2022年单片机数字钟.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -目录1 设计任务与要求 . . I 2 设计方案 . 1 3 硬件设计 . 2 3.1 AT89C51 单片机简介 2 3.2 单片机型号的挑选 . . 6 3.3 数码管显示工作原理 . 6 4 软件设计 . 7 4.1 主程序模块介绍 . 7 4.2 主程序 . 7 5 仿真调试 . 5.1 KEIL 仿真结果 . 错误！未定义书签；错误！未定义书签；5.2 仿真结果分析 . 136 小结 . I 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 14

2、 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1 设计任务与要求1. 设计一个基于单片机的电子时钟,并且能够实现时分秒的现实和调剂；2. 设计出硬件电路；3. 设计出软件编程方法,并写出源代码；4. 用 PROTEUS 进行仿真；5用汇方式实现目的；7系统的各各功能模块要编语言编实现程序设计；6利用查表,中断等清晰,有序；8程序运行时有友好的用户界面；2 设计方案本设计主要设计了一个基于AT89C51单片机的电子时钟； 并在数码管上显示相应的时间；并通过一个掌握键用来实现时间的调剂和是否进入省电模式的转 换；应用

3、 Proteus 的 ISIS 软件实现了单片机电子时钟系统的设计与仿真；该方 法仿真成效真实、精确,节约了硬件资源；该设计的硬件部分主要包括89C51多功能接口芯片用于开发电子时钟芯片、LED七段数码显示器用于显示时间、8031 集成定时器用于定时、 0.125W、8 欧姆的扬声器用于定时发声； 软件部分包括主程序、 定时计数中断程序、 时间调整程序、延时程序四大模块； 通过中断程序进行定时器计数,时间调整程序是当键按下时间小于 1 秒,关闭显示（省电）进入调剂时间状态,延时程序用于时间的延迟；先设计个秒钟程序,在秒钟程序中先不设计按钮,直接通电运行,使用 40H存放计数值,从 0059,始

4、终循环,把 40H 中的数值拆分成个位和十位,分别存在 30H与 31H中,要求动态扫描时,使用 21H当标志位,用指令 JB掌握显示个位与十位,程序中使用中间寄存器R0 与 R1 用于存放拆分后的字型,再传到30H与 31H中去,再设计时钟程序；2 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3 硬件设计3.1 AT89C51 单片机简介AT89C51单片机是一种低功耗,高性能的片内含有4KB可编程 /

5、 擦除只读存储器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的 8位 COMS微掌握器,使用高密度,非易失储备技术制造,并且与 AT89C51引脚和指令系统完全兼容；芯片上的 程器对储备重视复编程；3.1.1 单片机的构成FPEROM答应在线编程或采纳通用的非易失储备编AT89C51单片机是在一块芯片中集成了 CPU、RAM、ROM、定时器 / 计数器和多种功能的 I/O 线等一台运算机所需要的基本功能部件,包含以下几个部件：（1） 一个 8 位 CPU；（2）一个片内振荡器准时钟电路；（3）4K字节 ROM程序储备器；（4

6、）128 字节 RAM数据储备器；（5）两个 16 位定时器 / 计数器；AT89C51单片机单片机内（6）可寻址 64K 外部数据储备器和 64K外部程序储备器空间的掌握电路；（7）32 条可编程的 I/O 线（四个 8 位并行 I/O 端口）；（8）一个可编程全双工串行口；（9）具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构；其内部机构框图如图 3.1 所示：3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图

7、 3.1 MCS-51 单片机内部机构框图 3.1.2 AT89C51 单片机性能及特点（1）与 MCS-51微掌握器产品系列兼容；（2）片内有 4KB可在线重复编程的快闪擦写储备器（Flash Memory）；（3）储备器可循环写入 / 擦除 1000 次；（4）储备数据储存时间为 10 年；（5）工作电压范畴： Vcc 可为 2.7V6V；（6）全静态工作：可从 0HZ到 16MHZ；（7）程序储备器具有 3 级加密爱护；（8）128 8 位内部 RAM；（9）32 条可编程 I/O 线；（10）两个 16 位定时器 / 计数器；（11）中断结构具有 5 个中断源和 2 个优先级；（12）

