单片机原理及系统课程设计。
专业： 自动化
班级。姓名。
学号： 200911033
指导教师。兰州交通大学自动化与电气工程学院。
年月日。数字电子时钟设计。
1.引言。单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能**比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。
单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、**低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本设计就是通过利用51单片机来实现数字式电子钟的功能。
数字电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用led显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：
一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。
本设计要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现数字电子时钟的方法，由单片机at89c51芯片和led数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。
本文主要分六大部分：引言、设计方案及原理、硬件设计、软件设计、总结、参考文献、附录。引言，即对课题研究背景和所涉及的相关技术领域进行了介绍。
设计方案及原理，主要说明本课题的设计思路、设计方法以及实现目标。硬件设计，对系统的硬件结构及各部分组成做了简单的介绍和讲解。软件设计，记录设计流程及语言编写思路。
然后对整篇文章做了一个简单的总结。最后在附录里附有所用到的计算机汇编语言程序及**结果截图。
2. 设计方案及原理。
2.1 设计方案简述。
本次设计时钟电路，使用了at89c51单片机芯片控制电路，并用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。
利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。
静态显示的优点是程序简单、显示亮度***、单片机cpu的开销小，节约cpu的工作时间。但占有i/o口线多，每一个led都要占有一个i/o口，硬件开销大，电路复杂。需要几个led就必须占有几个并行口，比较适用于led数量较少的场合。
当然当led数量较多的时候，可以使用单片机的串行口通过移位寄存器的方式加以解决，但程序编写比较麻烦。本设计采用动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。
利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。
动态显示节省了i/o口，降低了能耗。
优缺点：该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。
2.2 设计原理框图。
图1 总体硬件设计方案框图。
3. 硬件设计。
本设计利用单片机内部的定时器/计数器来实现的，以单片机at89c51、led数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟。它具有走时准确，显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外具有用按键实现复位，校时功能等特点。
如按下按键1，则计时复位；按下按键2，对小时进行校准；按下按键3，对分钟进行校准。
具体来说，此电路由1个at89c51单片机，6个74hc14驱动，1个12m晶振，2个数码集成管，3个电源指示灯，3个按钮开关， 3个33pf电容，1个10μf电容，10个10kω碳膜电阻组成。
其在proteus软件上**电路图如下所示：
图2 proteus软件**电路图。
4.软件设计。
at89c51芯片部分引脚分配如下：
p3.0：rxd，串行通信输入。
p3.1：txd，串行通信输出。
p3.2：int0，外部中断0输入。
p3.3：int1，外部中断1输入。
p3.4：t0，计时计数器0输入。
p3.5：t1，计时计数器1输入。
p3.6：wr：外部数据存储器的写入信号。
p3.7：rd，外部数据存储器的读取信号。
在实际应用中，定时常采用中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳定性两方面考虑都是最佳的方案。但应该注意，c51编写的中断服务程序编译后会自动加上push acc、push psw、pop psw和pop acc语句，执行时占用了4个机器周期；如程序中还有计数值加1语句，则又会占用1个机。
器周期。这些语句所消耗的时间在计算定时初值时要考虑进去，从初值中减去以达到最小误差的目的。
定时器中断服务程序流程图如下所示：
图3 定时器中断服务程序流程图。
5. 总结。
将近一周的课程设计已到了尾声，而我的设计报告也只有“总结”这最后一个模块。当提笔开始写时，我的脑海里迅速闪过这几天来我做单片机课程设计的场景。夹杂着酸辛，当然更多的是想到当我输入的计算机程序运行正常时，内心雀跃的感受。
的确是难忘的一周。当最初接到设计任务，我们满怀信心的认为翻阅些资料，一两天之内便可以做完，待到实际操作的时候，才发现有这么多细节问题常常被自己忽略，也深刻的体会到自己单片机方面的知识储备是这么的贫乏。但有一个信念始终存在于我的脑海中，无论如何，我都要坚持完成这次设计任务。
首先，选择电路。我们去图书馆借阅了相关书籍，并在网络上查找了大量资。
料，询问老师，最后结合实际情况选定了用单片机实现 “数字电子时钟”。然后。
就是对所选题目做进一步理解了。开始时觉得很难，特别是在设计过程及设计原理方面自己理解的很困难，冗长的程序令我措手不及，但我还是不能轻易放弃，通过找老师答疑，询问班里学习好的同学，渐渐地有了些眉目，这使我有了前进的动力。但当我把将近三页的程序逐字敲到屏幕上，在proteus进行**时，程序运行出现很多错误，这可吓坏了我，对着资料订正，原来是自己粗心，丢掉了一行语句。
改正后再试，运行正确，**图上的数码集成管显示就像电子表一样随着时间的流逝在走动，终于成功了，当时的喜悦之情无以言表，几天下来的辛苦全都一扫而光。我尝到了成功的滋味，可也想起了为此我付出的汗水。
此时此刻，坐在电脑前，我打下这些文字，回想课程设计的过程，我真的得到了很多。我感觉到自己知识的贫乏，懂得了如何在陷入困境时寻找他人帮助，也体会到了干事严谨的重要，明白了只有选定路并且坚持下来，我们才能走的更远。
以上便是我的总结。
6.参考文献。
1]孙涵芳．mcs-51系列单片机原理及应用[m]．北京：航空航天大学出版社，1996.
2]王毓银．数字电路逻辑设计[m]．高等教育出版社，2004.
7. 附录。
org 0000h
mov 30h,#
mov 31h,#
mov 32h,#
mov 33h,#
mov 34h,#
mov 35h,#
mov tmod,#
xs0: setb tr0
mov th0,#00h
mov tl0,#00h
xs:mov 40h,#0feh
mov dptr,#tab
mov p2,40h
mov a,30h
movc a,@a+dptr
mov p0,a
lcall ys1ms
mov p0,#0ffh
mov a,40h
rl amov 40h,a
mov p2,40h
mov a,31h
add a,#
movc a,@a+dptr
mov p0,a
lcall ys1ms
mov p0,#0ffh
mov a,40h
rl amov 40h,a
mov p2,40h
mov a,32h
movc a,@a+dptr
mov p0,a
lcall ys1ms
mov p0,#0ffh
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add a,#
movc a,@a+dptr
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lcall ys1ms
mov p0,#0ffh
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rl a
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