毕业设计单片机电子时钟设计Word文档格式.docx
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确定变成结构和思路
综合各程序完成整体程序
编辑各个程序模块
用Proteus画出电路图
调试程序，进行修改
对仿真中出现的问题进行改正
画出仿真图进行仿真
准备器件、搭接电路
仿真成功
软硬件结合，完成任务书要求
验证硬件电路
成功
进行扩展
图整体设计思路
针对要实现的功能，拟采用AT89C51单片机进行设计，AT89C51单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。
如此，既能做到经济合理又能实现预期的功能。
在程序方面，采用分块设计的方式，如此既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。
程序可分为闹钟的声音程序、显示程序、闹钟显示程序、调时显示、按时程序。
运用这种方式，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。
3主要元件的利用方式
下面就本次设计顶用到的主要元件的所有功能进行简单的介绍，包括AT89C51单片机、74LS07芯片、和数码管的特性和用法。
AT89C51单片机：
单片机的结构如下：
图单片机引脚图
在使历时VCC接电源电压，GND接地。
P0，P1，P2，P3可作为输入或输出端口，RST是复位输入，接复位电路。
XTAL1和XTAL2接复位电路。
这些能够在硬件设计部份表现出来。
7407驱动器
7407是集电极开路六正相高压驱动器，引脚1入2出，3进4出，5进6出，9进8出，11进10出，13进12出，7接地，14接高电平。
7407引脚图：
图7407引脚图
g
f
a
b
e
d
dp
c
8
7
10
9
6
1
2
3
4
5
数码管：
图数码管
利用共阴极数码管时将6个数码管按相同功能连接起来，3与8相连，当选通端所接管脚为低电平时该数码管选通。
单片机的P2口作为选通端，连接各数码管的3、8引脚轮流显示，连接时要加7407和上拉电阻。
单片机的P1口作为功能段，通高电平的引脚会使相应段亮起，一样的也要与7407和电阻连接利用。
4电路设计
整体设计
这次设计主如果应用单片机来设计电子时钟，硬件部份主要分以下电路模块：
显示电路用六个数码管别离显示小时（年份）、分钟（月份）和秒（日），通过动态扫描进行显示，从而避免了译码器的利用，使电路加倍简单。
单片机采用AT89C51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。
电路的整体设计框架如下：
单片机
输入部分
晶振和复位
输出部分
图电路模块图
分块设计
这部份介绍各模块电路的设计方式和功效，主要分为：
输入部份、输出部份、复位和晶振电路。
4．输入部份
在电子钟的输入部份，设置相应的置数功能，通过外部设备的输入，如按键，实现时间的修改。
除此之外，调整闹铃、按时、日期时也需要按键进行输入。
在选用输入端口时，将P3引脚与按键相连进行输入。
设计的输入部份如下：
图输入部份
各按键功能在后面的部份将会介绍到
4．输出部份（显示电路）
该部份电路图如下所示：
图显示部份
在实际电路中采用单个数码管相连进行显示，先把数码管的一、二、4、五、六、7、九、10对应相连，然后把各晶体管的3和8引脚各自相连，～别离接a～g，P2作为选通端～别离从左到右接各数码管的3、8端。
采用动态显示，即一名一名地轮流点亮列位显示器，因此～轮流置0。
持续时刻为1ms，这点在程序部份还会讲到。
4．晶振与复位电路：
图晶振与复位电路
5程序设计
程序思路
初始化
判断按键
显示
按下3键
按下1键
