毕业设计数字电子钟电路的设计.doc

江西航空职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名：兰超 班级：0913331. 毕业设计（论文）题目：数字电子钟电路的设计 2.毕业设计（论文）使用的原始资料数据及设计技术要求_ 2. 毕业设计（论文）工作内容及完成时间：_ 日期：自2011年11月20日至2012年4月10日指导老师评语：_ 指导老师：姚卫华 系主任：姚卫华目 录 第一章 绪论 一、 数字电子钟的应用意义.2二、 设计思路3第二章 数字钟的硬件设计一、整体功能说明3二、模块功能说明(包含总图)3第三章 数字钟的软件设计一、程序流程图.6二、源程序清单.8第四章 设计总结与参考文献一、设计总结.13二、参考文献13第一章 绪论一、数字电子钟的应用意义:数字钟采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置, 它具有显示日、时、分、秒的功能，本设计采用时序电路制成的数码管显示的数字钟。它具有走时准确、稳定性能好和使用方便等的特点。具有快速校准时、分、秒的功能。广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义二、设计思路 电子计时器主要由AT89C51、显示模块、控制模块和计时运算模块四大部分组成。其中控制模块和计时运算模块主要对时、分、秒的数值显示和调整进行操作,并且秒计算到60时,自动清零并向分进1；分计算到60时,自动清零并向时进1；时计算到24时,自动清零。这样,就形成了循环计时,显示模块主要用来显示当前计数值。A89C51是整个设计的核心,主要用来产生定时中断,传输数据和控制各个部件工作。第二章 数字钟的硬件设计一、 整体功能说明 在LED数码管上能实现数字计时器的时、分、秒显示,并能对时、分、秒进行加1校对和清零.通过控制键控制计时器的开始,暂停,继续和清零.并且开机时时钟时从12:00:00开始计时的。二、 模块功能说明（1）AT89C51简介,如下图 图1 AT89C51引脚图 TMOD定时器/计数器方式寄存器 定时器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中,字节地址为89H,无位地址。TCON定时器/计数器控制寄存器 TCON在特殊功能寄存器中,字节地址为88H,位地址(由低位到高位)为88H-8FH,由于有位地址,十分便于进行位操作。定时器/计数器的初始化 由于定时器/计数器的功能是由软件编程确定的,所以一般在使用定时/计数器前都要对其进行初始化,使其按设定的功能工作.初始货的步骤一般如下:1、 确定工作方式（即对TMOD赋值），预置定时或计数的初值。2、根据需要开放定时器/计数器的中断（直接对IE位赋值）。3、启动定时器/计数器。（2）按键电路及74LS21，如下图由八个开关和两个与门（74LS21）以及与89C51引脚连线构成,主要完成对计时的启动,清零,暂停,继续和对小时,分钟,秒进行调整。 图2 74LS21（3）74HC02，如下图 图3 74HC02两个74HC02主要用来控制74HC373工作.其中,U5.A通过P2.7和P3.6(/WR)引脚控制U3工作.U5.B通过P2.6和P3.6(/WR)引脚控制U2工作。（4） 74HC373,如下图 图4 74HC37374HC373为三态输出八D锁存器,74HC373的输入端D0-D7可直接与总线相连.当三态允许控制端OE为低电平时,Q0-Q7为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线.当OE为高电平时,Q0-Q7呈高阻态,即不驱动总线,也不为总线的负载,但锁存器内部的逻辑操作不 受影响.当锁存允许端LE为高电平时,Q端随D端改变而改变.当LE为低电平时,Q端被锁存在已建立的数据电平。（5）LED数码管图5 数码管连接图7SEG-MPX6-CC是7段6位共阴级数码管,DP为小数点,位码(1-6)应轮流通低电位,段码控制数码管的显示:0-b,1-g,2-a,3-f,4-c,5-e,6-h,7-d.共阴极LED数码管,它是将发光二极管的阴极(负极)短接后作为公共阴极.当驱动信号为高电平才能发光。（6） 设计总图 图6总体设计图 系统使用说明START(P1.7)键:用来启动计时；CONTINUE(P1.6)键:计时暂停后用来继续计时。CLEAR(P1.5)键:对时、分、秒各单元进行清零。PAUSE(P1.4)键:用来暂停当前计时。HOUR(P1.3)键:对时进行加1运算。MIN S(P1.2)键:对分单元的十位进行加1运算。