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1、苏州工业园区职业技术学院 2010届毕业项目电 IVT-REJX-50附件2:苏州工业园区职业技术学院2011年 5 月 10 日毕业项目 2011 届项目类别：毕业设计项目名称：基于单片机的时钟显示器设计专业名称：应用电子姓 名 ： 学 号 ：27班 级：电3指导教师： 附件3: IVT-REJX-51苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部：电子工程 毕业项目类别：毕业设计毕业项目名称：基于单片机的时钟显示器设计校内指导教师：莉职称：工程师类别：专职校内指导教师：职称：类别：学 生： 专业：应用电子班级： 1、毕业项目的主要任务及目标用单片机设计一个多功能电子钟，要求时制为24
2、小时制。采用8位LED数码管显示时、分、秒。时间显示格式为时（十位、个位）、分（十位、个位）、秒（十位、个位），用“-”分开，即HH-MM-SS。巩固和提高学习过的基础理论和专业知识。增强对电路的认识，知道电子钟的工作原理。2、毕业项目的主要内容1、总体设计。2、硬件设计。 3、软件设计。4、系统仿真。续表：3、主要参考文献（若不需要参考文献，可注明，但不要空白）1. 武庆生、仇梅编单片机及接口实用教程 电子科技大学出版社 19952. 苏平等编单片机原理与接口技术 电子工业出版社 20043. 张志良主编单片机原理与控制技术 机械工业出版社 20024、进度安排毕业项目各阶段任务起止日期1毕
3、业项目的主题选择1月202月202毕业项目资料的搜集2月233月203毕业项目初稿的完成3月234月204后期完善与答辩4月235月初注： 此表在指导老师的指导下填写。诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告/论文 基于单片机的时钟显示器设计 是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。 作者签名： 2011 年4 月 20 日摘 要20世纪70年代，单片机技术带来了电子技术的革命，单片机以其体积小，重量轻，具有高可靠性、高性价比、强灵活性、低电压、低功耗等一系列优点，
4、近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表及通讯设备、日常消费类产品等。可以说，在我们周围的电子产品中，单片机无处不在。本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个多功能数字时钟系统。单片机扩展的LCD显示器用来显示秒、分、时计数单元中的值。整个设计包括两大部分: 硬件部分和软件部分,以单片机为核心, 配以一定的外围电路和软件。硬件是整个系统的基础, 软件部分则要合理、充分地支持和使用系统的硬件, 从而完成系统所要完成的任务。关键字：单片机，LED，显示器。 设计者：钮旖云 指
5、导老师:孙丽莉目 录第一章 绪论- 7 -第二章基于单片机技术的时钟显示器设计- 7 -第一节 总体设计- 7 -第二节：硬件设计- 7 -晶振电路- 8 -复位电路- 9 -第三节：软件设计- 9 -第三章 系统仿真- 10 -第四章 结束语- 12 -参 考 文 献- 13 -致 谢- 14 -附 录- 15 -第一章 绪论数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，
6、而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。第二章 基于单片机技术的时钟显示器设计第一节 总体设计所谓多功能数字电子钟，和简单电子钟一样也是指电子电路构成的计数器。多功能数字钟除能达到显示小时、分、秒，准确计时，且对该钟进行调整。系统需要8位LED数码管，显示电路由于位数较多，若采用静态显示需要64个I/O口，但采用动态显示仅需要16个I/O口。所以本任务应采用动态显示接口电路，其接口电
7、路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制，一位一位地轮流点亮各位显示器，对每一位显示器而言，每隔一段时间点了一次。显示器的亮度跟导通的电流有关，也和点亮的时间和间隔的比例有关。因此，在数码管位数较多的场合，采用动态显示可使硬件成本降低，功耗减少，适合长时间显示，因而得到广泛的应用。第二节：硬件设计实现数字电子钟的硬件电路中包含主要元器件为89C51芯片1片、LED共阴数码管8个、轻触按键6个、74LS245一个、11.0592MHz晶振1个、电阻、电容等若干。数字电子钟原理图如图1-1所示。图1-1 数字电子钟原理图晶振电路单片机
8、的工作过程是：取一条指令，译码，微操作；再取一条指令，译码，微操作。各指令的微操作在时间上有严格的次序，这样微操作的时间次序就称为时序。因此，单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。单片机的时钟信号用来为芯片内部各种微操作提供时间基准。晶振电路如图1-2。图1-2 单片机晶振电路图复位电路复位就是使中央处理器CPU以及其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。MCS-51单片机的复位靠外部电路实现，信号由RESET(RST)引脚输入，高电平有效，在振荡器工作时，只要
