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1、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
2、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11.1电子钟功能介绍11.1.1基本功能要求11.1.2扩展功能要求11.2总体方案介绍21.2.1计时方案21.2.2键盘/显示方案22电子钟的工作原理32.1实现时钟计时的基本方法32.2电子钟的时间显示32.3电子钟的启、停及时间调整33 电子钟原理图及元件清单43.1电子钟电路原理图43.2元件清单44软件系统设计54.1电子钟程序流程框图54.1.1主程序流程框图54.1.2键扫子程序流程框图54.1
3、.3中断服务程序流程框图74.1.5显示子程序流程框图94.1.6加一子程序流程框图104.2电子钟总体程序清单11总 结18致 谢19参考资料20附 录211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
4、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
5、。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
6、P2口外接由六个LED数码管(LED5LED0)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。11 AT89S5
7、2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）1/12MHz12s =50000sX=1553600111100101100003CB0H(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
8、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。 LED8LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED137H36H35H34H33H32H31H30H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AT89S521显示驱动芯片74LS24
9、528位一体的共阳LED显示器7SEG-MPX8-CA-BLUE1晶振12MHz1电容33pF2电容22F1按键BUTTON5电阻0.2K1电阻1K1上拉电阻10K4限流电阻0.1K8排阻RESPACK-8/10K14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
10、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 0000HAJMP MAINORG 000BHLJMP INTT0ORG 0030HMAIN: 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;
11、调P.子程序NEXT: LCALL KEY ;按键检测子程序 JBACC.0, RUNF ;A键按下运行 LCALL DISP ;调用显示子程序 SJMP NEXTRUNF: 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 JKP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, #07HPPP: MOV R0, #10 INC R0 DJN
12、Z 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 EXITMOV 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1MOV A, P1 ;P1口值送累加器ACPL A
13、 ;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 OUTKEY1: MOV R0, #45H;时调整 LCALL
14、ADD1 CLR C CJNE A, #24H, OUTT ACALL CLR0 AJMP OUTTKEY2: MOV R0, #43H;分调整 LCALL ADD1 CLR C CJNE A, #60H, OUTT ACALL CLR0 AJMP OUTTKEY3: 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
15、MOV 35H,#11 ; - MOV 36H, 44H ;时显示单元44-45H MOV 37H, 45H RETSTOP: CLRTR0 ;关电子钟并跳出 RETRUN: 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 ACCPUSH PSWCLRET0CLR TR0 MOV TL0, #0B0H ;重新设定定时初值
16、MOV TH0, #3CHSETB TR0 ;启动定时器0DJNZ 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
17、天到HOUR: JCOUTT0 ACALL CLR0OUTT0: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
18、,R0 ;组合十位与个位 ADD A,#01H ;加1 DAA ;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:MOVP2, R2 ;送位控 MOVA, R1 MOVDPTR, #TAB MOVCA, A+DPTR MOVP0, A;送段
19、控 ACALLDL ;延时 MOVA, R2 JBACC.0, DISP2 RRA INCR1 MOVR2, A AJMPDISP1DISP2: RETTAB: 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 RETEND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
20、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
