單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---多功能電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、<p>　　單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指 導(dǎo) 教

2、師： </p><p>　　完成日期：2012 年 1 月 5 日</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　多功能電子時(shí)鐘設(shè)計(jì) </p><p>

3、;<b>　　1.2基本要求</b></p><p>　　1、準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。</p><p>　　2、小時(shí)以24小時(shí)計(jì)時(shí)形式，分秒計(jì)時(shí)為60進(jìn)位。 </p><p>　　3、校正時(shí)間功能,即能隨意設(shè)定走時(shí)時(shí)間。</p><p>　　4、鬧鐘功能，一旦走時(shí)到該時(shí)間，能以聲或光的形式告警提示。(未

4、實(shí)現(xiàn))</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1任務(wù)分析</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路，使用了ATC89C51單片機(jī)芯片控制電路，單片機(jī)控制電路簡單且省去了很多復(fù)雜的線路，使得電路簡明易懂，使用鍵盤鍵上的按鍵來調(diào)整時(shí)鐘的時(shí)、分、秒，用一揚(yáng)聲器來進(jìn)行定時(shí)提醒，同時(shí)使用

5、匯編語言程序來控制整個(gè)時(shí)鐘顯示，使得編程變得更容易，這樣通過四個(gè)模塊：鍵盤、芯片、揚(yáng)聲器、LED顯示即可滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　2.2方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.硬件方案</b></p><p><b>　　（1）.計(jì)時(shí)方案</b></p>&l

6、t;p>　　使用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)器。</p><p>　　利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行中端定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，但程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。</p><p><b>　?。?）.顯示方案</b></p><p>　　對于實(shí)時(shí)時(shí)鐘而言，顯示顯然是另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通常LED顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)

7、顯示。</p><p>　　靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。但占有I/O口線多，每一個(gè)LED都要占有一個(gè)I/O口，硬件開銷大，電路復(fù)雜。需要幾個(gè)LED就必須占有幾個(gè)并行口，比較適用于LED數(shù)量較少的場合。當(dāng)然當(dāng)LED數(shù)量較多的時(shí)候，可以使用單片機(jī)的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。</p><p>　　LED動態(tài)顯

8、示硬件連接簡單，但動態(tài)掃描的顯示方式需要占有CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒有太多實(shí)時(shí)測控任務(wù)的情況下可以采用。</p><p>　　本系統(tǒng)需要采用6位LED數(shù)碼管來分別顯示時(shí)、分、秒，因數(shù)碼管個(gè)數(shù)較多，故本系統(tǒng)選擇動態(tài)顯示方式</p><p><b>　　2. 軟件方案 </b></p><p>　　利用單片機(jī)自帶的Keil uvision2軟件

9、編程，在用STC_ISP進(jìn)行程序燒寫下載到單片機(jī)里。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　STC89C52單片機(jī)介紹</p><p>　　STC89C52單片機(jī)是由深圳宏晶公司代理銷售的一款MCU，是由美國設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)寫的FlashROM和2

10、56bytes的RAM，2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器[5]。 </p><p>　　STC89C52單片機(jī)內(nèi)部主要包括累加器ACC(有時(shí)也簡稱為A)、程序狀態(tài)字PSW、地址指示器DPTR、只讀存儲器ROM、隨機(jī)存取存儲器RAM、寄存器、并行I/O接口P0~P3、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行I/O接口以及定時(shí)控制邏輯電路等。這些部件通過內(nèi)部總線聯(lián)接起來，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。其管腳圖如圖所示。</p><p

11、>　　STC89C52單片機(jī)管腳結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　各個(gè)端口對照朱照優(yōu)老師編寫的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)上述電子時(shí)鐘的工作流程，軟件設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)功能模塊：</p><p>　?。?）主程序模塊。主程序主要用于系統(tǒng)初始化：設(shè)置計(jì)

12、時(shí)緩沖區(qū)的位置及初值，設(shè)置8155的工作方式、定時(shí)器的工作方式和計(jì)數(shù)初值等參數(shù)。主程序流程如下圖所示。</p><p><b>　　開始</b></p><p><b>　　定義堆棧區(qū)</b></p><p>　　T0、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、標(biāo)志位初始化</p><p><b>　　調(diào)用鍵盤掃描程序

13、</b></p><p><b>　　否</b></p><p>　　是C/R鍵？ </p><p><b>　　是</b></p><p>　　地址指針指向計(jì)時(shí)緩沖區(qū)</p><p><b>　　調(diào)用時(shí)間設(shè)置程序</b><

