单片机数字电子时钟设计bnes.docx

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1、 单片机电子时钟设计目 录录摘要22第一章 电子时时钟的设设计331.1电电子时钟钟简介31.2电电子时钟钟的工作作原理3第二章 硬件设设计方案案42.1硬硬件电路路的设计计方案42.2硬硬件电路路的原理理图42.3硬硬件电路路说明5第三章 电子时时钟的程程序设计计 83.1程程序流程程图83.2程程序设计计11总结115摘要随着现代代生活的的推进，电电子时钟钟在人们们的生活活中已经经普及，本本课题的的主要内内容就是是结合单单片机的的强大功功能，在在一块普普通的电电子时钟钟集成多多种功能能，方便便人们的的日常生生活，该该功能是是通过单单片机、88段数码码管以及及一些简简单辅助助电路实实现的。由

2、由于之前前没有独独立做过过单片机机实现多多功能电电子时钟钟方面的的内容，所所以在做做设计时时总会遇遇见很多多问题，本本次设计计是在结结合老师师的指导导及同学学的帮助助下完成成的，并并通过本本人在网网上所查查的大量量资料及及单片机机设计中中常见的的电路而而构思出出来的。单片计算机即单片微型计算机。由RAM ,ROM,CPU构成，定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列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。本设计主主要设计计了一个个基于AAT89C51

3、1单片机机的电子子时钟。并并在数码码管上显显示相应应的时间间。并通通过一个个控制键键用来实实现时间间的调节节和是否否进入省省电模式式的转换换。该方方法仿真真效果真真实、准准确，节节省了硬硬件资源源。关键字：单片机机、电子时时钟、程程序第一章 电子时时钟的设设计1.1电电子时钟钟简介电子钟钟是一种种利用数数字电路路来显示示秒、分分、时的的计时装装置，与与传统的的机械钟钟相比，它它具有走走时准确确、显示示直观、无无机械传传动装置置等优点点，因而而得到广广泛应用用。随着着人们生生活环境境的不断断改善和和美化，在在许多场场合都用用到电子子时钟。 现在高高精度的的计时工工具大多多数都使使用了石石英晶体体

4、振荡器器，由于于电子钟钟、石英英钟、石石英表都都采用了了石英技技术，因因此走时时精度高高，稳定定性好，使使用方便便，不需需要经常常调试，数数字式电电子钟用用集成电电路计时时时，译译码代替替机械式式传动，用用LEDD显示器器代替指指针显示示进而显显示时间间，减小小了计时时误差，这这种表具具有时、分分、秒显显示时间间的功能能，还可可以进行行时和分分的校对对，片选选的灵活活性好。LCD数数字电子子钟除了了在城市市的主要要营业场场所、车车站、码码头等公公共场所所使用，还还可以改改装在摩摩托车和和汽车上上，LCCD显示示，带蓝蓝色背光光，白天天在太阳阳光下也也能非常常清楚的的看到显显示时间间，关钥钥匙可

5、以以关闭蓝蓝色背光光，时间间还能显显示也不不会清零零，因LLCD的的显示耗耗电量很很省的，所所以一直直工作也也不必担担心耗电电问题。在在骑摩托托车时，为为了看时时间，先先要停下下车子，取取出手机机，才能能看时间间，是否否有点麻麻烦，现现在车上上改装了了一个蓝蓝色背光光的液晶晶电子钟钟后，不不管白天天黑夜色色，随时时可以看看时间，非非常方便便。1.2电电子时钟钟的工作作原理一般电子子钟是一一个将“ 时”，“分分”，“秒秒”显示示于人的的视觉器器官的计计时装置置。它的的计时周周期为224小时时，显示示满刻度度为233时599分599秒，另另外应有有校时功功能和报报时功能能。因此此，一个个基本的的数

6、字钟钟电路主主要由译译码显示示器、“时时”，“分分”，“秒秒”计数数器、校校时电路路、报时时电路和和振荡器器组成。主主电路系系统由秒秒信号发发生器、“时时、分、秒秒”计数数器、译译码器及及显示器器、校时时电路、整整点报时时电路组组成。秒秒信号产产生器是是整个系系统的时时基信号号，它直直接决定定计时系系统的精精度，一一般用石石英晶体体振荡器器加分频频器来实实现。将将标准秒秒信号送送入“秒秒计数器器”，“秒秒计数器器”采用用60进进制计数数器，每每累计660秒发发出一个个“分脉脉冲”信信号，该该信号将将作为“分分计数器器”的时时钟脉冲冲。“分分计数器器”也采采用600进制计计数器，每每累计660分

