完整word版带闹钟的智能电子时钟单片机课程设计.docx
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完整word版带闹钟的智能电子时钟单片机课程设计
微处理器综合设计实践报告
题目：
智能电子时钟的设计
院系：
电子与信息工程学院
专业：
电子科学与技术年级
姓名：
学号：
指导老师：
一、课程设计目的：
综合应用所学的微处理器原理，汇编语言及相关硬件知识，设计一个具有一定功能的电路。
熟练掌握仿真器和编程器的使用。
二、课程设计要求：
在面包板上搭建好硬件电路。
以单片机为核心器件，组成一个电子时钟系统。
系统显示用4位7段LED显示器，显示当前时间的小时和分。
能够通过按键实现对当前时间的调整，系统时间到整点后能够通过蜂鸣器报时，时间为1s；能通过按键设置闹钟时间，闹钟时间到后，通过蜂鸣器报时。
三、系统组成与工作原理：
1、电路原理图
2、工作原理
（1）设计原理及思路
本课程设计要求以AT89C52单片机为核心器件，组成一个电子时钟系统。
我们可以利用单片机自带的定时器功能来进行定时，再通过一些软件编程来构造出一个时钟，同时也可以利用软件的编程来实现所要求的其他功能。
通过四个按键开关来控制电子时钟的工作模式。
KEY1、KEY2分别对应时钟的调时和调分。
KEY3可以设置闹钟，进入闹钟模式后，KEY1、KEY2将转变成闹钟的调时和调分键。
此外，当按下KEY4就可以进入秒表模式，进入秒表模式以后，KEY1可以控制秒表的开始于暂停，KEY2可以对秒表清零，再次按下KEY4键便退出秒表模式。
程序运行时主程序一直在循环查询各按键的状态，并将当前时间与闹钟设定时间不断进行比较，如果时间相同则响铃，同时通过动态显示的方式将相应的时间显示在数码管显示器上。
与此同时，整个过程中时钟的时间都是由单片机的定时器进行计时的。
单片机的P0口负责输出段码，P2.0~P2.3对应四个数码管的位选端，分别为数码管1号、2号、3号、4号（由右至左编号）；P1.0对应蜂鸣器；P2.4~P2.7对应四个按键4、3、2、1（由上至下编号）。
各个分电路：
a.蜂鸣器电路
当P1.0为低电平时，三极管导通，蜂鸣器开始工作
b.上电复位电路
在通电瞬间，电容C通过电阻R20充电，RST端出现正脉冲，用以复位。
只要接通电源就完成了系统的复位初始化。
c.振荡电路
此处晶振为12MHz，提供单片机的时钟频率。
晶振频率越高，单片机运行速度越快。
d.数码管显示电路
P0口连接上拉电阻（排阻），用万用表测试得数码管为共阳极。
当P2.3~P2.0口输出低电平时，三极管导通，所对应的数码管显示；因为共阳极，所以P0口为低电平的端口所对应的段码显示。
e.按键电路
当按键没有按下时，P2.4~P2.7为高电平，若按下则变低电平。
（2）所用存储单元
31H——时钟分的个位3AH——时钟分的个位的段码
32H——时钟分的十位3BH——时钟分的十位的段码
33H——时钟时的个位3CH——时钟时的个位的段码
34H——时钟时的十位3DH——时钟时的十位的段码
41H——闹钟分的个位4AH——闹钟分的个位的段码
42H——闹钟分的十位4BH——闹钟分的十位的段码
43H——闹钟时的个位4CH——闹钟时的个位的段码
44H——闹钟时的十位4DH——闹钟时的个位的段码
51H~54H分别存放着秒表模式下1~4号管要显示的数字
5AH~5DH分别存放着秒表模式下1~4号管要显示的数字的段码
其中，1号管——秒的十分位
2号管——秒的个位
3号管——秒的十位
4号管——分的个位
R7的初值为20，控制定时器T0的中断次数，T0中断1次定时50ms，20次定时1s；
R0用来记录秒；
（3）总流程图
（4）“当前时间调时”子程序流程图
（5）“当前时间调分”子程序流程图
（6）“闹钟时间设置”子程序流程图
（7）“闹钟工作”子程序流程图
（8）“秒表”子程序流程图
（9）“数码管显示”子程序流程图
四、总结
因为平时对于电路设计这方面的训练比较少，电路也是自己最薄弱的地方。
因此，在第一天拿到器件以后完全没有方向，不知道从哪里开始设计。
