单片机电子时钟。
的设计。班级：通信。
指导教师：学号：
姓名： 设计日期： 2007年12月10日至 2006年12月14日。
1.1 电子时钟简介。
现代社会是信息的社会，信息就必须分秒必争。电子钟可以用于生活、生产等各个方面。 用单片机设计电路，由于使用软硬件结合的方式，电路结构简单、调试也相对方便。
软时钟是利用单片机内部的定时器、计数器来实现的，它的处理过程如下：首先设定单片机内部的一个定时器、计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间（如10ms），然后用另一个定时器、计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒（对10ms计数100次），秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计60次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应的位置显示出来即可。
数码管显示可以采用静态显示方法或动态显示方法。静态显示方法需要数据锁存器等硬件，接口复杂，时钟显示一般采用6个或8个数码管。由于系统没有其他的复杂的任务处理，而且显示的时钟信息随时都可能变化，一般采用动态显示方法。
动态显示方法，线路相对简单，但需动态扫描，扫描频率要大于人眼视觉暂留频率（每秒24次），信息看起来才稳定。译码方式可分为软件译码和硬件译码，软件译码通过译码程序查得显示信息的字段码；硬件译码通过硬件译码器得到显示信息的字码段，实际中通过采用软件译码。
在具体处理时，定时器、计数器采用中断方式工作，对时钟的形成在中断程序中实现。在主程序中只需对定时器、计数器初始化、调用显示子程序和控制子程序。另外，为了使用方便，设计了简单的按键，可以通过按键实现时、分的调整，这样在主程序中就加入了键盘设置子程序。
通过前面可以看出本系统的硬件主要包括单片机芯片、数码管显示、按键开关等电路，单片机采用应用广泛的at89c51，系统时钟采用12mhz的晶振，8个数码管显示，小时与分钟、分钟与秒之间用短横线间隔，采用共阳极七段式数码管，p0口为段选码输入端，通过74ls373与数码管相连，p2口为位选码输出端，分别通过三极管驱动与数码管阳极相连，三极管能对p2输出信号取反。按键开关设定了3个，通过p1口相连。
图2.1 硬件设计结构框图。
2.2 复位电路的设计。
ms-51的复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚rst
通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的s5p2，由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位俩种方式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路，如图2.2所示。
时钟频率通常选用12mhz，电容取22uf，电阻取10k欧。
图2.2 复位电路原理图。
2.3 晶振电路的设计。
此系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。mcs-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚xtal1和xtal2分别是此放大器的输入端和输出端。
这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容cx1和cx2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12mhz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22uf。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。
图2.3 晶振电路设计图。
第3章软件详细设计。
电子时钟的系统软件程序由主程序和子程序组成，主程序包含初始化参数设置、按键处理、数码管显示模块等，在设计时各个模块都采用主程序结构设计，在主程序中调用。由于定时器、计数器采用中断方式处理，因此还要编写定时器、计数器主程序，在定时器、计数器中断服务程序中对时钟进行调整。
1.主程序。
主程序执行流程如图3.1所示，主程序先对显示单元和定时器、计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有键按下，则转入相应的功能程序。
2.数码管显示模块。
本系统共用8个数码管，从右到左依次显示秒个位、秒十位、横线、分个位、分十位、横线、时个位、时十位。数码管显示的信息用8个内存单元存放，这8个内存单元成为显示缓冲区，其中秒个位和秒十位、分个位和分十位、时个位和时十位分别由秒数据、分数据和小时数据分拆得到。在本系统中数码管显示采用软件译码动态显示。
在存储器中首先建立一张显示信息的字段码表，显示时，先从显示缓冲区中取出显示的信息，然后通过查表程序在字码段表中查处所显示的信息的字码段，从p0口输出，同时在p2口将对应的位选码输出，选中显示的数码管，就能在相应的数码管上显示缓冲区的内容。
3．定时器、计数器t0中断服务程序。
定时器、计数器t0用于时间计时。选择方式1，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加1，秒单元加到60则对分单元加1，同时秒单元清零；分单元加到60则对时单元加1，同时分单元清零；时单元加到24则对时单元清零，标志一天时间计满。在对个单元计数的同时，把他们的值放到存储单元的制定位置。
定时器、计数器t0中断服务程序流程图如图3.2所示。
4.按键处理模块。
按键处理设置为：如没有按键，则时钟正常走时。当按下k0按键时，进入调分状态，时钟停止走动；按k1和k2按键可进行加1或减1操作；继续按k0键可分别进行和小时的调整；最后按k0键将退出调整状态，时钟开始计时运行。
5.汇编语言源程序清单。
采用8位led软件译码动态显示程序。
使用at89c51单片机，12mhz晶振，p0输出字段码，p2口输出位选码。
用共阳led数码管，p1.0为调试位选择按键，p1.1为加1键，p1.2为减1键。
片内ram的70h到77h单元为led数码管的显示缓冲区。
78h,79h,7ah分别为秒，分，时记数单元。
7bh为50ms计数器，7ch为时按键计数器。
org 0000h
ljmp start
org 000bh ；定时器、计数器t0中断程序入口。
ljmp intt0
start: mov r0,#70h
mov r7,#0ch
init: mov @r0,#00h
inc r0
djnz r7,init
mov tmod,#01h
mov tl0,#0b0h
mov th0,#03ch
setb ea
setb et0
setb tr0
start1: lcall scan
lcall keyscan
sjmp start1
延时1ms 子程序。
dl1ms: mov r6,#14h
dl1: mov r7,#19h
dl2: djnz r7,dl2
djnz r6,dl1
ret延时20 ms子程序。
dl20ms: acall scan
acall scan
acall scan
ret数码管显示程序。
scan: mov a,78h时间存入显示缓冲区相应位置。
mov b,#0ah
div ab
mov 71h,a
mov 70h,b
mov a,79h
mov b,#0ah
div ab
mov 74h,a
mov 73h,b
mov a,74h
mov b,#0ah
div ab
mov 77h,a
mov 76h,b
mov r1,#70h ；循环扫描显示。
mov r5,#0feh
mov r6,#08h
scan1: mov a,r5
mov p2,a
mov a,@r1
mov dptr,#tab
movc a,@a+dptr
mov p0,a
mov a,r5
lcall dl1ms
inc r1
mov a,r5
rr amov r5,a
djnz r6,scan1
mov p2,#0ffh
mov p0,#0ffh
rettab: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,0bfh
0~9”，“的共阳极字段码。
定时器、计数器t0中断服务程序。
intt0: 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
mov 7bh，#
inc 78h
mov a，78h
cjne a，#3ch，outt0
mov 78h，#
inc 79h
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