电子时钟Word格式.docx
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显示电路用的是七段数码管，数码管段选通过锁存器74HC573接单片机的P2口，数码管由74LS138译码器控制位选，并且每位均接有一个或门，以增强驱动能力；
本设计还有模式指示LED灯，由P1口控制，以此来识别不同的设置模式；
系统的输入控制按键有P3口来实现，可以设置各个时间参数及闹钟使能。
2.2.硬件各部分设计
2.2.1单片机
单片机最小系统选用STC89C51，包含上电自动复位电路和手动复位电路，可对单片机进行复位操作。
89C51单片机介绍
图2.189C51单片机
VCC：
电源；
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；
当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
2.2.2显示部分
本设计显示用的是四位七段显示共阴数码管，用来显示时间及跑表参数，LED数码管显示器成本低，配置灵活，与单片机接口简单，在单片机应用系统中广泛应用。
6段LED由6个发光二极管按“日”字型排列，所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法，阳极连在一起称为共阴极接法。
本文选用共阴极LED，所有发光二极管的阴极连在一起与或门74LS34相连，当某个发光二极管的阳极加入高电平时，对应的二极管点亮。
因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮，实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字显示码来控制LED的显示，此数据称为字符的段码或称为字型码。
LED显示器与单片机的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式，本设计采用动态显示方式。
在这种显示电路中，一个字位一个字位地轮流点亮各个LED,每一字位停留1ms左右，由于人的视觉暂留，好像6只LED是同时点亮的，并不察觉有闪烁现象。
这种动态LED显示接口由于所有数码管共用一个段码出口，分时轮流通电，从而大大简化课硬件线路，降低了成本。
2.2.3晶振电路部分
为是数码管有足够的亮度，本设计中增加了数码管驱动电路，用74HC573和或门89S51来驱动，其中锁存器利用其驱动能力，并未用其锁存数据的功能。
2.2.4按键部分
按键设定部分比较简单，因为本系统按键少，所以在设计上采用了独立按键方式，程序的编制上采用了简单按空格键修改时间的方式。
2.2.5锁存器电路
此电路用来锁定各个引脚：
三、软件设计
3.1子程序模块
程序总体流程图
主要控制子程序说明如下:
delay:
延时子程序；
Timer0Interrupt:
定时器T0计时中断程序,每隔0.2ms中断一次；
disp1:
跑表显示子程序；
disp:
时间显示子程序；
其中显示分六路，第一个和第二个数码管显示的是时，第三个和第四个数码管显示分，第五个和第六个数码管显示的是秒。
中断处理流程图如下：
中断处理流程图
四、Proteus软件仿真
本设计已在Proteus中仿真，程序运行正常，图4-1是仿真截图：
五、结束语
经过我们同组人的共同努力，我们顺利完成了这次单片机课程设计课题中的电子时钟设计，通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义，导致编程的程序过于复杂，使得需要的存储空间增大。
损耗了过多的内存资源。
本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。
在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。
六、源程序
ORG0000H;
程序执行开始地址
LJMPSTART;
跳到标号START执行
ORG0003H;
外中断0中断程序入口
RETI;
外中断0中断返回
ORG000BH;
定时器T0中断程序入口
LJMPINTT0;
跳至INTTO执行
ORG0013H;
外中断1中断程序入口
外中断1中断返回
ORG001BH;
定时器T1中断程序入口
LJMPINTT1;
跳至INTT1执行
ORG0023H;
串行中断程序入口地址
串行中断程序返回
START:
MOVR0,#70H;