7、钟钟，发出出一个“时时脉冲”信信号，该该信号将将被送到到“时计计数器”。“时时计数器器”采用用24进进制计时时器，可可实现对对一天224小时时的累计计。译码码显示电电路将“时时”、“分分”、“秒秒”计数数器的输输出状态态用七段段显示译译码器译译码，通通过七段段显示器器显示出出来。整整点报时时电路时时根据计计时系统统的输出出状态产产生一脉脉冲信号号，然后后去触发发一音频频发生器器实现报报时。校校时电路路时用来来对“时时”、“分分”、“秒秒”显示示数字进进行校对对调整。而该电子子时钟由由89CC51，六六段数码码管等构构成，采采用晶振振电路作作为驱动动电路，由由延时程程序和循循环程序序产生的的一秒

8、定定时，达达到时分分秒的计计时，六六十秒为为一分钟钟，六十十分钟为为一小时时，满二二十四小小时为一一天。而而电路中中唯一的的一个控控制键却却拥有多多种不同同的功能能，按下下又松开开，可以以实现屏屏蔽数码码管显示示的功能能，达到到省电的的目的；直接按按下不松松开，则则可以通通过按键键实现分分钟的累累加，每每按一次次分钟加加一；而而连续两两次按下下按键不不放松，则则可实现现小时的的调节，同同样每按按一次小小时加一一。第二章 设计方方案2.1硬硬件电路路的设计计方案根据设计计要求和和设计思思路，硬硬件电路路有两部部分组成成，即单单片机按按键电路路，LEED显示示器电路路。图11 为硬硬件电路路设计框

9、框图。按键电路8279MC51LED显示电路 硬件件电路设设计框图图2.2硬硬件电路路的原理理图设计原理理图，如如图所示示。 设设计原理理图本设计计电路，硬硬件部分分共由五五个模块块组成：按键模模块、复复位电路路模块、晶晶振电路路模块、发发声指示示模块、时时间显示示模块。晶晶振电路路模块负负责给单单片机提提供时钟钟周期。复复位单路路模块负负责上电电后自动动复位，或或按键后后强制复复位。上上电后，由由单片机机内部定定时器计计时，同同时通过过动态显显示函数数自动将将时分秒秒显示到到数码管管上。与与此同时时，按键键扫描函函数，一一直扫描描按键引引脚状态态，一旦旦扫描到到按键被被按下，即即进入相相应的

10、功功能函数数。如果果检测到到定时时时间到，则则驱动蜂蜂鸣器发发声提示示。2.3硬硬件电路路说明2.3.1按键键模块按键模块块如图所所示。 按键键模块在该模块块中，采采用四个个按键作作为电子子时钟的的控制输输入，通通过按键键来实现现时钟的的时间设设置、定定时、秒秒表功能能。电路路中将四四个按键键的一端端接公共共地，而而单片机机的P22口默认认为高电电平，一一旦按键键被按下下，则该该按键对对应的额额管脚被被拉低，通通过软件件扫描按按键即可可知道用用户所要要实现的的功能，调调用相应应的按键键子程序序来完成成该操作作。按键键的去抖抖动由软软件来实实现。2.3.2单片片机的复复位电路路单片机的的复位电电

11、路,如如图所示示。单片机的的复位电电路当MCSS-5ll系列单单片机的的复位引引脚RSST(全全称REESETT)出现现2个机机器周期期以上的的高电平平时，单单片机就就执行复复位操作作。如果果RSTT持续为为高电平平，单片片机就处处于循环环复位状状态。根根据应用用的要求求，复位位操作通通常有两两种基本本形式：上电复复位和上上电或开开关复位位。上电电复位要要求接通通电源后后，自动动实现复复位操作作。上电电后，保保持RSST一段段高电平平时间。2.3.3单片片机的晶晶振电路路单片机的的晶振电电路，如如图所示示。 单片片机的晶晶振电路路石英晶体体也连接接在晶振振引脚的的输入和和输出之之间，等效为为一