MIN G(P1.1)键:对分单元的个位进行加1运算。SEC S(P1.0)键:对秒单元的十位进行加1运算。第三章 数字钟的软件设计一、程序流程图1.时钟显示程序流程图时钟显示程序流程图如下图 图 7 时钟显示程序流程图2.外部中断处理流程图外部中断处理流程图如下图图8外部中断处理流程图二、源程序清单ORG 0000H AJMP START ；短转移 ORG 0003H LJMP ST1 ；长转移 ORG 000BH AJMP TT0 ORG 0030HSTART: MOV 30H,#00H ；秒个位内存单元 MOV 31H,#00H ；秒十位内存单元 MOV 32H,#00H ；分个位内存单元 MOV 33H,#00H ；分十位内存单元 MOV 34H,#00H ；时个位内存单元 MOV 35H,#00H ；时十位内存单元MOV TMOD,#01H ；定时器T0，工作方式1， MOV TH0,#3CH ；定时50MS MOV TL0,#0B0H MOV R0,#30H ；指针指向显示单元MOV R5,#0FEH ；选中秒个位 MOV R1,#20 MOV 36H,#00H ；时位键盘判断时用 MOV R3,#6 ；秒十位判断时用 MOV R2, #6 ；分十位判断时用 MOV R4,#10 ；秒个位判断时用 MOV 40H,#10；分个位判断时用 MOV IE, #81H ；外部中断0中断允许MAIN: LCALL DIS LJMP MAIN显示子程序DIS: MOV A,R5 ；先位码 MOV DPTR,#7FFFH ；位码选择p2.7 MOVX DPTR,A MOV A,R0 ；再段码，取显示数据 MOV DPTR,#TAB ；表地址 MOVC A,A+DPTR ；查表，取出字型码 MOV DPTR,#0bFFFH ；段码选择p2.6显示小数点 CJNE R0,#32H,GO111 ；小数点选择(R0)=/=32H转移ORL A,#80HGO111: CJNE R0,#34H,MIN ORL A,#80HMIN: MOVX DPTR,A ；送出去显示 LCALL DELAY ；1MS延时 LCALL DELAY LCALL DELAY INC R0 ；修改指针指向下一显示单元 MOV A,R5 ；也可写为XCH A，R5 JNB ACC.5,LH ；判断显示完否？ RL A ；也可写为XCH R5，A MOV R5,A AJMP ENR ；返回循环显示LH: MOV R0,#30H ；重新定义显示指针 MOV R5,#0FEH ；重设位码，形成循环ACC.0-ACC.3ENR: RET定时中断TT0: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H DJNZ R1,FANHUI ；判断1秒到否？未到跳转 MOV R1,#20 INC 30H ；秒个位加一 DJNZ R4,FANHUI ；判断10秒到否？未到跳转，判断秒个位满否 MOV R4,#10 ；计时未到装初值 MOV 30H,#00H ；计时到则清零 INC 31H ；秒计时到，分个位加1（进位） DJNZ R3,FANHUI MOV R3,#6 MOV 31H,#00H INC 32H DJNZ 40H,FANHUI MOV 40H,#10 MOV 32H,#00H ；分个位计时到则清零 INC 33H DJNZ R2,FANHUI MOV R2,#6 MOV 33H,#00H INC 36H ；时位判断时用MOV A,36H CJNE A,#24,JUMP ；时位计时不满则转移，若满则清零 MOV 36H,#00HJUMP: MOV A,36H MOV B,#10 DIV AB MOV 34H,B MOV 35H,A ；显示时位FANHUI: RETI键盘处理程序 ST1: CLR EX0 ；键盘1（校秒十位）判断时用，禁止外部中断0中断 PUSH B PUSH ACC JB P1.0,ST2；若P1.0接通则调用延时去抖动子程序；若未通则跳转到下一控制位LCALL DELAY111 JNB P1.0,$ LCALL DELAY111 DJNZ R3,GO ；计时未满则转移 MOV R3,#6；倒计时满（计数值满）则赋初值GO: INC 31H ；秒个位满则秒十位加一进位 MOV A,31H CJNE A,#6,$+3 ；判读秒十位满否JNB P1.0,$ ；P1.0为0则执行该指令，等待 JC ST2 MOV 31H,#00H MOV A,31H ST2: JB P1.1,ST3 ；键盘2判断时用（校分个位） LCALL DELAY111 JNB P1.1,$ LCALL