9、保持RST引脚高电平两个机器周期，单片机即复位。单片机复位电路如图1-3所示。图1-3 单片机复位电路图第三节：软件设计8位数码管为共阴数码管。段码abcdefgh分别接在P0口07，位码时位、分位、秒位分别接在P3口07。且由6个独立按键控制，按键分别接在P1口05。软件采用定时器T0定时50毫秒来实现秒信号产生。（系统晶振为12MHZ）。数字电子钟控制电路软件参考流程图如图1-4所示。图1-4 数字电子钟控制电路软件主程序流程图第三章 系统仿真数字电子钟上电后，观察电路板上数码管的时间显示情况及按键的功能。正常的运行结果是：上电后，电子钟开始工作，8位共阴极数码管将从“00-00-00”开
10、始显示时间，时制为24小时制，时间显示格式为时（十位、个位）、分（十位、个位）、秒（十位、个位），即HH-MM-SS。在电子钟的工作过程中，按下SECOND+、MINUTE+、HOUR+、SECOND-、MINUTE-、HOUR-键可调整显示值，其中SECOND+、MINUTE+、HOUR+分别用于递增调整秒、分、时的值，SECOND-、MINUTE-、HOUR-分别用于递减调整秒、分、时的值。数字钟虚拟仿真硬件图如图1-5所示。 图1-5 数字钟虚拟仿真硬件图数字钟虚拟仿真后硬件图如图1-6所示。图1-6 数字电子钟虚拟仿真后硬件图第四章 结束语本文正是基于多功能电子时钟这种设计方向，以单片
11、机为控制核心，设计制作一个符合指标要求的多功能数字时钟。在很多实际应用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。本设计的液晶显示电子钟充分利用了单片机的软、硬件资源，本着简单实用的设计原则，不仅努力做到结构简单使之易于成本控制，而且在人机交互方面也力求界面更加友好。单片机课程设计其实是一个软硬件结合的设计。但设计的思想是能用软件实现的功能尽量用软件实现，因为便于修改。参 考 文 献1. 武庆生、仇梅编单片机及接口实用教程 电子科技大学出版社 19952. 苏平等编单片机原理与接口技术 电子工业出版社 20043. 张志良主编单
12、片机原理与控制技术 机械工业出版社 2002致 谢感谢同学对我的帮助和指点。没有他们的帮助，对于我来说顺利成毕业设计报告几乎是不可能的事情。通过这次的设计使我认识到我对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，有很多我们需要知道的知识在等着我去学习，我会在以后的学习生活中弥补我所缺少的知识。本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。 在报告即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到报告的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！附 录数字电子钟的汇编语
13、言程序：K1BITACC.0;数字钟秒控制位K2BITACC.1;分钟控制位K3BITACC.2;小时控制位K4BITACC.3;数字钟秒控制位K5BITACC.4;分钟控制位K6BITACC.5;小时控制位;8255 4*4按键扫描程序，低4位为行扫描写，高4位为列扫描读D8255A EQU 8EFFHD8255B EQU 0CEFFH D8255C EQU 8FFFHD8255D EQU 0CFFFHKEYBUF EQU 7FHSECONDEQU30HMINUTEEQU31HHOUREQU32HTCNTEQU34HORG0000HSJMPSTARTORG 000BHLJMP INT_T0S
14、TART: MOV SP,#60H CLR P2.5 CLR P2.5 SETB P2.5 SETB P2.5 CLR P2.5 CLR P2.5 ; 8255复位 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H MOV IE,#82H SETB TR0 MOVTCNT,#0 MOVHOUR,#12 ;初始化 MOVMINUTE,#10 MOVSECOND,#36 MOV DPTR,#D8255D ; 8255控制字地址 MOV A,#89H ; 置8255状态 MOVX DPTR,A ; 方式0，PA，PB口输出，PC口输入,10001001 MOV KEYB
15、UF,#0H MAIN: LCALL READKEY ; 读键处理 LCALL DISPLAY SJMP MAIN ;*;判断是否有控制键按下,是哪一个键按下READKEY:MOV DPTR,#D8255CMOVX A,DPTRJNBK1,S1JNBK2,S2JNBK3,S3LJMPA1S1:LCALLDL10MS;去抖动 MOV DPTR,#D8255CMOVX A,DPTRJBK1,A1MOV KEYBUF,#1 INCSECOND;秒值加1MOVA,SECONDCJNEA,#60,J0;判断是否加到60秒MOVSECOND,#0LJMPJ0S2:LCALLDL10MS MOV DPTR,
16、#D8255CMOVX A,DPTRJBK2,A1 MOV KEYBUF,#2INCMINUTE;分钟值加1MOVA,MINUTECJNEA,#60,J1;判断是否加到60分MOVMINUTE,#0LJMPJ1S3:LCALLDL10MSMOV DPTR,#D8255CMOVX A,DPTRJBK3,A1MOV KEYBUF,#3 INCHOUR;小时值加1MOVA,HOURCJNEA,#24,J2;判断是否加到24小时MOVHOUR,#0SJMPJ2 A1:LCALL DISPKEY RET;*;等待按键抬起J0:MOV DPTR,#D8255CMOVX A,DPTRJBK1,A1LCALL