按下2键
若无按键
调时
调闹钟
调定时
显示所调时间
显示闹铃时间
显示定时时间
调整时限到或有其他输入
图程序设计思路
结合电路，程序的整体思路是：
一、点复位键后，进行时刻显示，从0时0分0秒开始。
2、按下按键1时，进行调时，现在按下4调整时，按下5调整分，若2秒钟未按键，则再也不等待，恢复走时，持续按键时大约秒步进1，下同。
3、按下2键时进行闹铃调整，用4、5键别离调时和分，现在只有前四位进行显示，即闹铃功能精准到分，2秒钟无按键则返回时刻显示，时刻抵达闹铃所按时刻时输出高电平，蜂鸣器响，按下按键2或3时蜂鸣器停止。
4、按3键时进行按时的设定，一样，别离通过4、5调整分和秒，若两秒未按键则不进行按时，设定以后再次按下3键则进行倒计时，倒计不时刻未到时若按下1键则进行时刻显示；
若倒计不时刻到则为高电平，蜂鸣器响。
按时的最大值为59分59秒。
程序设计步骤
在程序设计进程中，我碰到了很多困难，这部份也是让我学到很多东西的地方。
第一，我学习了按时器的相关知识，计数器的利用是很重要的组成部份[15]，在那个设计当选择计数器T0。
T0的工作方式有：
方式0：
不推荐
方式1：
16位计数器，常常利用
方式2：
自动重装初值的8位按时/计数器
方式3：
T0相当于两个独立的8位按时/计数器
此程序采用方式1，方式1的按不时刻t为t=（216-M）*12/fosc。
其中M为按时器初值，fosc为12MHz，若M为0则t=65536*12/2*106=。
因此可取50ms为计时单位，初值M应为50*10-3*106=216-M。
M=15536=0=3CB0。
即按时器初值为TH0=03CH，TL0=0B0H。
按时器中断20次为一秒，这部份在中断程序顶用到。
第二，我参看了文献中的设计思路，做到胸有成竹后再进行具体的程序书写工作。
认真学习了教科书中关于汇编语言编程的问题，熟悉了汇编语言的编程方式和语法适应。
第三步就是进行具体的程序编写工作。
程序的主要模块
延迟程序
在动态扫描时，必然用到延迟程序，这里利用延迟1ms的程序，此程序需要反复挪用。
D_1MS:
MOVR7,#2
D_5:
MOVR2,#250
DJNZR2,$
DJNZR7,D_5
RET
中断服务子程序
中断服务程序中，整体思路是：
由于初值是3CB0H，所以装满按时器需要50ms的时刻，从而20次中断为一秒，一秒以后，判断是不是到60秒，若不到则秒加一，然后返回，若到，则秒赋值为0，分加一，依次类推。
包括日期显示的功能也是如此。
另外，由于要实现倒计时功能，因此在中断程序中还要加入减一的寄放器，需要时将其进行显示。
基于以上考虑，以R3为倒计时中的秒，R4为倒计时的分，当秒加1时R3减一，减到0以后，秒赋值为59，分减一，直到分为0。
再显示走时部份。
流程框图如下：
给T0赋值
中断20次
R3赋值为60
分=0，秒=0，时加一
秒加一
R3、R4都为0时倒计时结束，蜂鸣器响，显示走时状态
秒=60
Y
秒=0时加1
N
时=24
分=60
分=0，秒=0，时=0
返回
R3=0
R3、R4减一
图中断程序思路
主程序
主程序主要对按键进行扫描，和判断按时和闹铃时刻是不是已到，若到则挪用声音程序，该段程序如下：
MAIN:
JNB,DATETZ;
按下0键时，显示日期并可对日期进行调整
JNB,ZSTZ1;
按下1键时，显示时刻，并可调时
JNB,NLTZ1;
按下2键进行闹铃设置
JNB,DSTZ;
按下3键进行按时设置
ACALLDISP;
MOVA,HOUR;
SUBBA,38H;
JZFEN;
AJMPDSPD2;
FEN:
MOVA,MINUTE;
SUBBA,37H;
JZSHENGYIN1;
DSPD2:
MOVA,R4;
JZS_PD;
AJMPMAIN;
S_PD:
