时钟计时器课程设计.doc

题 目：时钟计时器的设计 姓 名： 学 号： 专 业：电气工程及其自动化 指导老师：周令 设计时间：2011年4月 目 录 1. 引 言 1 1.1. 设计意义 1 1.2. 系统功能要求 1 2. 方案设计 1 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 1 2.2. 硬件系统的总体设计框图 2 3. 硬件设计 2 4. 软件设计 3 4.1. 主程序 3 4.2. 显示子程序 4 4.3. 定时器T0中断服务程序 4 4.4. 定时器T1中断服务程序 5 4.5. 调时功能程序 6 4.6. 秒表功能程序 6 4.7. 闹钟时间设定功能程序 6 5. 调试及性能分析 7 5.1. 硬件调试 7 5.2. 软件调试 7 5.3. 性能分析 8 6. 设计总结 8 7. 附 录A：汇编源程序 9 8. 附录B：作品实物图片 26 9. 参考文献 27 时钟计时器的设计 引 言 设计意义 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字时钟计时器，本数字时钟计时器，可以显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字时钟计时器就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字时钟计时器与传统的计时器相比，具有读数方便，操作简单，计时精准，还能实现整点提醒，定时提醒等功能。其输出时间采用数字显示，主要用于对时间要求精度高的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89C52，用6位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现数字显示功能,能准确达到以上要求。 系统功能要求 用单片机及6位LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 方案设计 数字时钟计时器设计方案论证 为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些，又考虑到时钟显示只有6位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的显示。 单片机采用易购的AT89C52系列，这种单片机具有足够的空余硬件资源，可以实现其他的扩充功能。如果考虑使用电池供电，则可采用LV系列单片机。 硬件系统的总体设计框图 时钟计时器硬件系统的总体设计方框图如图2-1所示，控制器采用单片机AT89C52，数字输出采用6位共阳极LED数码管以动态扫描法实现数字显示。 图2-1 硬件系统的总体设计方框图 硬件设计 时钟计时器的硬件电路如图2.2所示。该电路采用AT89C52单片机最小化应用设计，采用共阳7段LED显示器，P0口段码数据，P2.0~P2.5口作列扫描输出，P1.0,P1.1,P1.2,P1.3口接4个按钮开关，用于调时及功能设置，P1.7端口接5V的小蜂鸣器，用于按键发音及定时提醒、整点到时提醒等，为了提供共阳LED数码管的列扫描驱动电压，用三极管9012做电源驱动输出，采用12MHZ晶振，可提高秒计时的精确性。 图3-1 时钟计时器的硬件电路 软件设计 主程序 本设计中计时采用定时器T0中断完成，秒表使用定时器T1中断完成。主程序循环调用显示子程序和查键子程序，当端口有开关按下时，转入相应功能程序。其主程序执行流程如图2.3所示。 图4-1 主程序流程图 显示子程序 时间显示子程序每次显示6个连续内存单元的十进制BCD码数据，首地址在调用显示程序时先指定。 内存中50H~55H为闹钟定时单元，60H~66H为秒表计时单元，70H~75H为时钟显示单元。由于采用7段共阳极LED数码管动态扫描实现数据显示，所以显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。 显示时，先取出内存地址中的数据，然后查得对应的显示用段码从P0口输出，P2口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。为了显示小数点及“—”、“A”等特殊字符，在显示班级和计时时应