8、可编程全双工串行通道；（13）闲暇状态维护低功耗和掉电状态储存储备内容；3.1.3 振荡器特性XTAL1和 XTAL2分别为反向放大器的输入和输出,片内振荡器；4 该反向放大器可以配置为细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3.1.4 AT89C51 单片机的引脚说明AT89C51是一种带 4K字节闪耀可编程可擦除只读储备器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable

9、 Read Only Memory ）的低电压,高性能 CMOS8位微处理器,俗称单片机； AT89C2051是一种带 2K 字节闪耀可编程可擦除只读储备器的单片机；单片机的可擦除只读储备器可以反复擦除100 次；该器件采纳 ATMEL高密度非易失储备器制造技术制造,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和闪耀储备器组合在单个芯片中, ATMEL的 AT89C51是一种高效微掌握器；图 3.3 AT89C51 单片机引脚图AT89C51单片机的内部硬件结构中除了程序储备器由FPEROM 取代了 87C51单片机的 EPROM外,其余部分完全相同,其管脚说

10、明如下：（1）VCC：供电电压（2）GND：接地（3）时钟电路 XTAL1（19 脚）芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端； XTAL2 （18 脚）芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端；（4）掌握信号5 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -RST（9 脚）复位信号：时钟电路工作后,在此引脚上将显现两个机器周期的高电平,芯片内部进行初始复位,P0口 P3口输出高电平,将初值07H写入堆栈指

11、针；ALE（30 脚）地址锁存信号：当拜访外部储备器时,P0口输出的低 8 位地址由 ALE输出的掌握信号锁存到片外地址锁存器,P0口输出地址低 8 位后,又能与片外储备器之间传送信息；另外,ALE可驱动 4 个 TTL门；PSEN （29 脚）片外程序储备器读选通：PSEN 低电平有效, PSEN 作为程序储备器的读信号,输出负脉冲,将相应的储备单元的指令读出并送到 P0 口,PSEN 可驱动 8 个 TTL门；EA /Vpp30 脚）：当 EA 为高电平且 PC值小于 0FFFH时,CPU执行内部程序储备器程序；当 EA 为低电平常, CPU仅执行外部程序储备器程序；（5）I/O 接口P0

12、口（P0.0P0.7,3932 脚）三态双向口： P0口结构包括一个输出锁存器、两个三态缓冲器、一个输出驱动电路和一个输出掌握端；P1口（P1.0P1.7,18 脚）准双向口： P1口做通用 I/O 接口使用, P1口的每一位口线能独立地作用于输入线,P1口可驱动 4 个 TTL门；P2口（P2.0P2.7,2128 脚）通用 I/O 接口：它做通用 I/O 接口使用时,是一个准双向口, 此时转换开关 MUX倒向左边, 输出极与锁存器相连, 引脚可作 为用户 I/O 口线使用,输入 / 输出操作与 P1口完全相同, P2 口做地址总线使用；P3口（P3.0P3.7 ,1017 脚）双功能口：

13、P3 口做通用 I/O 接口使用,输 出功能掌握线为高电平, 与非门的输出取决于锁存器的状态,此时锁存器 Q端的 状态与其引脚状态是一样的；P3口也可作为 AT89C51的一些特别功能口使用如：P3.0 RXD（串行输入口）；6 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -P3.1 TXD（串行输出口）；P3.2 /INT0 （外部中断 0）；P3.3 /INT1 （外部中断 1）；P3.4 T0 （记时

14、器 0 外部输入）；P3.5 T1 （记时器 1 外部输入）；P3.6 /WR（外部数据储备器写选通） ；P3.7 /RD （外部数据储备器读选通） ；3.2 单片机型号的挑选通过对多种单片机性能的分析, 最终认为 89C51是最抱负的电子时钟开发芯 片；89C51是一种带 4K字节闪耀可编程可擦除只读储备器的低电压,高性能 CMOS8 位微处理器, 器件采纳 ATMEL高密度非易失储备器制造技术制造,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和闪耀储备器组合在单个芯片中, ATMEL的 89C51是一种高效微掌握器,而且它与 MCS-51兼容,且具有 4K字节

