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1、南昌大学 NANCHANG UNIVERSITY 单片机课程设计报告数字钟专业班级：09电子信息工程技术一班 姓 名： 彭鹏 学 号： 8110109026 时 间： 第14周 指导老师： 虞礼辉 李任青 2010年6月5日南昌大学共青学院信息工程系数字时钟设计报告摘要：本设计采用单片机动态显示技术通过数码管显示时间，通过独立键盘能够实现对时，分，秒的分别调整，能实现半小时短音提示，整点长音提示的人性化功能。This design USES the monolithic dynamic display technology through digital display time, throu
2、gh the tube, can achieve independence keyboard diffculties, adjusted respectively, the second half hour can realize long tones, on the listeners hints of humanized function.关键词：单片机，动态扫描，独立键盘，数字钟，人性化 SCM, dynamic scanning, independent keyboard, a digital clock, humanization 1，引言：随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、
3、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。本次设计的数字时钟电路采用AT89S51单片机作为核心，对于数字电子时钟采用直观的数字显示（LED），可以同时显示时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能，功耗小，使用寿命长，误差小，能在3V的低压工作，电压可选用35V电压供电。综上所述此数字时钟具有读取方便、显示直观、电路简洁、成本低廉等诸多优点，实用性较强.2，总体方案设计 2.1 数字时钟方案论证 方案一采用基本的数字电路来实现，这样做的话稳定度不高，电路设计麻烦，很难满足日常生活使用的要求，成本高。 方案二 采用单片机来实现，能够方便的实现需要的功能，工作稳定，使用方便，添加简单的外围硬件就
4、能完成项目，成本低。由此选用该方案。 2.2方案二的总体设计框图2.2.1 单片机采用AT89S51，该单片机具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需3个就能满足需要。单片机的资料：AT89S51/LS51单片机是低功耗的、具有4KB在线课编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。片内的Flash可允许在线重新编程，也可使用非易失性存储器编程。他将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能性价比的微控制器。 AT89S51/LS51具有如下特性：-片内程序存储器含有4KB的Flash存储器，允许在线编程，檫写
5、周期可达1000次；-片内数据存储器内含128字节的RAM；-I/O口具有32根可编程I/O线；-具有两个16位I/O线；-中断系统具有6个中断源、5个终端矢量、2个中断优先级的中断结构；-串行口是一个全双工的串行通信口；-具有两个数据指针DPTR0和DPTR1；-低功耗节电模式有节电模式和掉电模式；-包含3级程序锁定位；-AT89S51的电源电压为4.0-5.5V，AT89LS51的电源电压为2.7-4.0V；-振荡器频率0-33MHz（AT89S51），0-16MHz(AT89LS51);-具有片内看门狗定时器；-灵活的在线片内编程模式（字节和页编程模式）；-具有断电标志模式POF；89S
6、51 相对于89C51 增加的新功能包括： - 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51 更低！ - ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。 - 最高工作频率为33MHz，大家都知道89C51 的极限工作频率是24M，就是说S51 具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。 - 具有双工UART 串行通道。 - 内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51 那样外接看门狗计时器单元电路。 - 双数据指示器。 - 电源关闭标识。 - 全新的加密算法，这使得对于89S51 的解密变为不可能，程序的
7、保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。 - 兼容性方面：向下完全兼容51 全部字系列产品。内部框图：2.2.2时分秒的调整采用独立键盘，通过程序三个键就能实现时分秒的调整。2.2.3整点提示使用一个蜂鸣器，通过响的时间的长短来提示，短音是：30： ，长音是整点，如12：00：002.2.4数码显示用8个数码管，采用动态扫描显示。2.3 总体硬件电路设计2.3.1、复位电路AT89S51单片机内部有一个由施密特触发器等组成的复位电路。复位信号是从其9脚，即RST脚输入的。AT89S51单片机规定，当其处于正常工作状态，且振荡器工作稳定后，在RST端有从高电平到低电平，且高电平时间
8、大于两个机器周期的复位信号时，CPU将完成对系统的复位。有两点需要注意：一、复位信号是高电平有效，二、高电平的保持时间必须大于两个机器周期，可见高电平保持时间与振荡频率有关。本次设计中采用上电复位电路，上电复位是指在系统上电时，RST端自动产生复位所需要的信号将单片机复位，本次设计中的上电复位电路如图所示。上电时，RST端高电平的维持时间取决于R(1k)和C(22uF)的值。要使单片机可靠的复位，设计中使其维持的时间足够长按键后：电容器被短路放电、RST直接和VCC相连，就是高电平，此时进入“复位状态”。松手后：电源开始对电容器充电，此时，充电电流在电阻上，形成高电平送到RST，仍然是“复位状
9、态”；稍后，充电结束，电流降为0，电阻上的电压也将为0，RST降为低电平，开始正常工作。2.3.2、校时，校分和校秒电路：由P00外接一个按钮开关到地作为校时键。由P0.1 外接一按钮到地作为校分键。由P0.2外接一按钮到地作为校秒电路。按键S1是来调节小时的时间，按S2来调节分针的时间，按S3来调节秒的时间。 用手按下一个键时，往往按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的情况；在释放一个键时，也回会出现类似的情况。这就是抖动。抖动的持续时间随键盘材料和操作员而异，不过通常总是不大于10ms。很容易想到，抖动问题不解决就会引起对闭合键的识别。用软件方法可以很容易地解决抖动问题，这就
