单片机课程设计--电子钟

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1、目录1.设计要求12.设计方案12.1设计方案的选择12.1.1计时方案12.1.2显示方案12.2硬件部分23.系统模块24.设计流程图35.心得及体会5参考文献6程序71.设计要求（1）基本功能：设计一个时钟电路，能显示年月日和时分秒；通过功能键完成年月日时分秒的切换与对时功能； （2）附加功能：添加秒表功能，能通过键盘进行时间和秒表功能切换。2.设计方案本次设计时钟电路，使用了ATC89C51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒，用一扬声器来进行定时提醒，同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示，

2、使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、ATC89C51单片机芯片芯片、扬声器、LED数码管显示即可满足设计要求。2.1设计方案的选择2.1.1计时方案使用单片机内部的可编程定时器。利用单片机内部的定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，但程序设计较为复杂。2.1.2显示方案对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。通常LED显示有两种方式：动态显示和静态显示。静态显示的优点是程序简单、显示亮度有保证、单片机CPU的开销小，节约CPU的工作时间。但占有I/O口线多，每一个LED都要占有一个I/O口，硬件开销大，电路复杂。需要几个LED就必

3、须占有几个并行口，比较适用于LED数量较少的场合。当然当LED数量较多的时候，可以使用单片机的串行口通过移位寄存器的方式加以解决，但程序编写比较麻烦。LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需要占有CPU较多的时间，在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。本系统需要采用4位LED数码管来分别显示时、分、秒，因数码管个数较少，故本系统选择动态显示方式。2.2硬件部分AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该

4、器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案3.系统模块根据上述电子时钟的工作流程，软件设计可分为以下几个功能模块：单片机最小系统模块：包括低功耗、高性能CMOS8位微控制器AT89C51；本模块以AT89C51为系统控制核心，系统复位有复位电路完成，内部有一个高增益、反相放大器，输出引脚为XTAL1，输入引脚为XTAL2。通过这两个引脚在芯片外接石英晶体振荡器和电容，构成稳定的自激振

5、荡器。输入输出模块：本模块有5个按键，一个开关和一个复位键；单片机运行期间利用按键完成操作；S2控制电子钟的启动和调整状态，S3为加1键，S4为减1键；3个键任意一个都独自连到一个I/O口，他们可以独立的实现相应的电子钟功能。电子钟可以显示4位数字，所以利用四个数码管作为显示窗口，显示年、月、日、时、分、秒等主程序模块：主程序主要用于系统初始化：设置计时缓冲区的位置及初值，设置外部中断的工作方式、定时器的工作方式和计数初值、入口地址等参数。计时模块：即定时器0中断子程序，完成刷新计时缓冲区的功能。系统使用12MHz的晶振，假设定时器0工作在方式1，则定时器的最大定时时间为4.0ms

6、，这个值远远小于1s。因此本系统采用定时器与软件循环相结合的定时方法。设定时器0工作在方式1，每隔4.0ms溢出中断一次，则循环中断250次延时时间是1s，上述过程重复60次为1分，分计时60次为1小时，小时计时24次则时间重新回到00：00：00。因定时器0工作在方式1，则4ms定时对应的定时器初值为：65536－4ms/2us=0F05FH，即TH0=0F0H，TL0=5FH。但应当指出：CPU从响应T0中断到完成定时器初值重装这段时间，定时器T0并不停止工作，而是继续计数。因此，为了确保T0能准确定时4ms，重装的定时器初值必须加以修正，修正的定时器初值必须考虑到从原定时器初值

7、中扣除计数器多计的脉冲个数。由于定时器计数脉冲的周期恰好和机器周期吻合，因此修正量等于CPU从响应中断到重装完TL0为止所用的机器周期数。CPU响应中断通常要3~8个机器周期。经过测试，定时器0重装的计数初值设为9E5FH~9E67H，可以满足精度要求。4.设计流程图取十位数加1开始初始化关闭定时器T0取十位数占A高半字节送“P.”显示程序取个位数占A低半字节S1是否按下加1N十进制调数Y开中断EA=1个位数送入缓冲单元键盘扫描子程序把十位数交换到低半字节