17、DISPLAYSJMPJ0J1:MOV DPTR,#D8255CMOVX A,DPTRJBK2,A1LCALLDISPLAYSJMPJ1J2:MOV DPTR,#D8255CMOVX A,DPTRJBK3,A1LCALLDISPLAYSJMPJ2DISPKEY: ; 键显示处理程序 MOV A,KEYBUF ;得到键值 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR ;查行键值送ACC MOV P1,A; RET ;*;定时器中断服务程序,对秒,分钟和小时的计数INT_T0: PUSH ACC PUSH PSW CLR TR0 MOV TH0,#4CH ;定时50 毫秒 MOV T
18、L0,#00H SETB TR0 INCTCNT MOVA,TCNTCJNEA,#20,RETUNE;计时1秒 MOVTCNT,#0INCSECONDMOVA,SECONDCJNEA,#60,RETUNEINCMINUTEMOVSECOND,#0MOVA,MINUTECJNEA,#60,RETUNEINCHOURMOVMINUTE,#0MOVA,HOURCJNEA,#24,RETUNEMOVHOUR,#0RETUNE: POP PSW POP ACCRETI;*;显示控制子程序DISPLAY: MOVA,SECOND;显示秒MOVB,#10DIVAB MOVDPTR,#TABLEMOVCA,A
19、+DPTR MOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,A MOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址 MOV A,#0BFHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,AMOVA,BMOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTRMOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址MOV A,#7FHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,AMOVA,#40H;显示分隔符MOV DPTR,#
20、D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址 MOV A,#0DFHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,AMOVA,MINUTE;显示分钟MOVB,#10DIVABMOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTRMOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址MOV A,#0F7HMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,AMOVA,BMOVDPTR,#TAB
21、LEMOVCA,A+DPTRMOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址MOV A,#0EFHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,AMOVA,#40H;显示分隔符MOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址MOV A,#0FBHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,A MOVA,HOUR;显示小时MOVB,#10DIVABMOVDPTR
22、,#TABLEMOVCA,A+DPTRMOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址MOV A,#0FEHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,AMOVA,BMOVDPTR,#TABLEMOVCA,A+DPTRMOV DPTR,#D8255A ; 8255A 口地址MOVXDPTR,AMOV DPTR,#D8255B ; 8255B 口地址MOV A,#0FDHMOVXDPTR,ALCALLDELAYMOV A,#0FFHMOVXDPTR,ARET;*;* *;* 延
23、时10ms *;* *;*;10毫秒延时程序DL10MS: MOV R3,#14HDELAY1: MOV R2,#8EH DJNZ R2,$ DJNZ R3,DELAY1 RETDELAY:MOVR6,#5D1:MOVR7,#200DJNZR7,$DJNZR6,D1RET;TABLE: ; 七段显示器数据定义 DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH ; 0、1、2、3 DB 66H, 6DH, 7DH, 07H ; 4、5、6、7 DB 7FH, 67H, 77H, 7CH ; 8、9、A、B DB 39H, 5EH, 79H, 71H ; C、D、E、F DB 00H END ;程序结束 - 24 -