清70H-7AH共11个内存单元
MOVR7,#0BH
CLEARDISP:
MOV@R0,#00H
INCR0
DJNZR7,CLEARDISP
MOV20H,#00H;
清20H（标志用）
MOV7AH,#0AH;
放入"
熄灭符"
数据
MOVTMOD,#11H;
设T0、T1为16位定时器
MOVTL0,#0B0H;
50MS定时初值（T0计时用）
MOVTH0,#3CH;
50MS定时初值
MOVTL1,#0B0H;
50MS定时初值（T1闪烁定时用）
MOVTH1,#3CH;
SETBEA;
总中断开放
SETBET0;
允许T0中断
SETBTR0;
开启T0定时器
MOVR4,#14H;
1秒定时用初值（50MS×
20）
START1:
LCALLDISPLAY;
调用显示子程序
JNBP3.7,SETMM1;
P3.7口为0时转时间调整程序
SJMPSTART1;
P3.7口为1时跳回START1
SETMM1:
LJMPSETMM;
1秒计时程序转到时间调整程序SETMM
INTT0:
PUSHACC;
累加器入栈保护
PUSHPSW;
状态字入栈保护
CLRET0;
关T0中断允许
CLRTR0;
关闭定时器T0
MOVA,#0B7H;
中断响应时间同步修正
ADDA,TL0;
低8位初值修正
MOVTL0,A;
重装初值（低8位修正值）
MOVA,#3CH;
高8位初值修正
ADDCA,TH0
MOVTH0,A;
重装初值（高8位修正值）
开启定时器T0
DJNZR4,OUTT0;
20次中断未到中断退出
ADDSS:
20次中断到（1秒）重赋初值
MOVR0,#71H;
指向秒计时单元（71H-72H）
ACALLADD1;
调用加1程序（加1秒操作）
MOVA,R3;
秒数据放入A（R3为2位十进制数组合）
CLRC;
清进位标志
CJNEA,#60H,ADDMM
ADDMM:
JCOUTT0;
小于60秒时中断退出
ACALLCLR0;
大于或等于60秒时对秒计时单元清0
MOVR0,#77H;
指向分计时单元（76H-77H）
分计时单元加1分钟
分数据放入A
清进位标志
CJNEA,#60H,ADDHH
ADDHH:
小于60分时中断退出
大于或等于60分时分计时单元清0
MOVR0,#79H;
指向小时计时单元（78H-79H）
小时计时单元加1小时
时数据放入A
CJNEA,#24H,HOUR
HOUR:
小于24小时中断退出
大于或等于24小时小时计时单元清0
OUTT0:
MOV72H,76H;
中断退出时将分、时计时单元数据移
MOV73H,77H;
入对应显示单元
MOV74H,78H
MOV75H,79H
POPPSW;
恢复状态字（出栈）
POPACC;
恢复累加器
开放T0中断
中断返回
INTT1:
中断现场保护
PUSHPSW
MOVTL1,#0B0H;
装定时器T1定时初值
MOVTH1,#3CH
DJNZR2,INTT1OUT;
0.3秒未到退出中断（50MS中断6次）
MOVR2,#06H;
重装0.3秒定时用初值
CPL02H;
0.3秒定时到对闪烁标志取反
JB02H,FLASH1;
02H位为1时显示单元"
熄灭"
02H位为0时正常显示
MOV73H,77H
INTT1OUT:
POPPSW;
恢复现场
POPACC
中断退出
FLASH1:
JB01H,FLASH2;
01H位为1时，转小时熄灭控制
MOV72H,7AH;
01H位为0时，"
数据放入分
MOV73H,7AH;
显示单元（72H-73H），将不显示分数据
AJMPINTT1OUT;
转中断退出
FLASH2:
01H位为1时，"
数据放入小时
显示单元（74H-75H），小时数据将不显示
MOV74H,7AH
MOV75H,7AH
ADD1:
MOVA,@R0;
取当前计时单元数据到A
DECR0;
指向前一地址
SWAPA;
A中数据高四位与低四位交换
ORLA,@R0;
前一地址中数据放入A中低四位
ADDA,#01H;
A加1操作
DAA;
十进制调整
MOVR3,A;
移入R3寄存器
ANLA,#0FH;
高四位变0
MOV@R0,A;
放回前一地址单元
取回R3中暂存数据
INCR0;
指向当前地址单元
数据放入当削地址单元中
RET;
子程序返回
CLR0:
CLRA;
清累加器
清当前地址单元
前一地址单元清0
SETMM:
关定时器T0中断
LCALLDL1S;
调用1秒延时程序
JBP3.7,CLOSEDIS;
键按下时间小于1秒，关闭显示（省电）
