以AT89S51单片机为核心的数字电子钟控制器.doc

一、设计题目： 设计一个以AT89S51单片机为核心的数字电子钟控制器，实现电子钟的时间、日期交替显示、闹钟功能，并可通过按钮开关或键盘切换显示内容、调整参数、设置闹钟，在单片机实验板上模拟调试实现控制器的功能。 二、设计目的: 通过单片机应用产品的设计与调试过程，巩固课程所学理论知识，初步了解单片机应用系统设计与调试的方法。 三、设计要求: 1．开机自检，检查相关接口及数码管显示器、指示灯、蜂鸣器等外设是否正常。 2．8位数码管显示器平常以一定的时间间隔、合适的格式显示时间和日期信息，时间显示时、分、秒；日期显示年（2000~2099）、月、日；设置闹钟功能时显示时、分、开/关状态。 3．可通过按键设定时间、日期、闹钟等参数、手动切换显示。按键可用独立式按键或行列式键盘实现。设定参数过程有合适的方式指示当前可修改的内容。 4．对开关量输入进行软件消抖动处理，参数的设定有容错处理，如：小时不能超过23，日期中每月最大天数、闰年等。 5．用Protel设计可实现上述功能的控制器的原理图（最小应用系统）。 四、总体方案设计及说明: 本设计电子时钟系统，主控芯片采用AT89S51芯片。配合软件延时实现时、分、秒的计时。本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时，通过定时器定时中断，使时间缓存单元数据加一，提供系统时间。同时可以通过独立键盘对电子时钟开始计时，暂停计时和结束计时的控制。单片机内的数据通过并行I/O接口输入输出。并驱动八位LED数码管(时、分、秒分别用2位数码管显示)，动态显示数据。晶振及复位电路为单片机提供工作脉冲及复位信号。 五、系统资源分配说明: 接口电路逻辑图： 使用定时计数器0，TMOD设置为0x01；晶振频率11.0592MHz下，定时50ms的计数初值经过计算为4c00H（2^16-46080=4c00H），TH0设置为0x4c，TL0设置为0x00。 五、软件流程图及说明: 1.闹钟显示 闹钟显示子程序，8个数码管显示已经设置好的闹钟时间，进行按键扫描，判断有没有按键，若有就去执行相应的功能，日期显示子程序和时间显示子程序和闹钟显示子程序类似。 2.键盘子程序 按键扫描： 功能扫描： 3.中断子程序 六、系统功能与操作说明: 数字时钟能显示实时时间（HH-MM-SS）、日期（20YY.MM.DD）于LED数码管，并可以修改时间、日期。可以设置闹钟，时间到时，蜂鸣器会响起。按切换键可以在时间、日期、闹钟时间中切换。时间、日期、闹钟时间可调，按外部中断键时间暂停，进入时间、日期、闹钟时间设置，此时可以矩阵键盘输入时间日期，输入完后确认键时间按照设置的值接着走。 键盘用行列式键盘，按键定义如下图所示。主要的按键有： （1）数字键“0”~“9”，用于设置时输入时间和日期，正常工作时无效。 （2）“时间设置”、“日期设置”、“闹钟设置”，用于进入相应功能的设置状态。 （3）“闹钟开关”在闹钟设置状态时，用于设置闹钟开或关，正常工作时，用于手动关闹铃的声音。 （4）“确认”用于设置参数的确认，并检查参数是否合理，如果符合要求，则参数有效；否则本次修改无效，保持原值。正常工作情况下按该键无操作。 （5）“显示切换”用于正常工作时手动切换时间、日期的显示。 七、调试记录: 1、确定课程设计课题为数字电子钟，并查找相关资料。 2、熟悉实验板数码管、两个8255、键盘、LED等硬件资源的使用，弄清楚其对应的地址。 3、调试出可以扫描矩阵键盘输入的数的程序，并在数码管上显示出来当前按下的键值。 4、调试出可以显示时分秒和日期的时钟程序，并可以通过4个按键进行控制（分别为进入\退出时间设置、时增1、分增1、秒增1），并可以切换时间和日期。 5、调试闹钟的显示和设置程序，时间到了所设置的时间时蜂鸣器响起。 6、时间可以走，但只能通过在程序中给对应时间日期字节地址预先设置初始值，时钟根据该初始时间接着走，不能通过矩阵键盘输入时间日期。最后查阅资料并询问同学终于解决了这个问题。 7、对整个程序做进一步优化处理，使其更稳定，修改其中的一些瑕疵，加上注释，方便以后读程序。 八、实验设计总结: 通过努力终于设计出一个以AT89S51单片机为核心的数字电子钟控制器，实现电子钟的时间、日期交替显示、闹钟功能，并可通过按钮开关或键盘切换显示内容、调整参数、设置闹钟。 这次实验我收获了许多，得到了许多书本上学不到的知识。 1、单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题： （1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理； （2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接