基于单片机控制的时钟控制器

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1、单片机原理与应用技术课程设计报告题目：基于单片机控制的时钟控制器 专业班级：电气工程与其自动化116班姓 名： 左欣卫 时 间： 2013.11.252013.12.15 指导老师： 孔晓红 绍峰 完成日期：2013年12月15日基于单片机控制的时钟控制器课程设计任务书1.设计目的与要求设计出一个用于多功能数字钟的控制器。准确地理解有关要求，独立地完成系统设计，要求所设计的电路具有如下功能：（1）基本功能：1.显示：可以显示时、分和秒2.调时功能：时（0-24）、分和秒（0-60）可以连续可调（2）性能：时间日误差 2秒（3）扩展功能1.增加整点报时功能2.增加闹钟任意设定功能2.设计容 （1

2、）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件与元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；3.编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。4.答辩在规定时间，完成叙述并回答问题。论文结构清晰，层次分明，理论严谨。任务书要求单边打印。目录1引言-12总设计方案-12.1设计思路-12.2总设计框图-13设计原理分析-13.1晶振电路-23.2复位电路-23.3整点报时电路-23.4校时电路-23.5显示电路-33.6总体电路图-34软件设计-44.1总框图-44.2数码管流程图-54.3定时中断流程图-55心得与体会（结束语）-5参考文献-6附录-

3、712 / 16基于单片机控制的时钟控制器设计实验报告电气116班左欣卫摘要：以单片机作为时钟控制器核心的数字时钟控制器在人们的日常生活中扮演着重要角色。本设计是以AT89C52单片机为核心控制器构成的电子时钟，采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时。主要由单片机最小系统、显示电路、调试电路、复位电路、整点报时电路等几部分组成，其中显示电路采用LED作为显示器，晶振与电容构成谐振回路。关键词：AT89C52、74LS245、晶振、调时、复位、数码管1引言随着社会的飞速发展，人们对数字时钟的要求越来越高，传统的时钟已经不能满足人们的需要，多功能数字时钟的快速发展在日益满足大众的需

4、求，同时也不断地促进它的发展。数字时钟采用以单片机为核心的控制电路来实现对时、分、秒数字显示的计时装置。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛引用，使得数字钟的精度远远超过钟表，显示直观简便。而且它的材料廉价，成本较低，因而被广泛使用。2总体设计方案2.1设计思路本设计电路总体上分为晶振电路、复位电路、校时电路（按键电路）、整点报时电路、驱动显示电路这五部分。电路以单片机最小系统AT89C52为核心控制器；用74LS245驱动数码管显示器；用按键进行模式设置、加一、减一、定时、复位；晶振电路给单片机提供所需的时钟脉冲（频率）；复位键加上极性电容（电解电容）与电阻构成复位电路；蜂鸣器加上三

5、极管（NPN）与电阻构成整点报时电路。2.2总体设计框图总体设计框图3设计原理分析3.1晶振电路该电路采用一个12Mhz的晶振、两个30pF非极性电容，两个电容之间接地，电容的另两端接单片机的18（XTAL1）管脚、19（XTAL2）管脚。电路图如下图所示：晶振电路图3.2复位电路该电路采用上电复位和按键复位，由一个22uF极性电容、一按键、一个10K电阻和一个220欧电阻构成。手动按下按键，无论电路处于何种状态，电路都会恢复到初始的显示状态。该复位电路的电路图如下：复位电路图3.3整点报时电路该电路用P1.7口外接两电阻、三极管与蜂鸣器构成，该电路可以实现时钟电路的整点报时功能，每到一整点时

6、刻，该电路就工作，驱动蜂鸣器发出响声。该电路的电路图如下图所示：整点报时电路图3.4校时电路该电路图由四个轻触式按键左端接地，右端依次分别接P1.0、P1.1、P1.2、P1.3口构成。四个按键从上至下分别是模式设定按键、加一键、减一键、定时设置键。该电路可实现连续的调时、分、秒的功能，其误差控制在2S以，可在任何时候准确调整时间。其调整时间的具体过程：按下复位键，数码管返回为初始状态，按下SW1，可选择对时、分、秒的调整选择，按一次调时，按两次调分，按三次调秒。电路图如下：校时电路图3.5显示电路显示电路由74LS245驱动两个四位一体共阴数码管构成。单片机的P0口依次分别接74LS245的