进入调时状态，赋闪烁定时初值
SETBET1;
允许T1中断
SETBTR1;
开启定时器T1
SET2:
JNBP3.7,SET1;
P3.7口为0（键未释放），等待
SETB00H;
键释放，分调整闪烁标志置1
SET4:
JBP3.7,SET3;
等待键按下
LCALLDL05S;
有键按下，延时0.5秒
JNBP3.7,SETHH;
按下时间大于0.5秒转调小时状态
按下时间小于0.5秒加1分钟操作
LCALLADD1;
调用加1子程序
取调整单元数据
CJNEA,#60H,HHH;
调整单元数据与60比较
HHH:
JCSET4;
调整单元数据小于60转SET4循环
LCALLCLR0;
调整单元数据大于或等于60时清0
AJMPSET4;
跳转到SET4循环
CLOSEDIS:
SETBET0;
省电（LED不显示）状态,开T0中断
开启T0定时器（开时钟）
CLOSE:
JBP3.7,CLOSE;
无按键按下，等待。
有键按下，调显示子程序延时削抖
是干扰返回CLOSE等待
WAITH:
JNBP3.7,WAITH;
等待键释放
LJMPSTART1;
返回主程序（LED数据显示亮）
SETHH:
CLR00H;
分闪烁标志清除（进入调小时状态）
SETHH1:
JNBP3.7,SET5;
SETB01H;
小时调整标志置1
SET6:
JBP3.7,SET7;
等待按键按下
有键按下延时0.5秒
JNBP3.7,SETOUT;
按下时间大于0.5秒退出时间调整
按下时间小于0.5秒加1小时操作
调加1子程序
MOVA,R3
CLRC
CJNEA,#24H,HOUU;
计时单元数据与24比较
HOUU:
JCSET6;
小于24转SET6循环
大于或等于24时清0操作
AJMPSET6;
跳转到SET6循环
SETOUT:
JNBP3.7,SETOUT1;
调时退出程序。
延时削抖
是抖动，返回SETOUT再等待
CLR01H;
清调小时标志
清调分标志
CLR02H;
清闪烁标志
CLRTR1;
关闭定时器T1
CLRET1;
关定时器T1中断
开定时器T0中断（计时开始）
跳回主程序
SET1:
键释放等待时调用显示程序（调分）
AJMPSET2;
防止键按下时无时钟显示
SET3:
等待调分按键时时钟显示用
AJMPSET4
SET5:
键释放等待时调用显示程序（调小时）
AJMPSETHH1;
SET7:
等待调小时按键时时钟显示用
AJMPSET6
SETOUT1:
LCALLDISPLAY;
退出时钟调整时键释放等待
AJMPSETOUT;
DISPLAY:
MOVR1,#70H;
指向显示数据首址
MOVR5,#03FH;
扫描控制字初值
PLAY:
MOVA,R5;
扫描字放入A
MOVP2,A;
从P2口输出
MOVA,@R1;
取显示数据到A
MOVDPTR,#TAB;
取段码表地址
MOVCA,@A+DPTR;
查显示数据对应段码
MOVP1,A;
段码放入P1口
LCALLDL1MS;
显示1MS
INCR1;
指向下一地址
扫描控制字放入A
JNBACC.5,ENDOUT;
ACC.5=0时一次显示结束
RLA;
A中数据循环左移
MOVR5,A;
放回R5内
AJMPPLAY;
跳回PLAY循环
ENDOUT:
SETBP2.5;
一次显示结束,P2口复位
MOVP1,#0FFH;
P1口复位
TAB:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H
DB92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH
DL1MS:
MOVR6,#14H
DL1:
MOVR7,#19H
DL2:
DJNZR7,DL2
DJNZR6,DL1
20MS延时程序,调用显示子程序以改善LED的显示闪烁
DS20MS:
ACALLDISPLAY
ACALLDISPLAY
RET
DL1S:
LCALLDL05S
DL05S:
MOVR3,#20H;
8毫秒*32=0.196秒
DL05S1:
LCALLDISPLAY
DJNZR3,DL05S1
END
七、参考文献
[1]谢自美．电子线路设计·
实验·
测试[M]．武汉：
华中理工大学出版社，1992.[2]何立民．单片机应用系统设计[M]．北京：
北京航空航天大学出版社，1993.[3]楼然笛．单片机开发[M]．
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