后来通过自己上网搜索资料，逐渐摸索出了思路，最终完成了电路的设计。
电路设计完之后，在面包板上搭建也让我犯了难。
什么器件应该放在哪个位置，这么放插孔够不够用，这么放连线方不方便成了我一直头疼的问题。
后来通过观察上一届学长的面包板和同学的讨论，终于搭好了板子。
但是因为对于面包板不熟悉，搭小灯泡时，把它的两个引脚插在了联通的两个孔里，导致小灯泡一直不亮；插按键的时候也是，没有搞清楚按键和面包板的构造，把按键的两边引脚都插在联通的一排里，导致后面在验证的时候出现了数码管一直不亮的问题，后来经过老师的指导，解决了这个问题。
软件的编写可能是最困难的一个部分了。
虽然之前有做过单片机实验，写过代码，但是，实验的代码非常简短，实现的功能很简单。
这次因为要实现很多功能，一开始我想偷懒，直接写了代码。
这样就导致了我的思路不成熟，运行下来有很多地方都是错误的。
因此我才意识到，直接写代码是不可能的，要先画流程图理清思路。
在我画完流程图以后，再会过去看我原来的代码，才知道有多么的混乱。
后来经过我分模块的编写，最后把它们汇总到一起，构成了最后的代码,开始调试。
首先，我先在WAVE软件里写了一个最小系统的代码，再通过wellon软件，烧制到AT89C52单片机上，对最小系统进行测试。
测试时发现小灯和蜂鸣器都没有正常的工作。
因为当时刚刚开始，并不知道该如何调试，就马上叫老师了，老师发现小灯的两个引脚插在了联通的两个孔里，才导致了不亮。
当我把小灯的引脚插在其他地方时，灯就亮了。
至于蜂鸣器不响的问题，我用万用表测试了蜂鸣器周围的所有电路发现都是正确的，测试蜂鸣器两端的电压，发现也是有电压差的，我的代码又没有问题，一时不知道怎么办才好。
后来，我又连接电源，让电路运行了一次，发现其实蜂鸣器是发出声音的，只是很微弱以至于我们都把它忽略了。
然后我就想是不是因为蜂鸣器两端电压太小导致的。
于是，我就把和蜂鸣器相连接的电阻拿掉了，终于蜂鸣器也响了。
最小系统测试完成。
后来，老师教我们使用了仿真器，这让整个调试过程变得方便了许多。
当我把整个代码都编译到仿真器里面时，板子上的数码管没有任何反应，但是换成同学的板子就可以显示，这让我觉得很不可思议。
当我又写了段测试数码管的程序，让它显示的时候，数码管也是可以正确显示的。
我实在想不出办法，决定单步运行，看看到底哪里出现了问题。
但是我单步运行了几次，都没有发现哪里有问题，于是只能求助于老师。
老师通过设断点的方法发现，我的按键完全没有实现它的功能，于是就询问我怎么安装的按键，这才找出了原因，原来我的按键的安装方向错了。
在改正了之后，我的数码管就能正常的显示了。
数码管显示之后，我发现我的闹钟到了指定时间不会响，然后我仔细再看了我的代码，发现虽然写了闹铃的子程序，但是在主程序里面并没有调用，这才导致了闹钟不响。
在有加了一句调用语句以后，闹钟就能正常工作了。
当我把前一天调试好的程序第二天再用仿真器进行测试时，发现蜂鸣器只要一通电就响了，完全不受程序的控制。
为什么我程序一点都没改过但是再次验证又失败了呢？
我又拿了同学的板子做测试，发现她跟我是一样的问题，于是我就想会不会是仿真器的问题。
于是，我又拿了另一个仿真器测试了一下，发现程序是正常运行的；我又把蜂鸣器接在了第一个仿真器的P3口进行实验，发现程序也是正常运行的。
因此，我认为是第一个仿真器的P1口坏了。
通过这次课程设计，我对单片机有了更加深刻的认识，体会到了单片机的强大。
同时，从设计电路图到最后的验证成功，在这整个过程中遇到了很多的问题，当遇到问题时我认为最重要的还是冷静下来自己思考，仔细的检查。
因为很多的问题的出现大部分程度上是因为自己的不仔细。
一个地方的出错可能就导致了整个数码管的不显示，整个程序的实现不了功能。
当出现了问题时，应该自己默默地看代码，仔仔细细地观察，看看到底哪里出现了问题，因为自己的代码只有自己知道具体哪里是干什么的，自己检查出来错误才会有成就感。
总之，通过这次课程设计，我学习到了很多，也意识到了自己在动手方面的不足，希望在以后的学习中能改正这一缺点。
五、附程序清单
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG000BH