7、A0A7管脚，B0B7依次分别接数码管的AG与DP。该显示电路的电路图如下图所示：显示电路图3.6总体电路图时钟控制器总电路图4软件设计总框图4.1总框图主程序流程框图4.2数码管流程图数码管流程图4.3定时中断流程图定时中断流程图5结束语通过这三周以来的实习我学习到了好多在课堂上没有学到的东西，例如数码管的管脚图，共阴共阳极性的判断，74系列译码器的使用，部结构，keil、proutus软件的熟练使用，在设计仿真阶段两者给予了很大的帮助。在布线排版阶段的时候，使用的是Autium Designer8.0其中好多操作都忘记了，然后去图书馆查找资料，翻阅教科书，请教同学最后终于单层布线，画好pc

8、b图了，然后自己亲自去打印，转印，腐蚀，打孔，焊接.清清楚楚的知道了电路板的从设计到实体的全部过程，收获很多，感学校给予的这次实习机会，我也在这次的实习中发现了我存在的不足，在接下来的理论学习中认真踏实的学习。参考文献1阎石.数字电子技术基础（第三版）. ：高等教育，19892建忠.单片机原理与应用（第二版）.：电子科技大学，20083肖珍妮.印刷电路板设计教程.：清华大学.2003附录一源程序：ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP INIT0 START: MOV 70H,#0 MOV 71H,#0MOV 72H,#0MOV 73H,#0MOV 74H,#0

9、 MOV 75H,#0MOV 76H,#0MOV 77H,#0MOV 78H,#0MOV 79H,#0MOV 7AH,#0MOV 7BH,#0MOV 7CH,#0MOV 7DH,#0MOV 7EH,#0 MOV 72H,#0AH ;对连字符进行装值 MOV 75H,#0AH MOV 60H,#0MOV 61H,#0MOV 63H,#0MOV 64H,#0 CLR P1.7 MOV TMOD,#01H ;选择定时器/计数器T0的方式1 MOV TL0,#0B0H ;对低位赋初值 MOV TH0,#03CH ;高位赋初值 SETB EA SETB ET0 SETB TR0 START1: LCAL

10、L SCAN LCALL KEYSCAN SJMP START1 DL1MS: MOV R6,#14H ;延时1子程序 DL1: MOV R7,#19H DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET DELAY: MOV R6,#10 D1: MOV R7,#30 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1RETDL20MS: ACALL SCAN ;延时20ms子程序 ACALL SCAN ACALL SCAN RET ;整点报时将秒和分的单元与零比较SCAN: MOV A,7EH ;7F单元的容为0 CJNE A,79H,NEXT MOV A,7DH CJNE A,7AH

11、,NEXT SETB P1.7 AJMP NEXT1NEXT: CLR P1.7NEXT1: MOV A,79H CJNE A,#0,NEXT2 MOV A,78H CJNE A,#0,NEXT2 SETB P1.7 LJMP NEXT3NEXT2:CLR P1.7 ;数码管总显示程序开始分两部分 ;校正时间和数码管正常工作的显示程序 NEXT3: MOV A,78H MOV B,#0AH DIV AB ;时间秒的十位送给A，时间秒的个位送B MOV 71H,A ;时间秒要显示的十位 MOV 70H,B ;时间秒要显示的个位 MOV A,79H MOV B,#0AH DIV AB ;时间分的十

12、位送给A，时间分的个位送B MOV 74H,A ;时间分要显示的十位送地址 MOV 73H,B ;时间分要显示的个位送地址 MOV A,7AH MOV B,#0AH DIV AB ;时间时的十位送给A，时间时的个位送B MOV 77H,A ;时间时显示的十位送地址 MOV 76H,B ;时间时要显示的个位送地址 MOV R1,#70H MOV R5,#0FEH MOV R3,#09H SCAN1: MOV A,R5 ;数码管正常工作的显示程序 MOV P2,A MOV A,R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;对字段表取值显示 MOV P0,A MOV A,R5 LC

13、ALL DL1MS INC R1 MOV A,R5 RL A MOV R5,A DJNZ R3,SCAN1 MOV P2,#00H MOV P0,#00H P1.3, LCALL DL1MS P1.3, HERE: JNB P1.3,HERE SJMP LOOP1 : LJMP LASTLOOP1: P1.1,LOOP2 LCALL DL1MS P1.1,LOOP2HERE1:JNB P1.1,HERE1 INC 7DH MOV A,7DH CJNE A,#18H,LOOP2 MOV 7DH,#00HLOOP2: P1.2,LOOP3 LCALL DL1MS P1.2,LASTHERE3:JN