DELAY111 DJNZ 40H,GO1 MOV 40H,#10GO1: INC 32H MOV A,32H CJNE A,#10,$+3 JNB P1.1,$ JC ST3 MOV 32H,#00H MOV A,32HST3: JB P1.2,ST4 ；键盘3判断时用（校分十位） LCALL DELAY111 JNB P1.2,$ LCALL DELAY111 DJNZ R2,GO2 MOV R2,#6GO2: INC 33H MOV A,33H CJNE A,#6,$+3 JNB P1.2,$ JC ST4 MOV 33H,#00H MOV A,33HST4: JB P1.3,ST5 ；键盘4判断时用（校时） LCALL DELAY111 JNB P1.3,$ LCALL DELAY111 INC 36H MOV A,36H CJNE A,#24,JUMP1 MOV 36H,#00HJUMP1: MOV A,36H MOV B,#10 DIV AB MOV 34H,B MOV 35H,AST5: JB p1.4,ST6 ；(键PAUSE) LCALL DELAY111 JNB P1.4,$ LCALL DELAY111 CLR TR0 ；定时器T0停止运行ST6: JB P1.5,ST7 ；（键CLEAR） LCALL DELAY111 JNB P1.5,$ LCALL DELAY111 MOV 30H,#00H ；秒单元清零 MOV 31H,#00H MOV 32H,#00H ；分单元清零 MOV 33H,#00H MOV 34H,#00H；时清零 MOV 35H,#00H LCALL DIS ；调用显示子程序 LJMP TT0 ；跳转到定时中断子程序 MOV 32H,#00H MOV A,32HST7: JB P1.6,ST8 ；(键CONTINUE) LCALL DELAY111 JNB P1.6,$ LCALL DELAY111 SETB TR0 ；启动T0运行控制位（START）ST8: JB P1.7,ST9 LCALL DELAY111 JNB P1.7,$ LCALL DELAY111 SETB ET0 ；开T0中断（T0溢出中断允许位） SETB TR0 ；计时开始 ST9: POP ACC ；键盘中断返回 POP B SETB EX0 ；允许外部中断0中断 RETI延时1ms子程序DELAY: MOV R7,#02HDE1: MOV R6,#0FEHDE2: DJNZ R6,DE2 DJNZ R7,DE1 RET键盘延时消抖程序DELAY111:MOV 50H,#2 DE1111: MOV 51H,#255 DJNZ 51H,$ DJNZ 50H,DE1111 RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H END第四章 设计总结与参考文献一、设计总结 本次毕业设计是用单片机、各种芯片及接口电路设计一个电子计时器,经过认真地查找资料与编写程序以及调试程序,结果满足设计要求,验证无误。从开始设计到仿真实现，再到论文的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战。在此期间，我学到了很多知识也有很多感受，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。在设计过程中，通过针对性地查找资料，了解了些电子方面的资料，既增长了自己见识，对AT89C51有了一个全面的认识，这些知识贯穿到一起，对电子专业有了一个更全面的认识！ 通过这次毕业设计我发现，只有理论水平提高了；才能够将课本知识与实践相整合，理论知识服务于教学实践，以增强自己的动手能力。这个实验十分有意义 我获得很深刻的经验。通过这次课程设计，我们知道了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性，也从中得知了很多书本上无法得知的知识。 在这里还要谢谢老师和同学们的帮助，在一开始没有一点思绪的时候是同学给了我设计思路，在一步步往下做的过程中很多的东西我都不懂，也是你们帮我一一解决，没有你们我是不可能完成设计的。二、参考文献1 闫玉德、俞红 主编 MCS-51单片机原理与应用（C语言版） 机械工业出版社2胡辉 主编 单片机原理与应用 中国水利水电出版社 2007年3余孟尝 主编 数字电子技术基础简明教程 高等教育出版社 2006年4谢嘉奎 主编 电子线路 高等教育出版社 2010年5陈大钦 主编 模拟电子技术基础 华中科技大学出版社 2000年6秦曾煌 主编 电工学 高等教育出版社 20009年