10、是通过延迟10ms来等待抖动消失，这之后，再读入键盘码 。2.3.3电源电路：2.4 系统软件设计主程序流程图和中断服务程序流程图的设计: 2.4.1汇编代码：SECOND EQU 30H MINITE EQU 31H HOUR EQU 32H HOURK BIT P2.2 MINITEK BIT P2.1 SECONDK BIT P2.0 DISPBUF EQU 40H DISPBIT EQU 48H T2SCNTA EQU 49H T2SCNTB EQU 4AH TEMP EQU 4BH ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 org 0030hSTA
11、RT: mov p1,#0ffh mov p3,#0ffh LCALL T1S CLR P2.3 CLR P2.4MOV R3,#00HMOV R4,#00HMOV SECOND,#00H MOV MINITE,#00H MOV HOUR,#12 MOV DISPBIT,#00H MOV T2SCNTA,#00H MOV T2SCNTB,#00H MOV TEMP,#0FEH LCALL DISP MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(65536-2000) / 256 MOV TL0,#(65536-2000) MOD 256 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA W
12、T: JB SECONDK,NK1 LCALL DELY10MS JB SECONDK,NK1 setb p2.3 ; INC SECOND MOV A,SECOND CJNE A,#60,NS60 MOV SECOND,#00H NS60: LCALL DISP JNB SECONDK,$ NK1: JB MINITEK,NK2 LCALL DELY10MS JB MINITEK,NK2 setb p2.3 ; INC MINITE MOV A,MINITE CJNE A,#60,NM60 MOV MINITE,#00H NM60: LCALL DISP JNB MINITEK,$ NK2:
13、 JB HOURK,NK3 LCALL DELY10MS JB HOURK,NK3 setb p2.3 ; INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24,NH24 MOV HOUR,#00H NH24: LCALL DISP JNB HOURK,$ NK3: LJMP WT DELY10MS: MOV R6,#10 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET T1S: ;误差 0us MOV R7,#0A7HDL1: MOV R6,#0ABHDL0: MOV R5,#10H DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 DJNZ R7,DL1
14、 NOP RETDISP: MOV A,#DISPBUF ADD A,#8 DEC A MOV R1,A MOV A,HOUR MOV B,#10 DIV AB MOV R1,A DEC R1 MOV A,B MOV R1,A DEC R1 MOV A,#10 MOVR1,A DEC R1 MOV A,MINITE MOV B,#10 DIV AB MOV R1,A DEC R1 MOV A,B MOV R1,A DEC R1 MOV A,#10 MOVR1,A DEC R1 MOV A,SECOND MOV B,#10 DIV AB MOV R1,A DEC R1 MOV A,B MOV R
15、1,A DEC R1 RET INT_T0: MOV TH0,#(65536-2000) / 256 MOV TL0,#(65536-2000) MOD 256 MOV A, #0FFH MOV P3,A MOV A,#DISPBUF ADD A,DISPBIT MOV R0,A MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P1,A MOV A,DISPBIT MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV P3,A INC DISPBIT MOV A,DISPBIT CJNE A,#08H,KNA MOV DISPBIT,#00H K
16、NA: INC T2SCNTA MOV A,T2SCNTA CJNE A,#100,DONE inc r3cjne r3,#2,next0clr p2.3mov r3,#00h next0: MOV T2SCNTA,#00H INC T2SCNTB MOV A,T2SCNTB CJNE A,#05H,DONE inc r4cjne r4,#1,next1mov r4,#00hclr p2.4 next1: MOV T2SCNTB,#00H INC SECOND MOV A,SECOND CJNE A,#60,NEXT MOV SECOND,#00H INC MINITE MOV A,MINIT
17、E CJNE A,#30,L1setb p2.4 ;L1:CJNE A,#60,L2setb p2.4 ;L2: CJNE A,#60,NEXT MOV MINITE,#00H INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#24,NEXT MOV HOUR,#00H NEXT: LCALL DISP DONE: RETI TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H TAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH END2.5:作品图片：Proteus仿真图实物图：3总结：通过这周的单片机实训，我切实体会到了单片机的强大功能，也体验到了设计与制作的乐趣。经过一个礼拜的努力，作品成功的出来了，看到实物的成功，也验证了理论的正确性，在今后的单片机课程中，我想我能够做到理论联系实际，这就是我本周实训的收获。
