单片机原理及系统课程设计。
专业： 电气工程及其自动化
班级： 电气1004班
姓名。学号。
指导教师。兰州交通大学自动化与电气工程学院。
2013 年 3 月 7 日。
基于单片机的电子钟设计。
摘要。电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”进行数字显示的计时装置。由于单片机内部具有两个定时器/计数器，所以在这次设计中，我通过对单片机进行编程来实现软件定时，同时采用led数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示。
在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。
关键词：电子钟；单片机；led数码管。
abstract
electronic clock is a digital circuit implementation of the "hours", minutes" and "seconds" digital display device. due to the single chip microcomputer internal has two timer/counter, in this design, i through the scm for programming to realize the software timing, at the same time, i use led digital display, seconds, to 24-hour time mode, according to digital control theory to dynamic display to display. in this design, the circuit has the display time of the function, you can also realize the adjustment of time.
keywords: electronic clock, mcu, led
1引言。1.1设计目的。
本课程设计是在学习了先修课程《单片机原理及应用系统设计》之后，为了进一步加深对所学知识的理解，培养对所学知识的实际应用能力而开设的综合设计训练环节。此次课程设计重点强调实际应用技能的训练，包括单片机系统设计的软件和硬件两部分。通过单片机系统设计的实际应用，旨在掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，初步掌握并具备应用单片机进行设备技术改造和产品开发的能力，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
1.2设计要求。
根据所学《单片机原理及应用系统设计》的基础理论知识，运用mcs-51单片机完成一个电子钟的设计。要求通过软件实现时间的控制，合理选择显示元件显示时间，并设计外围电路实现时间的调整。
1.3设计方法。
本设计是利用at89c51单片机内部的定时器/计数器中断系统来定时产生单位时间并通过软件控制实现24小时的时间变化，经led数码管显示，可通过行列键盘设置时间。
2设计方案及原理。
2.1设计方案。
利用单片机内部的定时器/计数器工作于定时方式，对机器周期定时形成基准时间，然后在中断服务程序中用软件计数的方法对基准时间计数形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。另外，设计了简单的按键，可以通过按键实现时、分的调整。在主程序中对定时器/计数器初始化、调用显示子程序和键盘设置子程序。
led数码管显示采用软件译码、动态显示方式。系统组成框图如图2.1所示。
图2.1 系统组成框图。
2.2设计原理。
由于定时器/计数器t0工作于方式1时对12mhz的系统时钟进行定时最大定时时间约65.536ms，因此可以通过对50ms（初值为3cb0h）进行20次计数循环来达到1s。设计中用片内ram的7bh单元对50ms计数，计20次使秒计数器78h单元加1，秒计数器加到60则分计数器79h单元加1，分计数器加到60则时计数器7ah单元加1，时计数器加到24则时计数器清0。
然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8个数码管的显示缓冲区，通过数码管显示出来。显示格式为小时十位、小时个位——分十位、分个位——秒十位、秒个位。在处理过程中加上了按键判断程序，能对按键处理。
3硬件设计。
选用单片机p0口作段控，p2口作位控，p1.0~p1.2接按键行列键盘。用proteus软件，根据要求画出电子钟的原理图如图3.1所示。
图3.1 硬件连接图。
4软件设计。
电子钟的软件系统由主程序和子程序两部分组成，具体的汇编语言源程序详见附录。
4.1主程序。
主程序首先对显示单元和定时器/计数器进行初始化，然后重复调用led数码管显示模块和按键处理模块子程序。当有键按下时，则转入相应的功能程序。主程序流程图如图4.1所示。
图4.1 主程序流程图。
4.2 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、时个位和时十位。采用软件译码动态显示。
4.3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键时，进入调时状态，时钟停止走动；按k1、k2键可进行加1或减1操作；继续按k0键可进行分的调整；最后按k0键将退出调整状态，时钟开始计时运行。
4.4定时器/计数器t0中断服务程序。
定时器t0工作于方式1定时，定时时间50ms。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0；分单元加到60则对时单元加1，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。把各单元计数的值放到存储单元的指定位置。
定时器t0中断服务程序流程图如图4.2所示。
图4.2 定时器/计数器t0中断服务程序流程图。
5系统**及实际调试。
根据设计利用proteus**软件进行**得到结果如图5.1所示。
图5.1 **图。
6总结。这次单片机课程设计历时两个多星期，通过对所学单片机相关知识的复习之后，我完成了关于电子钟的设计。在设计中，我主要运用了单片机的定时/计数功能以及键盘显示功能。
宏观上，电路结构比较简单，与我们所学知识接近。但是，在软件的设计方面，由于对一些知识点理解不透，以及没有很好的编程能力，在设计过程中也遇到了较多的困难，通过查阅相关资料反复修改尝试，并积极地向指导老师请教，最终完成了**及整个设计。
总之，我觉得这次单片机课程设计是有意义的。通过这次课程设计，我学会了运用所学的专业基础知识去分析并解决一个实际问题，不仅巩固了所学理论知识，而且能够把理论知识转化为实际应用，培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。此外，还熟悉了对keil c及proteus两个软件的运用。
在以后的学习中，我们要注重理论与实践相结合，达到学以致用的目的。
参考文献。1] 王思明。单片机原理及应用系统设计[m].北京：科学出版社，2012:139-168.
2] 李华。单片机原理及应用[m].兰州：兰州大学出版社，2001:256-270.
3] 薛均义。单片机微型计算机及其应用[m].西安：西安交通大学出版社，1997:214-270.
附录。汇编语言源程序如下：
org 0000h主程序。
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 ;显示单元清零。
inc r0
djnz r7,init
mov 72h,#
mov 75h,#
mov tmod,#01h定时器t0工作在方式1
mov tl0,#0b0h对定时器t0赋初值，定时时间为50ms
mov th0,#03ch
setb ea开总中断。
setb et0开定时器t0中断。
setb tr0启动定时器t0
start1: lcall scan ;调用数码管显示子程序。
lcall keyscan调用调时按键处理子程序。
sjmp start1
dl1ms: mov r6,#14h ;延时1ms子程序。
dl1: mov r7,#19h
dl2: djnz r7,dl2
djnz r6,dl1
retdl20ms:acall scan ;延时20ms子程序。
acall scan
acall scan
retscan: mov a,78h数码管显示子程序。
mov b,#0ah
div ab
mov 71h,a秒十位存入显示缓冲区相应位置。
mov 70h,b秒个位存入显示缓冲区相应位置。
mov a,79h
mov b,#0ah
div ab
mov 74h,a分十位存入显示缓冲区相应位置。
mov 73h,b分个位存入显示缓冲区相应位置。
mov a,7ah
mov b,#0ah
div ab
mov 77h,a时十位存入显示缓冲区相应位置。
mov 76h,b时个位存入显示缓冲区相应位置。
mov r1,#70h循环扫描显示。
mov r5,#80h
mov r3,#08h
scan1:mov a,r5
mov p2,a位控。
mov a,@r1
mov dptr,#tab
movc a,@a+dptr查表。
mov p0,a段控。
mov a,r5
lcall dl1ms
inc r1
mov a,r5
rr a
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