得体会，有关于单片机方面的，更多的是关于人与人之间关系方面的。
在这期间，我得到了很多同学的帮助。我本人对单片机也并不是很熟悉，学的东西好像它是它，我是我似的，理论联系不了实际。以前的汇编语言没学好，一开始的程序这块儿就要令我束手无策了。后来请教我们班的一个同学，看他边做边给我讲解。最后在计算机上调试成功，后来自己又从头到尾做了一遍，完成了本程序。
最后说明自己对这门课程的感受，课堂教学考虑到大多数同学的需求，主要强调“基本”—基本知识、基本理论、基本方法、基本技能。而这次设计正是为我们提供了一个深入学习、探索的机会，成为课堂教学的有益补充。