12、个并并联谐振振回路，振荡频频率应该该是石英英晶体的的并联谐谐振频率率。晶体旁旁边的两两个电容容接地，实际上上就是电电容三点点式电路路的分压压电容, 接地地点就是是分压点点。以接地地点即分分压点为为参考点点，振荡引引脚的输输入和输输出是反反相的，但从并并联谐振振回路即即石英晶晶体两端端来看, 形成成一个正正反馈以以保证电电路持续续振荡。2.3.5时间间显示模模块时间显示示模块如如图所示示。 液晶晶显示电电路时间显示示部分的的电路也也很简单单，由三三个两位位的共阴阴8段数数码管、四四盏Leed灯，加加上一个个45111译码码驱动电电路组成成。在显显示过程程中，单单片机将将要显示示的数字字传递给给4

13、5111芯片片，同时时通过位位选选通通要显示示的数码码管。445111芯片实实现将BBCD码码数字转转换为七七段数码码管段选选码通过过其输出出端输出出，同时时提供约约5000mA的的电流驱驱动数码码管点亮亮。 数码码管译码码驱动驱驱动电路路第三章 控制系统统的软件件设计3.1 程序流流程图系统的流流程图如如图a和和图b所所示： 图aa 主主程序流流程图 图 b 中中断处理理流程图图3.2依依据流程程图编写写程序本系统的的软件系系统主要要可分为为主程序序、定时时计数中中断程序序、时间间调整程程序、延延时程序序四大模模块。在在程序设设计过程程中，加加强了部部分软件件抗干扰扰措施，下下面对部部分模块

14、块作介绍绍。主 程 序 ; SSTARRT: MOVV R00,#770H ;清清70HH-7AAH共111个内内存单元元 MMOV R7,#0BBH ; CLEEARDDISPP: MOOV R0,#000H ; INCC R00 ; DDJNZZ R7,CLEEARDDISPP ; MOOV 220H,#000H ;清200H（标标志用） MOV 7AH,#0AH ;放入熄灭符数据 MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为16位定时器 MOV TL0,#0B0H ;50MS定时初值（T0计时用） MOV TH0,#3CH ;50MS定时初值 MOV TL1,#0B0H ;50MS定时初

15、值（T1闪烁定时用） MOV TH1,#3CH ;50MS定时初值 SETB EA ;总中断开放 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB TR0 ;开启T0定时器 MOV R4,#14H ;1秒定时用初值（50MS20） START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序 JNB P3.5,SETMM1 ;P3.5口为0时转时间调整程序 SJMP START1 ;P3.5口为1时跳回START1 SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM定时计数数中断程程序：MOV TMMOD,#000H ;写控制制字MOV THH0,#0F0HH ；写写定时常常数MOV

16、 TLLO,#0CHHSETBB TTR0 ；启动动T0SETBB EETO ；允许TT0中断断SETBB EEA ；开放CCPU中中断AJMPP $时间调整整程序：SETMMM: cLLR ETT0 ;关定时时器T00中断CLR TTR0 ;关闭定定时器TT0LCALLL DLL1S ;调用11秒延时时程序JB PP3.77,CLLOSEEDISS ;键键按下时时间小于于1秒，关关闭显示示（省电电） MOVV R2,#066H ;进入调调时状态态，赋闪闪烁定时时初值 SETTB ET11 ;允许许T1中中断SETBB TTR1 ;开启定定时器TT1SET22: JNBB P3.7,SSET1

17、1 ;P3.7口为为0（键键未释放放），等等待SETBB 00HH ;键释放放，分调调整闪烁烁标志置置1SET44: JB P3.7,SSET33 ;等等待键按按下LCALLL DDL055S ;有键按按下，延延时0.5秒JNB P33.7,SETTHH ;按下下时间大大于0.5秒转转调小时时状态MOV RR0,#77HH ;按下时时间小于于0.55秒加11分钟操操作LCALLL ADDD1 ;调调用加11子程序序MOV AA,R33 ;取调整整单元数数据CLR CC ;清进位位标志CJNEE AA,#660H,HHHH ;调整单单元数据据与600比较HHH: JCC SETT4 ;调调整单元