MOVA,R3;
显示程序
6个晶体管轮流进行显示，别离显示1ms，这依赖的是人们视觉的惰性，该段程序如下：
DISP:
;
走时的显示程序，包括调不时的显示
MOVDPTR,#LEDTAB
MOVA,SECOND
MOVB,#10
DIVAB;
A存十位B存个位
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
CLRSEC_S
ACALLD_1MS;
显示秒十位
SETBSEC_S
MOVA,B
CLRSEC_G
显示秒个位
SETBSEC_G
……
以此类推，进行时和分的显示
另外，调闹铃和按不时刻、进行日期显示时，有各自的显示程序，但不能成为独立子程序，别离柔和在闹铃、按时、和日期程序中。
闹铃程序和按时程序
这两段程序别离包括了各自的显示、调整程序。
程序思路是对照，走时部份的程序，进行编写，包括显示程序，与显示时刻的程序是相似的，闹铃和按时的调整程序与走时调整程序相似。
程序调试
程序写完以后必需进行调试，以验证程序是不是正确。
在程序调试时，出现了很多问题，比如跳转距离太长、打错字母、逻辑有错等，发觉问题后，利用两天时刻进行了更正，但即便编译通过，最后也不必然能够实现功能。
以为程序的调试只能检查出语法错误，而不能检查出逻辑的错误。
要真正把程序写对，要通过仿真发觉而且更正错误。
6功能仿真
这部份工作可能碰到的困难是很多的，程序庞大极可能出现各类问题。
在仿真工作中，第一要对仿真软件有足够的了解并能够正确熟练地运用
软件介绍
在这部份工作顶用到了medwin3和Proteus两个软件，其中Medwin3用来编译程序并生成hex文件，装入Proteus仿真图的芯片中，通过仿真结果一步步进行调整最后达到预期的功能。
仿真进程：
仿真图的绘制
在利用Proteus进行仿真时，仿真图不用画出数码管驱动程序，其他部份与设计的硬件图相仿。
绘制结果如下：
图仿真图
功能的实现
在绘制仿真图以后，要向单片机装入程序，从而使单片机开始工作并带动整个电路工作，装入进程为：
点击单片机，选择所编译程序的输出hex文件，肯定即可。
现在单片机缘依照程序所设定的功能进行工作，在仿真进程中会碰到各类问题。
这里列出仿真结果：
（1）走时仿真：
图走时状态下的仿真结果
（2）闹钟设定的仿真：
图闹铃仿真结果
可见所定闹钟时刻为10点15分。
（3）按时钟倒计时的仿真：
图倒计时仿真
可见，倒计时进行到3分3秒。
7日历功能的实现
在设计的开始阶段，我主要考虑了日期的逻辑算法。
第一，要考虑年份是不是闰年，闰年的判断方式是：
将年份除以100，若能整除，则将年份除以400，若还能整除，则为闰年，若不能，则为平年；
若不能被100整除，则判断是不是能被4整除，若能，则为闰年，若不能则为平年。
只有2月与平、闰年相关，因此在闰年和平年的子程序中，要判断是不是2月，若是则在相应的年中进行日期的增加，若不是则转入平时的月份。
其中一、3、五、7、八、10、12月是每一个月31天，4、六、九、11月为每一个月30天。
在电路方面：
用按键的输入决定6个数码管显示日期仍是时刻，按键控制为：
按下1键时，显示日期，而且用4、五、6键别离调全年、月、日；
按下2键时，进行走时和时刻调整；
3键位闹铃键；
4键为按时键。
程序思路如下：
年份能否被100整除
年份是否能被4整除
年份是否能被400整除
平年
闰年
是不是2月
日>
=28之后返回为1
=29之后返回为1
若月份为1、3、5、7、8、10、12月则调用31天的程序
若月份为4、6、9、11则调用30天的程序
图扩展部份思路
按键形式：
图按键图示
结论
通过对数字时钟的设计,加倍深了对单片机功能的了解和各个模块程序的挪用,编程。
在实物设计时候碰到了更多的问题，比如芯片的质量问题不能取得保证。