14、/p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　（2）計(jì)時(shí)模塊。即定時(shí)器0中斷子程序，完成刷新計(jì)時(shí)緩沖區(qū)的功能。</p><p>　　系統(tǒng)使用6MHz的晶振，假設(shè)定時(shí)器0工作在方式1，則定時(shí)器的最大定時(shí)時(shí)間為65.536ms，這個(gè)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1s。因此本系統(tǒng)采用定時(shí)器與軟件循環(huán)相結(jié)合的定時(shí)方法。設(shè)定時(shí)器0工作在方式1，每隔50ms

15、溢出中斷一次，則循環(huán)中斷20次延時(shí)時(shí)間是1s，上述過程重復(fù)60次為1分，分計(jì)時(shí)60次為1小時(shí)，小時(shí)計(jì)時(shí)24次則時(shí)間重新回到00：00：00。</p><p>　　因定時(shí)器0工作在方式1，則50ms定時(shí)對應(yīng)的定時(shí)器初值為：65536－50ms/2us=40536=9E58H，即TH0=9EH，TH0=58H。</p><p>　　但應(yīng)當(dāng)指出：CPU從響應(yīng)T0中斷到完成定時(shí)器初值重裝這段時(shí)間，

16、定時(shí)器T0并不停止工作，而是繼續(xù)計(jì)數(shù)。因此，為了確保T0能準(zhǔn)確定時(shí)50ms，重裝的定時(shí)器初值必須加以修正，修正的定時(shí)器初值必須考慮到從原定時(shí)器初值中扣除計(jì)數(shù)器多計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)。由于定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖的周期恰好和機(jī)器周期吻合，因此修正量等于CPU從響應(yīng)中斷到重裝完TL0為止所用的機(jī)器周期數(shù)。CPU響應(yīng)中斷通常要3~8個(gè)機(jī)器周期。經(jīng)過測試，定時(shí)器0重裝的計(jì)數(shù)初值設(shè)為9E5FH~9E67H，可以滿足精度要求。另外，MCS-51單片機(jī)只有二進(jìn)制加法指

17、令，而時(shí)間是按十進(jìn)制遞增，因此用加法指令后必須進(jìn)行二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。</p><p>　　計(jì)時(shí)模塊流程圖如下圖所示。</p><p><b>　　保護(hù)現(xiàn)場</b></p><p><b>　　重裝定時(shí)器初值</b></p><p><b>　　循環(huán)次數(shù)減1</b></p&g

18、t;<p><b>　　否</b></p><p><b>　　滿20次？</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　秒單元加1</b></p><p><b>　　否</b></

19、p><p><b>　　60s到？</b></p><p><b>　　是</b></p><p>　　秒單元清0，分單元加1</p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　60分到？</b></p>

20、<p><b>　　是</b></p><p>　　分單元清0，時(shí)單元加1</p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　24小時(shí)到？</b></p><p><b>　　是</b></p><p>

21、;<b>　　時(shí)單元清0</b></p><p><b>　　恢復(fù)現(xiàn)場</b></p><p><b>　　返回</b></p><p><b>　　計(jì)時(shí)模塊流程圖</b></p><p><b>　　5仿真與性能分析</b><

22、/p><p><b>　　5.1仿真結(jié)果圖</b></p><p><b>　　5.2 仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　6、心得體會</b></p><p>　　這次主要和以前不同的是采用匯編語言編寫程序，不同于以往用C語言編寫可能會帶來一定的不適應(yīng)。</p&g

23、t;<p>　　單片機(jī)理論的學(xué)習(xí)是為課程的設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備的，但有時(shí)學(xué)習(xí)的理論也解決不了實(shí)踐中的問題。實(shí)踐中獲得的知識能讓我對單片機(jī)的知識有更好的認(rèn)識和理解。雖然這次的課程設(shè)計(jì)我參考了一些文獻(xiàn)資料，沒有做到創(chuàng)新，但在對程序的讀寫過程中我明白了許多。這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲是只有把理論用到實(shí)踐中我們才能真正掌握好所學(xué)知識。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

24、<p>　　[1] 朱兆優(yōu)等．單片機(jī)原理與應(yīng)用.北京電子工業(yè)出版社.2010.09</p><p>　　[2] 何立民．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.</p><p>　　[3] 樓然笛．單片機(jī)開發(fā)[M]．北京：人民郵電出版社，1994.</p><p><b>　　附錄1 系統(tǒng)原理圖</b>&

25、lt;/p><p>　　附錄2 系統(tǒng)PCB圖</p><p><b>　　附錄3 程序清單</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　MOV 30H,#1</p><p>　　MOV 31H,#2</p><p>　　MOV 32H,#0</p

