基于單片機的電子時鐘的設計與實現

1、,一、設計簡介二、單片機的簡單介紹三、試驗所用單片機AT89S52四、試驗硬件設計五、軟件設計六、總結,內容概況,一、設計簡介,隨著二十世紀的結束，我們已走過了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和電腦時代。進入二十一世紀，隨著微電子技術和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，以單片機為核心的現代化智能設備在各個領域（如工業(yè)控制、家電產品、汽車電子、通信、智能儀器儀表）都得到了越來越廣泛的應用，并且正在深刻的改變著我們生活的方方面面，這也

2、同時標志著數字化時代的到來。而電子時鐘作為計時系統(tǒng)，在工業(yè)或生活中更是無處不在。,,本題目所設計的單片機電子時鐘系統(tǒng)，就是用單片機實現一種計時系統(tǒng)。用單片機設計制造的的電子時鐘，具有集成性高、穩(wěn)定性和可靠性高、功能多樣并可無限拓展、電路簡介、成本低廉等特點，有廣泛的應用前景。,,,設計簡介,本題以提高自身的學習能力、實踐動手能力、綜合運用知識的能力為目標，以微機原理、計算機接口與技術等相關課程為基礎，通過對單片機原理、程序編寫方法、多種

3、應用軟件的學習，經過問題定義、模塊化分析設計、繪制電路、硬件選擇、軟件編程幾大步驟，最終設計完成一款具有計時顯示功能，時間調整功能的單片機時鐘。具有一定的使用價值。,二.單片機,所謂單片機是一個單芯片形態(tài)、面向控制對象的嵌入式應用計算機系統(tǒng)。即把組成微型計算機的各個功能部件，如中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、輸入/輸出（I/O）接口電路、定時器/計數器以及串行通信接口等集成在一款芯片中，構成一個完整的微型計算機。

4、 由于單片機功能強大，價格低廉，它已被廣泛應用與儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。,單片機的發(fā)展歷史,單片機的結構,,單片機分類,按照單片機的類型，單片機有：（1）51系列單片機，其中首推Intel公司的8051單片機，片內有 4K字節(jié)的一次性程序存儲器（OTP）。（2）具有ISP功能的單片機，ISP功能能夠實現在系統(tǒng)可

5、編程，可以省去通用的編程器，單片機在用戶板上即可下載和燒錄用戶程序，而無需將單片機從生產好的產品上取下。 （3）PIC系列單片機，PIC單片機系列是美國微芯公司（Microship）的產品，CPU采用RISC結構，具有精簡的指令集 。PIC系列單片機的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補推挽輸出電路。也具有在線調試及編程（ISP）功能。（4）AVR單片機，AVR單片機是Atmel公司推出的較為新穎的單片機，其顯著的特點為高性能

6、、高速度、低功耗。AVR型號其管腳與對應的51系列兼容。,AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，向下完全兼容51子系列。標準功能有8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2個數據指針，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振和時鐘電路，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。,AT89

7、S52 單片機,三.設計要求,本設計擬實現的基本功能為單片機計時顯示功能?？赏卣挂螅ㄒ暻闆r拓展開發(fā)，能夠體現單片機電子時鐘的可擴展優(yōu)越性）,加入時間調整程序，使用按鈕，調整年月日及時間；加入陰歷顯示功能；加入溫度計功能。,,實驗采用AT89S52作為時鐘控制單片機（支持在線可編程且存儲容量大）；采用時鐘芯片為單片機提供時鐘信號（提高精度）；采用普通按鍵作為時間日期更改輸入模塊，21段LED數碼管作為輸出模塊，動態(tài)掃描方式顯示內

8、容。,四.硬件設計,,,基本硬件模塊：,1.單片機基本工作模塊,,,2. 電源模塊,,,3. 按鍵輸入模塊,,,4.時鐘芯片模塊,,,5.顯示模塊,完整電路圖（用Protel99se繪制）,,,,要解決編程軟件選擇及軟件編寫問題。 本設計軟件編寫采用Keil C軟件，它是目前最流行的開發(fā)單片機的軟件，Keil C51是一種專為單片機設計的高效率的C語言編譯器，生成的程序代碼運行速度極高，所需要的存儲空間也極小。 Keil