15、可编程闪耀储备器和 是最好的挑选；3.3 数码管显示工作原理1000 写/ 擦循环,数据保留时间为 10 年等特点,数码管是一种把多个 LED显示段集成在一起的显示设备； 有两种类型, 一种是共阳型, 一种是共阴型； 共阳型就是把多个 LED显示段的阳极接在一起, 又称为公共端； 共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起, 即为公共商； 阳极即为二极管的正极,又称为正极,阴极即为二极管的负极,又称为负极；通常的数 码管又分为 8 段,即 8 个 LED显示段,这是为工程应用便利如设计的, 分别为 A、B、C、D、E、F、G、DP,其中 DP 是小数点位段；7 细心整理归纳 精选学习资料 -

16、- - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4 程序设计4.1 主程序模块介绍主程序主要完成一般运行时,循环显示时间的 24 小时；4.2 主程序 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit P1_7 =P17; sbit P1_6 =P16; typedef struct uchar hour; uchar minute; uchar seco

17、nd; time; time now=0,0,0; uchar code num_tab1=0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04; uchar code num_tab2=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90; /8 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -共阳极显示 uchar state=0; uchar coun

18、t=100; uchar flag=0; / 调整时间 / 定时的标志 uchar recount=0; uchar recount1=0; void delayuint time1 /延时子程序 int i; int k; fori=0;itime1;i+ fork=0;k100;k+; void displaytime disnum /显示子程序 int hour_shi,hour_ge,min_shi,min_ge,sec_shi,sec_ge,i; int num6=0,0,0,0,0,0; hour_shi=disnum.hour/10; hour_ge=disnum.hour%10

19、; 9 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - min_shi=disnum.minute/10; min_ge=disnum.minute%10; sec_shi=disnum.second/10; sec_ge=disnum.second%10; num0=hour_shi; num1=hour_ge; num2=min_shi; num3=min_ge; num4=sec_shi; num5=

20、sec_ge; fori=0;i6;i+ P2=num_tab1i; P0=num_tab2numi; delay1; void display_1uchar wei,uchar k / 显示子程序 1 uchar wei1,wei2; 10 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - wei1=wei/10; wei2=wei%10; P2=num_tab1k; P0=num_tab2wei1; d

21、elay1; P2=num_tab1k+1; P0=num_tab2wei2; delay1; void interrupt_initvoid EA=0; TMOD=0x01; TH0=0xd8; TL0=0xf0; IT0=1; ET0=1; EX0=1; EA=1; TR0=1; 11 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - ifrecount.=0 P1_7=P1_7; recount-;

22、else P1_7=0; ifrecount1.=0 P1_6=P1_6; recount1-; else P1_6=0; else count-; 12 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - void mainvoid uchar j=0; flag=0; interrupt_init; /中断初始化P1_6=0; P1_7=0; while1 switchstate case 0: disp

23、laynow;break; case 1: display_1now.hour,0;break; case 2: display_1now.minute,2;break; case 3: display_1now.second,4;break; 13 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 5 仿真调试5.1 KeiL 调试（1）在 Windows下运行 Keil Visiion3 软件,进入 K

24、eil Visiion3 开发环境；（2）在 Keil Visiion3 挑选 Project/New Preject 项目；5.2 仿真结果分析 ,建立一个新的工程功能太过单调, 只能实现时分秒的显示, 设计比较简洁； 电路图的设计过于单调,用的器件太少, 实现调剂时间的按钮太少, 不能很好的实现时间的调剂；在测试过程中,六位数码显示管只显示五位数字,有一位数字不亮, 通过多次的修改程序并在 PROTEUS软件环境中进行仿真, 最终解决了这个问题, 同时也透露出本人在单片机电路设计和程序设计方面的不足；不过最终的仿真成效特别好, 实现了预期的成效, 能过通过多功能掌握键调剂时间和是否进入省电模式,是一个比较令人中意的14 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 14 页 - - - - - - - - -