[课程设计]基于51单片机的数字时钟.doc

毕 业 设 计 论 文 一 摘要 单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是 集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业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。 二 说明 系统由AT89C51、LED数码管、按键、发光二极管等部分构成，能实现时间的调整、定 时时间的设定，输出等功能。系统的功能选择由SB0、SB1、SB2、SB3、SB4完成。其中SB0为时间校对，定时器调整功能键，按SB 0进入调整状态。SB1为功能切换键。第一轮按动SB1依次进入一路、二路、三路定时时间设置提示程序，按SB3进入各路定时调整状态。定时时间到，二极管发亮。到了关断时间后灭掉。如果不进入继续按SB1键，依次进入时间 年? 位校对、? 月? 位校对、 ? 日? 位校对、? 时? 位校对、? 分? 位校对、? 秒? 位 校对状态。不管是进入那种状态，按动SB2皆可以使被调整位进行不进位增量加1变化。各预置量设置完成后，系统将所有的设置存入RAM中，按SB1退出调整状态。上电后，系统自动进入计时状态，起始于? 00? 时? 00? 分。SB4为年月日显示转换键，可使原来显示时分秒转换显示年月日。 三、电路原理分析 1. 显示原理 电原理图见附图1。由6个共阴极的数码管组成时、分、秒的显示。P0口的8条数据线 P0.0至P0.7分别与两个CD4511译码的ABCD口相接，P2口的P2.0至P2.2分别通过电阻 R10至R13与VT1至VT3的基极相连接。这样通过P0口送出一个存储单元的高位、低位BCD显示代码，通过P2口送出扫描选通代码轮流点亮LED1至LED6，就会将要显示的数据在数码管中显示出来。从P0口输出的代码是BCD码，从P2口输出的就是位选码。这是扫描显示原理。 。 2键盘及读数原理 键盘是人与微机打交道的主要设备，按键的读取容易引起误动作。可采用软件去抖动的方法处理，软件的触点在闭合和断开的时候会产生抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不采取妥善处理的话，将引起按键命令错误或重复执行，在这里采用软件延时的方法来避开抖动，延时时间20ms. 3连击功能的实现 按下某键时，对应的功能键解释程序得到执行，如操作者没有释放按键，则对应的功能会反复执行，好象连续执行，在这里我们采用软件延时250ms,当按键没释放则执行下一条对应程序。利用连击功能，能实现快速调时操作。 四、程序设计思想和相关指令介绍 本系统的主程序主要完成时间显示和定时输出判断功能。而年月日显示和各时间单元进位，时间设定时，调定时间设定时等功能全部在中断服务程序中完成。 1．数据与代码转换。 由前述可知，从P2口输出位选码，从P0口输出段选码，LED就会显示出数字来。但P0 口的输出的数据是要BCD码，各存储单元存储的是二进制数，也就是和要显示出的字符表达 的含义是不一致的。可见，将要显示的存储单元的数据直接送到P0口去驱动LED数码管显示是不能正确表达的，必须在系统内部将要显示的数据经过BCD码行转换后，将各个单元数据的段选代码送入P0口，给CD4511译码后去驱动数码管显示。具体转换过程如下： 我们先将要显示的数据装入累加器A中，再将A中的数据转换成高低两位的BCD码， 再放回A中，然后将A中的值输出。如：有一个单元存储了45这样一位数，则需转换成四 位的BCD码：（0100）（0101）然后放入A中。 A中BCD码，高位四位代表?4?低四位代 表?5?同时送给两个译码器中，译码后? 45? 字就在两个LED中显示出来。 2．计时功能的实现与中断服务程序 时间的运行依靠定时中断子程序对时钟单元数值进位调整来实现的。计数器T0打开后， 进入计时，满100毫秒后，重装定时。中断一次，满一秒后秒进位，满60秒后即为1分钟， 分钟单元进位，60分到了后，时单元进位，24小时满后，天单元进位。这样然后根据进率， 得到年、月、日、时、分、秒存储单元的值，并经译码后，通过扫描程序送LED中显示出来，实现时钟计时功能。累加是用指令INC来实现的。进入中断服务程序以后，执行PUSH PSW和PUSH A将程序状态寄存器PSW的内容和累加器A中的数据保存起来，这便是所谓的? 保护现场? . 以保护现场和恢复现场时存取关键数据的存储区叫做堆栈。在软件的控制之下，堆栈可在片内RAM中的任一区间设定，而堆栈的数据存取与一般的RAM存取又有区别，对它的操作，要遵循? 后进先出? 的原则。 3时间控制功能与比较指令 系统的另一功能就是实现对执行设备的定时开关控制，其主要控制思想是这样的：先 将