由于用全能电路板搭建，飞线数量特别多，整个实物给人的印象十分复杂，在焊接的进程中不免出现各类错误，通过等的帮忙，最终实现了部份功能，在此对他们真挚的感激
附录完整程序
HOU_SBIT;
第一个数码管
HOU_GBIT;
第二个数码管
MIN_SBIT;
第三个数码管
MIN_GBIT;
第四个数码管
SEC_SBIT;
第五个数码管
SEC_GBIT;
第六个数码管
DAYEQU39H;
日期
MONTHEQU3AH;
月份
YEAREQU3BH;
年份
SECONDEQU30H;
秒
MINUTEEQU31H;
分
HOUREQU32H;
时
TIM_1EQU33H;
TIM_2EQU34H;
ORG0000H
LJMPCHUSHI
ORG000BH
LJMPTIMER0
ORG30H
CHUSHI:
MOVSECOND,#0;
MOVMINUTE,#0;
MOVHOUR,#0;
时刻的初值为000000
MOVDAY,#1;
MOVMONTH,#1;
MOVYEAR,#1;
日期的初值为000000
SETBHOU_S;
SETBHOU_G;
SETBMIN_S;
SETBMIN_G;
SETBSEC_S;
SETBSEC_G;
初始状态为1，都不显示
MOVR0,#0;
MOVR1,#12;
闹铃初始化
MOVR3,#0;
MOVR4,#1;
存储按不时刻，点击按时开始后，从所存时刻开始倒计时
MOVR5,#0;
MOVR6,#0;
设定按不时刻所用寄放器
MOV38H,#12;
MOV37H,#0;
存储所定闹铃，以便判断是不是闹铃时刻到
CLR;
MOVTIM_1,#10;
执行完后经历秒
MOVTIM_2,#2;
执行完后经历1秒
ANLTMOD,#0F0H
ORLTMOD,#01H;
按时器0为模式1
MOVTH0,#03CH
MOVTL0,#0B0H;
装入初值
SETBET0;
SETBTR0;
SETBEA;
允许中断
挪用显示程序
FMQPD:
判断按时是不是到零、闹铃时刻是不是已到
MOVA,HOUR;
SUBBA,38H;
判断时是不是到闹铃所按时刻，若到，则对分进行判断，若不到，则对按时进行判断
AJMPDSPDKQ
MOVA,MINUTE;
SUBBA,37H;
时和分都到闹铃时刻则蜂鸣器响
DSPDKQ:
判断是不是应该进行按不时刻的判断
MOVA,3CH;
3CH是引入的判断因子，当其为0时不对按不时刻是不是到0进行判断，从而不开启蜂鸣器
JNZDSPD2;
当3CH不是0时，跳转到按时判断程序
AJMPMAIN
MOVA,R4;
MOVA,R3;
DSTZ:
AJMPDSTZ1;
DATETZ:
AJMPDATETZ1;
SHENGYIN1:
MOV3CH,#1
SETB
ZSTZ1:
MOV35H,#60;
MOV36H,#10;
ZSTZ2:
DJNZ35H,ZSTZ2;
JNB,H_T;
JNB,M_T;
DJNZ36H,ZSTZ2;
H_T:
INCHOUR;
CJNEA,#24,ZSTZ1;
AJMPZSTZ1;
M_T:
INCMINUTE;
CJNEA,#60,ZSTZ1;
NLTZ1:
DEC38H
MOV35H,#100;
NLTZ2:
ACALLONE;
ACALLTWO;
DJNZ35H,NLTZ2;
JNB,NLXS2;
JNB,NLXS1;
DJNZ36H,NLTZ2;
NLXS1:
MOVDPTR,#LEDTAB;
INCR0;
MOV37H,R0;
CJNER0,#60,NLTZ2;
AJMPNLTZ2;
ONE:
MOVA,R0;
MOVB,#10;
MOVCA,@A+DPTR;
MOVP1,A;
CLRMIN_S;
MOVA,B;
CLRMIN_G;
SETBMIN_G
升级会员 