LJMPTIME;时钟程序
ORG001BH
LJMPIT1P;IT1P用于秒表计时
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H;堆栈指针初始化
MOVIE,#8AH;允许T0和T1中断
MOVTMOD,#11H;T0和T1均工作在方式1
MOVTL0,#0B0H;给T0装初值，中断一次定时50ms
MOVTH0,#3CH
MOVR0,#0;用R0记录秒
MOVR7,#20;中断20次，定时1s
MOV31H,#00H;时间初始化，显示器显示：
00:
00
MOV32H,#00H
MOV33H,#00H
MOV34H,#00H
MOV3AH,#0C0H
MOV3BH,#0C0H
MOV3CH,#0C0H
MOV3DH,#0C0H
MOV41H,#00H;闹钟初始化,定在00:
00时刻
MOV42H,#00H
MOV43H,#00H
MOV44H,#00H
MOV4AH,#0C0H
MOV4BH,#0C0H
MOV4CH,#0C0H
MOV4DH,#0C0H
MOVDPTR,#TAB;段码表首地址传给DPTR
SETBP1.0
SETBTR0
START1:
JBP2.7,NEXT1;按键1调时
LCALLDEL1;调用延时程序，消除按键抖动
JBP2.7,NEXT1
JNBP2.7,$;等待按键弹开
LCALLKEY1
NEXT1:
JBP2.6,NEXT2;按键2调分
LCALLDEL1
JBP2.6,NEXT2
JNBP2.6,$
LCALLKEY2
NEXT2:
JBP2.5,NEXT3;按键3设置闹钟
LCALLDEL1
JBP2.5,NEXT3
JNBP2.5,$
LCALLKEY3
NEXT3:
LCALLNAOZHONG;闹钟响铃程序，当前时间与闹钟时间相同则响铃
JBP2.4,DSPLY1;按键4秒表
LCALLDEL1
JBP2.4,DSPLY1
JNBP2.4,$
LCALLKEY4
DSPLY1:
;显示时间
MOVP2,#0FEH;1号管显示分的个位
MOVP0,3AH
LCALLDEL2
MOVP2,#0FDH;2号管显示分的十位
MOVP0,3BH
LCALLDEL2
MOVP2,#0FBH;3号管显示时的个位
MOVP0,3CH
CLRP0.7;点亮3号管后的小数点，区别时和分
LCALLDEL2
MOVP2,#0F7H;4号管显示时的十位
MOVP0,3DH
LCALLDEL2
LJMPSTART1
TIME:
;时钟程序
DJNZR7,LOOP1
MOVR7,#20
INCR0
CJNER0,#60,LOOP1
MOVR0,#00H
INC31H
MOVR1,31H
CJNER1,#10,TABLP1
MOV31H,#00H
INC32H
MOVR1,32H
CJNER1,#6,TABLP1
MOV32H,#00H
LCALLBAOSHI
INC33H
MOVR1,33H
MOVR2,34H
CJNER2,#2,LOOP2;判断时的十位是否为2，若不是跳转到LOOP2
CJNER1,#4,TABLP1;接着判断时的个位是否为4，若不是查表获取段码
MOV33H,#00H;若为24时，则将时的个位和十位清零
MOV34H,#00H
SJMPTABLP1
LOOP2:
CJNER1,#10,TABLP1
MOV33H,#00H
INC34H
TABLP1:
MOVA,31H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3AH,A;分的个位的段码
MOVA,32H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3BH,A;分的十位的段码
MOVA,33H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3CH,A;时的个位的段码
MOVA,34H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3DH,A;时的十位的段码