9、 C語言同時支持編譯C語言（*.C文件）和匯編語言（*.asm文件）。匯編語言與C語言各有優(yōu)缺點，不能一概而論。用匯編語言編寫有兩方面的好處：一方面，用匯編語言編寫程序節(jié)省空間，通過對匯編語言的學習能夠加深理解片內寄存器、各種尋址方式等知識。但是，匯編語言的可讀性較差，尤其在某些復雜算法實現時，匯編語言并不比C語言方便，且晦澀難懂，不便于修改。,五、軟件實現,,,,調時及走時程序流程圖,,,,初始化子程序 CONFIG12 EQU

10、 7FH TEMPH EQU 21H TEMPL EQU 20H REG2 EQU 22H REG3 EQU 23H REG4 EQU 24H DAT EQU P0.7 SCLK EQU P3.2 IO EQU P3.3 RST EQU P3.4 year DATA 66H month DATA 65H week DATA 64H day DATA 63H hour DA

11、TA 62H mintue DATA 61H second DATA 60H ORG 0000H LJMP START ORG 001BH LJMP INTT1START: ;初值 LCALL ZJ SETB EA MOV SCON,#00H ; 串行輸出，方式0 MOV TMOD,#10H ;計數器1，方式1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H M

12、OV 32H,#8EH MOV 31H,#00H,LCALL WRITE MOV 32H,#90H MOV 31H,#0A6H LCALL WRITE ;主程序~~~~~~~MAIN1: MOV 32H,#8DH ;讀出年 LCALL READ MOV year,31H MOV 32H,#8BH ;讀出星期 LCALL READ MOV week,31H MOV 32H,#89H

13、 ;讀出月 LCALL READ MOV month,31H MOV 32H,#87H ;讀出日 LCALL READ MOV day,31H MOV 32H,#85H ;讀出小時 LCALL READ MOV hour,31H MOV 32H,#83H ;讀出分鐘 LCALL READ MOV mintue,31H MOV 32H,#81H ;讀出秒 LCALL

14、 READ MOV second,31H,顯示子程序 GFLASHOUT: POP PSW POP ACC RETIGFLASH1: JB 0AH,GFLASH2 ;調年閃 MOV 7CH,#0FH MOV 7BH,#0FH AJMP GFLASHOUTGFLASH2: JB 0BH,GFLASH3 ;調月閃 MOV 7AH,#0FH MOV 79H,#0FH AJMP GFL

15、ASHOUTGFLASH3: JB 0CH,GFLASH4 ;調日閃 MOV 77H,#0FH MOV 76H,#0FH AJMP GFLASHOUTGFLASH4: JB 0DH,GFLASH5 ;調星期閃 MOV 78H,#0FH AJMP GFLASHOUTGFLASH5: JB 0EH,GFLASH6 ;調小時閃 MOV 75H,#0FH MOV 74H,#0FH AJMP

16、 GFLASHOUT,GFLASH6: MOV 73H,#0FH ;調分鐘閃 MOV 72H,#0FH AJMP GFLASHOUTDISPLAY: ;LCALL TOUTOU MOV A,10H ANL A,#00001111B MOV 59H,A MOV A,76H ;第八列LED ANL A,#00001111B SWAP A ADD A,59H

17、MOV P1,A MOV A,70H ANL A,#00001111B ADD A,#00000000B MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,10H ANL A,#11110000B SWAP A MOV 5AH,A MOV A,77H ;第七列LED ANL A,#00001111B SWAP A ADD A,5AH MOV P1,A

18、 MOV A,71H ANL A,#00001111B ADD A,#00010000B,MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,56H ;第六列LED SWAP A ANL A,#11110000B ADD A,79H SWAP A MOV P1,A MOV A,72H ANL A,#00001111B ADD A,#00100000B M

19、OV P2,A LCALL DL1MS MOV A,56H ;第五列LED ANL A,#11110000B ADD A,7AH SWAP A MOV P1,A MOV A,73H ANL A,#00001111B ADD A,#00110000B MOV P2,A LCALL DL1MS MOV A,57H,,設計不足 本系統(tǒng)所采用的顯示模塊LED較多

20、，占用了不少資源，包括線路板、單片機端口等，同時使得電路穩(wěn)定性下降； 由于時間比較緊迫，未能開發(fā)出更多的功能以體現單片機電子時鐘的優(yōu)越性。改進建議 顯示模塊可只用一排8位Led替代21位Led，在8位Led中進行循環(huán)信息顯示，即每隔5S切換顯示時間、日期等信息。這樣可節(jié)約系統(tǒng)資源，拓展更多功能。但這樣做會使程序較為復雜，在編寫時應力求簡潔，需要高水平的軟件編寫。,,,本系統(tǒng)上可實現的其他拓展功能：1.實現秒表功能