18、元数据小小于600转SEET4循循环LCALLL CLRR0 ;调调整单元元数据大大于或等等于600时清00CLR CC ;清进进位标志志AJMPP SETT4 ;跳跳转到SSET44循环CLOSSEDIIS:SSETBB ET00 ;省电（LLED不不显示）状状态。开开T0中中断SETBB TR00 ;开开启T00定时器器（开时时钟）CLOSSE: JBB PP3.77,CLLOSEE ;无无按键按按下，等等待。LCALLL DISSPLAAY ;有键键按下，调调显示子子程序延延时削抖抖JB P3.7,CCLOSSE ;是干扰扰返回CCLOSSE等待待WAITTH: JJNB P3.7,WW

19、AITTH ;等待待键释放放LJMPP STAART11 ;返回回主程序序（LEED数据据显示亮亮）SETHHH: CLLR 000H ;分分闪烁标标志清除除（进入入调小时时状态）SETHHH1: JJNB PP3.77,SEET5 ;等等待键释释放SETBB 01HH ;小时时调整标标志置11SET66: JB P3.7,SSET77 ;等等待按键键按下LCALLL DDL055S ;有键键按下延延时0.5秒JNB P33.7,SETTOUTT ;按下时时间大于于0.55秒退出出时间调调整MOV RR0,#79HH ;按按下时间间小于00.5秒秒加1小小时操作作LCALLL ADDD1 ;调

20、加加1子程程序MOV AA,R33 ;CLR CC ;CCJNEE AA,#224H,HOUUU ;计计时单元元数据与与24比比较HOUUU: JC SSET66 ; 小于于24转转SETT6循环环LCALLL CLRR0 ;大于于或等于于24时时清0操操作AJMPP SETT6 ; 跳转转到SEET6循循环SETOOUT: JNNB PP3.77,SEETOUUT1 ;调调时退出出程序。等等待键释释放LCALLL DISSPLAAY ;延时削削抖JNB P3.7,SSETOOUT ;是抖动动，返回回SETTOUTT再等待待CLR 01HH ;清调小小时标志志CLR 00HH ;清调调分标志志

21、CLR 02HH ;清清闪烁标标志CLR TR11 ;关闭闭定时器器T1CLR ET11 ;关定时时器T11中断SETBB TR00 ;开启启定时器器T0SETBB ET00 ;开开定时器器T0中中断（计计时开始始）LJMPP SSTARRT1 ;跳回回主程序序SET11: LCAALL DISSPLAAY ;键释释放等待待时调用用显示程程序（调调分）AJMPP SSET22 ;防止止键按下下时无时时钟显示示SET33: LCAALL DISSPLAAY ;等等待调分分按键时时时钟显显示用AJMPP SSET44SET55: LCAALL DISSPLAAY ;键释释放等待待时调用用显示程程序

22、（调调小时）AJMPP SSETHHH1 ;防防止键按按下时无无时钟显显示SET77: LCAALL DISSPLAAY ;等待待调小时时按键时时时钟显显示用AJMPP SSET66SETOOUT11: LCAALL DISSPLAAY ;退出时时钟调整整时键释释放等待待AJMPP SEETOUUT ;防防止键按按下时无无时钟显显示延时程序序：1MS延延时程序序，LEED显示示程序用用DL1MMS: MOVV RR6,#14HHDL1: MOVV RR7,#19HHDL2: DJNNZ R7,DL22DJNZZ RR6,DDL1RET;200MS延延时程序序，采用用调用显显示子程程序以改改善L

23、EED的显显示闪烁烁现象DS200MS: ACCALLL DISSPLAAYACALLL DISSPLAAYACALLL DISSPLAAYRET总结：本本电子时时钟设计计硬件结结构简单单，软件件设计条条理清晰晰，是一一个很实实用及很很常见的的多功能能时钟。由由于之前前没有独独立做过过单片机机实现多多功能电电子时钟钟方面的的内容，所所以在做做设计时时总会遇遇见很多多问题，本本次设计计是在结结合老师师的指导导及同学学的帮助助下完成成的，并并通过本本人在网网上所查查的大量量资料及及单片机机设计中中常见的的电路而而构思出出来的。通过电子时钟的设计，使我对单片机的使用和工作原理有了更深刻的理解，对伟福单片机编程环境熟悉了许多，进一步掌握了单片机的定时器、中断处理的编程方法和数码显示电路的驱动方法。第19页