14、B P1.2,HERE3 INC 7EH MOV A,7EH CJNE A,#3CH,LOOP3 MOV 7EH,#00H ;调制闹铃的时间显示LOOP3: MOV DPTR,#TAB MOV A,7DH MOV B,#10 DIV AB MOV 64H,A MOV 63H,B MOV A,7EH MOV B,#10 DIV AB MOV 61H,A MOV 60H,B MOV P2,#0F7H MOV A,60H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P2,#0EFH MOV A,61H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DEL

15、AY MOV P2,#0DFH MOV P0,#40H LCALL DELAY MOV P2,#0BFH MOV A,63H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY MOV P2,#07FH MOV A,64H MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DELAY P1.3,LOOP4 LCALL DL1MS P1.3,LOOP4HERE4:JNB P1.3,HERE4 LJMP LASTLOOP4:LJMP LOOP1 LAST: RET ;09和-的字段表 TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,

16、6FH,40H ;定时/计数器T0中断程序 INIT0: PUSH ACC PUSH PSW CLR ET0 CLR TR0 MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH SETB TR0 INC 7BH MOV A,7BH CJNE A,#14H,OUTT0 ;50ms是否到20次，没有到就继续执行50ms的延时 MOV 7BH,#00 INC 78H MOV A,78H CJNE A,#3CH,OUTT0 ;一秒的延时是否计到60次，没有就继续执行 MOV 78H,#00 INC 79H MOV A,79H CJNE A,#3CH,OUTT0 MOV 79H,#00 INC 7A

17、H MOV A,7AH CJNE A,#18H,OUTT0 ;60分钟的延时是否计到24次，没有就继续执行程序 MOV 7AH,#00 OUTT0: SETB ET0 ;启动定时器T0 POP PSW POP ACC RETI ;按键处理程序 KEYSCAN:CLR EA JNB P1.0,KEYSCAN0 ;P1.0有按键按下则跳转到子程序 JNB P1.1,KEYSCAN1 ;P1.1有按键按下则跳转到子程序 JNB P1.2,KEYSCAN2 ;P1.2有按键按下则跳转到子程序 KEYOUT: SETB EA RET KEYSCAN0:LCALL DL20MS ;20ms的延时消抖 P1

18、.0,KEYOUT WAIT0: JNB P1.0,WAIT0 ;判断按键是否松手， 松手就往下执行程序 INC 7CH MOV A,7CH CLR ET0 CLR TR0 CJNE A,#04H,KEYOUT ;按下第一次和第二次对时、分选定 MOV 7CH,#00 ;按下第三次时就启动计时 SETB ET0 SETB TR0 LJMP KEYOUT KEYSCAN1:LCALL DL20MS ;按键加一的程序 P1.1,KEYOUT WAIT1: JNB P1.1,WAIT1 MOV A,7CH CJNE A,#03H,KSCAN11 ;如果功能键按下则对时加一调整 INC 78H MOV

19、 A,78H CJNE A,#60,KEYOUT MOV 78H,#00 LJMP KEYOUT KSCAN11: CJNE A,#02H,KSCAN12 INC 79H MOV A,79H CJNE A,#60,KEYOUT ;如果加到60则清零 MOV 79H,#00 LJMP KEYOUT KSCAN12:CJNE A,#01H,KEYOUT INC 7AH ;如果功能键是按下第二次则对分进行加一调整 MOV A,7AH CJNE A,#18H,KEYOUT MOV 7AH,#00 LJMP KEYOUT KEYSCAN2:LCALL DL20MS ;延时消抖程序 P1.2,KEYOUT

20、 WAIT2: JNB P1.2,WAIT2 ;判断是否放开按键 MOV A,7CH ;如果功能键是按下第一次对时进行减一 CJNE A,#03H,KSCAN22 DEC 78H MOV A,78H CJNE A,#00H,KEYOUT MOV 78H,#3BH LJMP KEYOUT KSCAN22:CJNE A,#02H,KSCAN23 DEC 79H MOV A,79H CJNE A,#00H,KEYOUT1 MOV 79H,#3BH LJMP KEYOUT KSCAN23:CJNE A,#01H,KEYOUT1 DEC 7AH MOV A,7AH;如果功能键是按下第二次则对分进行减一 CJNE A,#00H,KEYOUT1 MOV 7AH,#17H LJMP KEYOUT1KEYOUT1: SETB EA RET END附录二仿真图如下：时钟控制器仿真图