LOOP1:
MOVTL0,#0B0H;给T0重装初值
MOVTH0,#3CH
RETI
DEL1:
;按键去抖延时程序（约10ms）
MOVR6,#20
DEL11:
MOVR5,#248
DJNZR5,$
DJNZR6,DEL11
RET
DEL2:
;动态显示延时程序（约5ms）
MOV2CH,#10
DEL21:
MOV2BH,#248
DJNZ2BH,$
DJNZ2CH,DEL21
RET
KEY2:
;调分程序
MOVR0,#0;秒清零，使校时更加精准
MOVR7,#20
INC31H;分的个位增1
MOVR1,31H
CJNER1,#10,TABLP2
MOV31H,#00H
INC32H
MOVR1,32H
CJNER1,#6,TABLP2
MOV32H,#00H
TABLP2:
MOVA,31H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3AH,A;时钟分的个位的段码
MOVA,32H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3BH,A;时钟分的十位的段码
RET
KEY1:
;调时程序
INC33H;时的个位增1
MOVR1,33H
MOVR2,34H
CJNER2,#2,LOOP3
CJNER1,#4,TABLP3
MOV33H,#00H
MOV34H,#00H
AJMPTABLP3
LOOP3:
CJNER1,#10,TABLP3
MOV33H,#00H
INC34H
TABLP3:
MOVA,33H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3CH,A;时的个位的段码
MOVA,34H
MOVCA,@A+DPTR
MOV3DH,A;时的十位的段码
RET
KEY3:
;闹钟设置程序
START2:
JBP2.5,NEXT4;判断是否完成闹钟设置
LCALLDEL1
JBP2.5,NEXT4
JNBP2.5,$
LJMPEXIT1
NEXT4:
JBP2.7,NEXT5;按键1闹钟调时
LCALLDEL1
JBP2.7,NEXT5
JNBP2.7,$
LCALLAKEY1
NEXT5:
JBP2.6,DSPLY2;按键2闹钟调分
LCALLDEL1
JBP2.6,DSPLY2
JNBP2.6,$
LCALLAKEY2
DSPLY2:
MOVP2,#0FEH;1号管显示闹钟分的个位
MOVP0,4AH
CLRP0.7;点亮1号管后面的小数点，区分时钟和闹钟
LCALLDEL2
MOVP2,#0FDH;2号管显示闹钟分的十位
MOVP0,4BH
LCALLDEL2
MOVP2,#0FBH;3号管显示闹钟时的个位
MOVP0,4CH
CLRP0.7;点亮3号管后面的小数点，区别时和分
LCALLDEL2
MOVP2,#0F7H;4号管显示闹钟时的十位
MOVP0,4DH
LCALLDEL2
LJMPSTART2
EXIT1:
RET
AKEY2:
;闹钟调分程序
INC41H
MOVR3,41H
CJNER3,#10,TABLP4
MOV41H,#00H
INC42H
MOVR3,42H
CJNER3,#6,TABLP4
MOV42H,#00H
TABLP4:
MOVA,41H
MOVCA,@A+DPTR
MOV4AH,A;闹钟分的个位的段码
MOVA,42H
MOVCA,@A+DPTR
MOV4BH,A;闹钟分的十位的段码
RET
AKEY1:
;闹钟调时程序
INC43H
MOVR3,43H
MOVR4,44H
CJNER4,#2,LOOP4
CJNER3,#4,TABLP5
MOV43H,#00H
MOV44H,#00H
AJMPTABLP5
LOOP4:
CJNER3,#10,TABLP5
MOV43H,#00H
INC44H
TABLP5:
MOVA,43H
MOVCA,@A+DPTR
MOV4CH,A;闹钟时的个位的段码
MOVA,44H
MOVCA,@A+DPTR
MOV4DH,A;闹钟时的十位的段码
