1基于單片機(jī)的電子時鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)西北大學(xué)物理學(xué)系應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生姓名： 張

韜學(xué) 號：

20061100060指導(dǎo)教師： 王永強(qiáng)2一、設(shè)計(jì)簡介二、單片機(jī)的簡單介紹三、試驗(yàn)所用單片機(jī)AT89S52四、試驗(yàn)硬件設(shè)計(jì)五、軟件設(shè)計(jì)六、總結(jié)內(nèi)容概況3一、設(shè)計(jì)簡介隨著二十世紀(jì)的結(jié)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(jìn)入二十一世紀(jì),隨著微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,以單片機(jī)為核心的現(xiàn)代化智能設(shè)備在各個領(lǐng)域（如工業(yè)控制、家電產(chǎn)品、汽車電子、通信、智能儀器儀表）都得到了越來越廣泛的應(yīng)用,并且正在深刻的改變著我們生活的方方面面,這也同時標(biāo)志著數(shù)字化時代的到來。而電子時鐘作為計(jì)時系統(tǒng),在工業(yè)或生活中更是無處不在。本題目所設(shè)計(jì)的單片機(jī)電子時鐘系統(tǒng),就是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種計(jì)時系統(tǒng)。用單片機(jī)設(shè)計(jì)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(diǎn),有廣泛的應(yīng)用前景。4設(shè)計(jì)簡介本題以提高自身的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動手能力、綜合運(yùn)用知識的能力為目標(biāo),以微機(jī)原理、計(jì)算機(jī)接口與技術(shù)等相關(guān)課程為基礎(chǔ),通過對單片機(jī)原理、程序編寫方法、多種應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí),經(jīng)過問題定義、模塊化分析設(shè)計(jì)、繪制電路、硬件選擇、軟件編程幾大步驟,最終設(shè)計(jì)完成一款具有計(jì)時顯示功能,時間調(diào)整功能的單片機(jī)時鐘。具有一定的使用價(jià)值。5二.單片機(jī)所謂單片機(jī)是一個單芯片形態(tài)、面向控制對象的嵌入式應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。即把組成微型計(jì)算機(jī)的各個功能部件,如中央處理器CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、輸入/輸出（I/O）接口電路、定時器/計(jì)數(shù)器以及串行通信接口等集成在一款芯片中,構(gòu)成一個完整的微型計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)功能強(qiáng)大,價(jià)格低廉,它已被廣泛應(yīng)用與儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。6單片機(jī)的發(fā)展歷史發(fā)展階段時間代表芯片初級階段：1974~1976兩片集成芯片低性能階段1976~1978INTER

MCS-48高性能階段1978~1982MCS51更高性能階段1983~至今多種機(jī)型并行發(fā)展7中斷控制中央處理器時鐘電路程序存貯器數(shù)據(jù)存貯器定時器并行I/O接口特殊I/O接口外部中斷請求線內(nèi)部中斷源外部時鐘VCCGND外部輸入線并行I/O特殊I/O單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)分類按照單片機(jī)的類型，單片機(jī)有:（1）51系列單片機(jī)，其中首推Intel公司的8051單片機(jī)，片內(nèi)有4K字節(jié)的一次性程序存儲器（OTP）。具有ISP功能的單片機(jī)，ISP功能能夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)可編程，可以省去通用的編程器，單片機(jī)在用戶板上即可下載和燒錄用戶程序，而無需將單片機(jī)從生產(chǎn)好的產(chǎn)品上取下。PIC系列單片機(jī)，PIC單片機(jī)系列是美國微芯公司（Microship）的產(chǎn)品，CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，具有精簡的指令集。PIC系列單片機(jī)的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補(bǔ)推挽輸出電路。也具有在線調(diào)試及編程（ISP）功能。AVR單片機(jī)，AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。AVR型號其管腳與對應(yīng)的51系列兼容。89AT89S52單片機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)指針,三個16位定時器/計(jì)數(shù)器,一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口,片內(nèi)晶振和時鐘電路,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。10三.設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)擬實(shí)現(xiàn)的基本功能為單片機(jī)計(jì)時顯示功能。可拓展要求（視情況拓展開發(fā),能夠體現(xiàn)單片機(jī)電子時鐘的可擴(kuò)展優(yōu)越性）加入時間調(diào)整程序,使用按鈕,調(diào)整年月日及時間；加入陰歷顯示功能；加入溫度計(jì)功能。11實(shí)驗(yàn)采用AT89S52作為時鐘控制單片機(jī)（支持在線可編程且存儲容量大）；采用時鐘芯片為單片機(jī)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(shù)碼管作為輸出模塊,動態(tài)掃描方式顯示內(nèi)容。四.硬件設(shè)計(jì)12基本硬件模塊:1.單片機(jī)基本工作模塊132.電源模塊143.按鍵輸入模塊154.時鐘芯片模塊165.顯示模塊17完整電路圖（用Protel99se繪制）18五、軟件實(shí)現(xiàn)要解決編程軟件選擇及軟件編寫問題。本設(shè)計(jì)軟件編寫采用KeilC軟件，它是目前最流行的開發(fā)單片機(jī)的軟件，KeilC51是一種專為單片機(jī)設(shè)計(jì)的高效率的C語言編譯器，生成的程序代碼運(yùn)行速度極高，所需要的存儲空間也極小。KeilC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(diǎn)，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(xué)習(xí)能夠加深理解片內(nèi)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(fù)雜算法實(shí)現(xiàn)時，匯編語言并不比C語言方便，且晦澀難懂，不便于修改。19調(diào)時及走時程序流程圖20初始化子程序CONFIG12

