51单片机电子钟设计论文(2)

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51系列单片机电子中设计的论文

在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、显示程序、闹钟显示程序、调时显示、定时程序。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。

本电子钟设计主要是依照图2.1中的流程做出来的，时间分配比较均匀。首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分：先学习理解汇编语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的功能。最后进行功能扩展，本设计加进了日期显示与调整功能。

3 主要元件的使用方法

下面就本次设计中用到的主要元件的所有功能进行简单的介绍，包括AT89C51单片机、74LS07芯片、以及数码管的特性和用法。

3.1 AT89C51单片机：

该单片机功能强大，不仅能满足设计的需要，也可以在设计要求的基础上进行一些扩展。

单片机的结构如下：

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图3.1.1 单片机引脚图

在使用时VCC接电源电压，GND接地。P0，P1，P2，P3可作为输入或输出端口，RST是复位输入，接复位电路。XTAL1和XTAL2接复位电路。这些可以在硬件设计部分体现出来。

3.2 7407驱动器：

7407是集电极开路六正相高压驱动器，1入2出，3进4出，5进6出，9进8出，11进10出，13进12出，7接地，14接高电平。

7407引脚图：

图3.2.1 7407引脚图

7407逻辑图：

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图3.2.2 7407逻辑图

3.3数码管：

图3.3.1 数码管

使用共阴极数码管时将6个数码管按相同功能连接起来，3与8相连，当选通端所接管脚为低电平时该数码管选通。

单片机的P2口作为选通端，连接各数码管的3、8引脚轮流显示，连接时要加7407和上拉电阻。

单片机的P1口作为功能段，通高电平的引脚会使相应段亮起，同样的也要与7407和电阻连接使用。

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4 电路设计

4.1整体设计

此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用六个数码管分别显示小时（年份）、分钟（月份）和秒（日），通过动态扫描进行显示，从而避免了译码器的使用，使电路更加简单。单片机采用AT89C51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。

电路的总体设计框架如下：

图4.1.1 电路模块图

4.2 分块设计

这部分介绍各模块电路的设计方法和成果，主要分为：输入部分、输出部分、复位和晶振电路。

4．2.1 输入部分

在电子钟的输入部分，设置相应的置数功能，通过外部设备的输入，如按键，实现时间的修改。除此之外，调整闹铃、定时、日期时也需要按键进行输入。在选用输入端口时，将P3引脚与按键相连进行输入。

设计的输入部分如下： 7

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图4.2.1 输入部分

各按键功能在后面的部分将会介绍到

4．2.2 输出部分（显示电路）

该部分电路图如下所示：

图4.2.2 显示部分

在实际电路中采用单个数码管相连进行显示，先把数码管的1、2、4、5、6、7、9、10对应相连，然后把各晶体管的3和8引脚各自相连，P1.6～P1.0分别接a～g，P2作为选通端P2.0～P2.5分别从左到右接各数码管的3、8端。采用动态显示， 即一位一位地轮流点亮各位显示器，因此P2.0～P2.5轮流置0。持续时间为1ms，这点在程序部分还会讲到。

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4．2.3 晶振与复位电路：

图4.2.3 晶振与复位电路

5 程序设计

5.1程序思路

图5.1.1 程序设计思路

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结合电路，程序的总体思路是：

1、点复位键后，进行时间显示，从0时0分0秒开始。

2、按下按键1时，进行调时，此时按下4调整时，按下5调整分，若2秒钟未按键，则不再等待，恢复走时，持续按键时大约0.3秒步进1，下同。

3、按下2键时进行闹铃调整，用4、5键分别调时和分，此时只有前四位进行显示，即闹铃功能精确到分，2秒钟无按键则返回时间显示，时间到达闹铃所定时间时P0.7输出高电平，蜂鸣器响，按下按键2或3时蜂鸣器停止。

4、按3键时进行定时的设定，同样，分别通过4、5调整分和秒，若两秒未按键则不进行定时，设定之后再次按下3键则进行倒计时，倒计时时间未到时若按下1键则进行时间显示；若倒计时时间到则P0.7为高电平，蜂鸣器响。定时的最大值为59分59秒。

在程序设计时，尽量改进算法，算法的改进可以使相对误差减小，或者可以使占用空间减小。另外，分块的设计思想要贯穿始终，整个程序较为繁杂，某些程序段会反复用到，因此采取的方法是写出多个程序段，通过跳转指令进行调用。

5.2程序设计步骤

在程序设计过程中，我遇到了很多困难，这部分也是让我学到很多东西的地方。

首先，我学习了定时器的相关知识，计数器的使用是很重要的组成部分，在这个设计中选择计数器T0。T0的工作方式有：

方式0：不推荐

方式1：16位计数器，常用

方式2：自动重装初值的8位定时/计数器 方式3：T0相当于两个独立的8位定时/计数器

此程序采用方式1，方式1的定时时间t为t=(216-M)*12/fosc。其中M为定时器初值，fosc为12MHz，若M为0则t=65536*12/2*106=65.536ms。因此可取50ms为计时单位，初值M应为50*10-3*106=216-M。M=15536=11110010110000=3CB0。即定时器初值为TH0=03CH，TL0=0B0H。定时器中断20次为一秒，这部分在中

断程序中用到。 10

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其次，我参看了文献中的设计思路，做到胸有成竹后再进行具体的程序书写工作。认真学习了教科书中关于汇编语言编程的问题，熟悉了汇编语言的编程方法和语法习惯。

第三步就是进行具体的程序编写工作。

5.3程序的主要模块 5.3.1延迟程序

在动态扫描时，必然用到延迟程序，这里使用延迟1ms的程序，此程序需要反复调用。此段程序是很简单的，但就是在这段简单的程序上，也会出现问题，若用

D_1MS: MOV R7,#500 DJNZ R7,$ RET

则会出现警告，因为R7是8位寄存器，所能存储的最大值应为255，所以应改为：

D_1MS: MOV R7,#2 D_5:

MOV R2,#250 DJNZ R2,$ DJNZ R7,D_5 RET

5.3.2 中断服务子程序：

中断服务程序中，总体思路是：由于初值是3 …… 此处隐藏：2797字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……