RET
NAOZHONG:
;闹钟响铃程序
MOVA,31H;当前时间与闹钟设定时间相同则响铃
CJNEA,41H,OFF
MOVA,32H
CJNEA,42H,OFF
MOVA,33H
CJNEA,43H,OFF
MOVA,34H
CJNEA,44H,OFF
CLRP1.0
AJMPON
OFF:
SETBP1.0
ON:
RET
KEY4:
;秒表程序
MOV51H,#00H;秒的十分位
MOV52H,#00H;秒的个位
MOV53H,#00H;秒的十位
MOV54H,#00H;分的个位
MOV5AH,#0C0H;秒表初始化，显示器显示：
0:
00.0
MOV5BH,#0C0H
MOV5CH,#0C0H
MOV5DH,#0C0H
MOVTL1,#0B0H;T1装初值，中断一次计时50ms
MOVTH1,#3CH
MOVR4,#2;中断两次，定时0.1s
SETBPT1;设T1为高优先级中断
CLRTR1
START3:
JBP2.4,NEXT6;判断是否退出秒表模式
LCALLDEL1
JBP2.4,NEXT6
JNBP2.4,$
LJMPEXIT2
NEXT6:
JBP2.7,NEXT7;秒表开始/暂停
LCALLDEL1
JBP2.7,NEXT7
JNBP2.7,$
CPLTR1
NEXT7:
JBP2.6,DSPLY3;秒表清零
LCALLDEL1
JBP2.6,DSPLY3
JNBP2.6,$
CLRTR1
MOV51H,#00H
MOV52H,#00H
MOV53H,#00H
MOV54H,#00H
MOV5AH,#0C0H
MOV5BH,#0C0H
MOV5CH,#0C0H
MOV5DH,#0C0H
MOVTL1,#0B0H
MOVTH1,#3CH
MOVR4,#2
DSPLY3:
MOVP2,#0FEH;1号管显示秒的十分位
MOVP0,5AH
LCALLDEL2
MOVP2,#0FDH;2号管显示秒的个位
MOVP0,5BH
CLRP0.7;点亮2号管后面的小数点，区别秒的个位和十分位
LCALLDEL2
MOVP2,#0FBH;3号管显示秒的十位
MOVP0,5CH
LCALLDEL2
MOVP2,#0F7H;4号管显示分的个位
MOVP0,5DH
CLRP0.7;点亮4号管后面的小数点，区别分和秒
LCALLDEL2
LJMPSTART3
EXIT2:
CLRPT1
RET
IT1P:
;T1的中断服务子程序
DJNZR4,NEXT8
MOVR4,#2
INC51H;秒的十分位增1
MOVR3,51H
CJNER3,#10,TABLP6
MOV51H,#00H
INC52H;秒的个位增1
MOVR3,52H
CJNER3,#10,TABLP6
MOV52H,#00H
INC53H;秒的十位增1
MOVR3,53H
CJNER3,#6,TABLP6
MOV53H,#00H
INC54H;分的个位增1
MOVR3,54H
CJNER3,#10,TABLP6
MOV54H,#00H
TABLP6:
MOVA,51H
MOVCA,@A+DPTR
MOV5AH,A;秒的十分位的段码
MOVA,52H
MOVCA,@A+DPTR
MOV5BH,A;秒的个位的段码
MOVA,53H
MOVCA,@A+DPTR
MOV5CH,A;秒的十位的段码
MOVA,54H
MOVCA,@A+DPTR
MOV5DH,A;分的个位的段码
NEXT8:
MOVTL1,#0B0H;给T1重装初值
MOVTH1,#3CH
EXIT3:
RETI
BAOSHI:
;整点报时程序
CLRP1.0
LCALLDEL1S
SETBP1.0
RETURN:
RET
DEL1S:
MOV2FH,#10
DE1:
MOV2EH,#200
DE2:
MOV2DH,#250
DJNZ2DH,$
DJNZ2EH,DE2
DJNZ2FH,DE1
RET
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H;数字0~9的断码
END
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