26、><p>　　MOV 33H,#0</p><p>　　MOV 34H,#0</p><p>　　MOV 35H,#0</p><p>　　MOV TMOD,#01</p><p>　　XS0: SETB TR0</p><p>　　MOV TH0,#00H</p><p&

27、gt;　　MOV TL0,#00H</p><p><b>　　XS:</b></p><p>　　MOV 40H,#01H</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOV P2,40H</p><p><b>　　MOV A,30H</b><

28、;/p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL YS1MS</p><p>　　MOV P0,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,40H</b></p><

29、p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV 40H,A</b></p><p>　　MOV P2,40H</p><p><b>　　MOV A,31H</b></p><p><b>　　ADD A,#10</b><

30、/p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL YS1MS</p><p>　　MOV P0,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,40H</b></p><p

31、><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV 40H,A</b></p><p>　　MOV P2,40H</p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p&g

32、t;<b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL YS1MS</p><p>　　MOV P0,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,40H</b></p><p><b>　　RL A</b></p><p>&l

33、t;b>　　MOV 40H,A</b></p><p>　　MOV P2,40H</p><p><b>　　MOV A,33H</b></p><p><b>　　ADD A,#10</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>

34、;<b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL YS1MS</p><p>　　MOV P0,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,40H</b></p><p><b>　　RL A</b></p><p><

35、;b>　　MOV 40H,A</b></p><p>　　MOV P2,40H</p><p><b>　　MOV A,34H</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　

36、　LCALL YS1MS</p><p>　　MOV P0,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,40H</b></p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV 40H,A</b></p><p>　　MO

37、V P2,40H</p><p><b>　　MOV A,35H</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL YS1MS</p><p>　　MOV P0,#0FFH</

38、p><p><b>　　MOV A,40H</b></p><p><b>　　RL A</b></p><p>　　MOV 40H,A </p><p>　　JB TF0,JIA</p><p>　　JNB P1.0,P100</p><p>　　J

39、NB P1.1,P1000</p><p>　　JNB P1.2,P10000</p><p><b>　　AJMP XS</b></p><p>　　P100: MOV 30H,#0</p><p>　　MOV 31H,#0</p><p>　　MOV 32H,#0</p>&

40、lt;p>　　MOV 33H,#0</p><p>　　MOV 34H,#0</p><p>　　MOV 35H,#0</p><p>　　JIA: CLR TF0</p><p><b>　　MOV A,35H</b></p><p>　　CJNE A,#9,JIA1</p&g

41、t;<p><b>　　MOV 35H,0</b></p><p><b>　　MOV A,34H</b></p><p>　　CJNE A,#5,JIA10</p><p>　　MOV 34H,#0</p><p>　　P10000: JNB P1.2,P10000</p>

42、;<p><b>　　MOV A,33H</b></p><p>　　CJNE A,#9,JIA100</p><p>　　MOV 33H,#0</p><p><b>　　MOV A,32H</b></p><p>　　CJNE A,#5,JIA1000</p><

43、;p><b>　　MOV 32H,#</b></p><p>　　P1000: JNB P1.1,P1000</p><p><b>　　MOV A,31H</b></p><p>　　CJNE A,#9,JIA10000 </p><p>　　MOV 31H,#0</p

44、><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p>　　CJNE A,#2,JIA100000 </p><p>　　MOV 30H,#0</p><p><b>　　AJMP XS0</b></p><p>　　JIA100000:</p>

45、;<p><b>　　INC 30H</b></p><p><b>　　AJMP XS0</b></p><p><b>　　JIA10000:</b></p><p>　　CJNE A,#3,JIAJIA</p><p><b>　　MOV A,30

46、H</b></p><p>　　CJNE A,#02,JIAJIA</p><p>　　MOV 30H,#0</p><p>　　MOV 31H,#0</p><p><b>　　AJMP XS0</b></p><p><b>　　JIAJIA:</b><

47、/p><p><b>　　INC 31H</b></p><p><b>　　AJMP XS0 </b></p><p>　　JIA1000:INC 32H</p><p><b>　　AJMP XS0</b></p><p>　　JIA100: INC 3

48、3H</p><p>　　AJMP XS0 </p><p>　　JIA10: INC 34H</p><p><b>　　AJMP XS0</b></p><p>　　JIA1: INC 35H</p><p><b>　　AJMP XS0</b><

49、;/p><p><b>　　RET</b></p><p>　　YS1MS: MOV R6,#9H</p><p>　　YL1: MOV R7,#19H</p><p><b>　　DJNZ R7,$</b></p><p>　　DJNZ R6,YL1</p>

50、<p><b>　　RET</b></p><p><b>　　TAB:</b></p><p>　　DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8H,080H,090H</p><p>　　DB 040H,079H,024H,030H,019H,012