EQU

7FHTEMPH

EQU

21HTEMPL

EQU

20HREG2

EQU

22HREG3

EQU

23HREG4

EQU

24HDAT

EQU

P0.7SCLK

EQU

P3.2IO EQU

P3.3RST

EQU

P3.4year

DATA

66Hmonth

DATA

65Hweek

DATA

64Hday

DATA

63Hhour

DATA

62Hmintue

DATA

61Hsecond

DATA

60HORG

0000HLJMP

STARTORG

001BHLJMP

INTT1START: ;初值LCALLZJSETBEAMOVSCON,#00H;串行輸出,方式0LCALL

WRITE

MOV

32H,#90HMOV

31H,#0A6HLCALL

WRITE;主程序~~~~~~~MAIN1:MOV

32H,#8DH;讀出年

LCALL

READMOV

year,31HMOV

32H,#8BH;讀出星期LCALL

READMOV

week,31HMOV

32H,#89H;讀出月

LCALL

READMOV

month,31HMOV

32H,#87H;讀出日

LCALL

READMOV

day,31HMOV

32H,#85H;讀出小時LCALL

READMOV

hour,31HMOV

32H,#83H;讀出分鐘顯示子程序GFLASHOUT:POP

PSWPOP

ACCRETIGFLASH1:JB

0AH,GFLASH2;調(diào)年閃MOV

7CH,#0FHMOV

7BH,#0FHAJMP

GFLASHOUTGFLASH2:JB

0BH,GFLASH3;調(diào)月閃MOV

7AH,#0FHMOV

79H,#0FHAJMP

GFLASHOUTGFLASH3:JB

0CH,GFLASH4;調(diào)日閃MOV

77H,#0FHMOV

76H,#0FHAJMP

GFLASHOUTGFLASH4:JB

0DH,GFLASH5;調(diào)星期閃MOV

78H,#0FHAJMP

GFLASHOUTGFLASH6:MOV

73H,#0FH;調(diào)分鐘閃MOV

72H,#0FHAJMP

GFLASHOUTDISPLAY:;LCALL

TOUTOUMOV

A,10HANL

A,#00001111BMOV

59H,AMOV

A,76H;第八列LEDANL

A,#00001111BSWAP

AADD

A,59HMOV

P1,AMOV

A,70HANL

A,#00001111BADD

A,#00000000BMOV

P2,ALCALL

DL1MSMOV

A,10HANL

A,#11110000BSWAP

AMOV

5AH,AMOV

A,77H;第七列LEDMOV

TMOD,#10HLCALL

READGFLASH5:ANL

A,#00001111B;計(jì)數(shù)器1，方式1MOV

mintue,31HJB

0EH,GFLASH6SWAP

AMOV

TL1,#00HMOV

32H,#81H;調(diào)小時閃ADD

A,5AHMOV

TH1,#00H;讀出秒MOV

75H,#0FHMOV

P1,AMOV

32H,#8EHLCALL

READMOV

74H,#0FHMOV

A,71HMOV

31H,#00HMOV

second,31HAJMP

GFLASHOUTANL

A,#00001111BADD

A,#00010000BMOV

P2,ALCALL

DL1MSMOV

A,56H;第六列LEDSWAP

AANL

A,#11110000BADD

A,79HSWAP

AMOV

P1,AMOV

A,72HANL

A,#00001111BADD

A,#00100000BMOV

P2,ALCALL

DL1MSMOV

A,56H;第五列LEDANL

A,#11110000BADD

A,7AHSWAP

AMOV

P1,AMOV

A,73HANL

A,#00001111BADD

A,#00110000BMOV

P2,ALCALL

DL1MSMOV

A,57H21設(shè)計(jì)不足本系統(tǒng)所采用的顯示模塊LED較多,占用了不少資源,包括線路板、單片機(jī)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(xiàn)單片機(jī)電子時鐘的優(yōu)越性。改進(jìn)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(jìn)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(fù)雜,在