用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法-

用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法时钟，自从它发明的那天起就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不段发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，怎样让时钟更好的为人们服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断的设计出新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校；数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械转动，用LED显示器代替指针进而显示时间，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，秒的校对，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，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法一．基本功能1．时间显示功能：显示时，分，秒，且计时初值为12：00：002．时间设置功能：可以通过键盘任意设定，修改显示时间二．硬件框图在系统电路中显示器为6个共阳极的LED数码管，用一个BCD七段译码器74LS47驱动数码管（74LS47的输入为BCD码，其输出为集电极开路，可直接驱动七段译码器，具有首尾消零等特点）用3-8译码器的74LS138的输出作为动态扫描数码管的选通信号。因为采用了上述的两个芯片，所以在对数码管进行扫描显示时。只需要单片机的7条I/O线就能完成显示功能了。2.1单片机单片机采用AT89C51型，它是一种带4K字节的闪烁可编程可擦处的只读存储的低电压，高性能的SMOS8位位处理器，该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术和工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于该8位多功能CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微处理器，为很多嵌入控制系统提供了一种灵活高而且价格低廉的方案。2.2时钟显示电路为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一点，考虑到时钟显示只有6位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED显示。2.3时钟电路如果设置过多的按键，将会占用很多的I/O口，而且给布线带来不便，按键过少，在修改时间和闹钟时间的时候就不能直接输入，只能通过加或者减来完成，稍为有点麻烦，但是程序简单，成本低，考虑到上述原因这里采用独立按键来实现。2.4闹钟电路当时间与设置闹钟时间相当时，通过I/O控制继电器接通闹钟实现。2.5复位电路复位电路采用按钮电平复位电路三．软件设计由于电路设计巧妙，许多功能都可以有硬件电路来完成，因此软件设计就比较简单，软件采用模块化的设计，流程图如下主程序置计时初值12：00：00置T0为4MS定时开T0中断有键按下计数值调整调用控制子程序3.1初始化参数设置设置电子钟的计时初值为12：00：00，启动T0进行4MS定时，且允许T0中断3.2定时器T0中断服务子程序中断服务子程序的作用是进行时，分，秒，的计时与显示。定时器T0用于定时周期设为4MS，中断累计250次，即1S，对秒计数单元进行加一操作。时间计数单元分别在2CH（S）2BH（MIN）2AH（H）内存单元中，在计数单元中采用组合BCD码计数，满60进位。定时器T0中断服务程序流程图如下：T0中断重新启动T0保护现场1S定时到计数值调整调DISP子程序调SCAN子程序恢复现场中断返回3.3显示程序DISP：DISP子程序的作用是分别将时间记数单元2CH（S）2BH（MIN）2AH（H）中的十进制时间值（组合BCD码）转化为个位和十位（分离BCD码）存放在显示缓冲区中。显示缓冲区的地质为20H~25H，其中，20H~21H存放秒数据，22H~23H存放分数据，24H~25H存放时数据，由于每一个地址单元均为分离BCD码，用BCD七为译码器74LS47直接进行编译。因此，不需要软件方式对BCD码进行编译。3.4扫描子程序SCANSCAN的作用是把显示缓冲区的数据依次送经显示器进行，把扫描值作为24位，显示数据值作为低4位，输出到P112，以完成显示。因为采用了3-8译码器74LS138作为扫描输出，所以用28H单元存放扫描指针，即28H中存放的是数码管的序层。显示时，只需要去处20H~25H某一地址中的数据，并从P1口的低4位输出，同时P1口的高4位作为扫描值的输出，就能保证数码管的正常工作。3.5控制子程序作用是判断时间是否与设置闹钟时间相等。如相等则开启闹钟。3.6源程序清单*******主程序*******ORG000H；主程序起始地址JMPSTART；跳至主程序ORG0BH；T0中断子程序起始地址JMPTIMO；跳至TO中断子程序TIM0START：MOVSP，#70H；设置堆栈在70HMOV28H，#00；（28H）为扫描指针，初值为0MOV2AH，#12H；时初值为10HMOV2BH，#00H；分初值为00HMOV20H，#00H；秒初值为00HMOVTMOD，#01H；设T0为MOOD1MOVTH0，#0F0H；计时中断为4MSMOVTL0，#60HMOVIE，#10000010B；T0中断使能MOVR4，#250；中断250次STEBTR0；启动T0LOOP：JBP0.0N2；秒按下？若不是，则跳至N2J检查S2CALLDELAY；消除抖动MOVA，2CH；将秒值存如AADDA，#01H；A的内容加1DAA；做十进制位调整MOV20H，A；将A的值存入秒单元CJNEA，#60H，N3；是否等于60MIN？若不是，则跳至N3MOV2BH，#00H；若是，则清除分的值为00N3：JNBP0.1，$;（分）放开了？CALLDELAY；消除抖动N4：JBP0.2，LOOP；时按了么？若不是，则跳至LOOPCALLDELAY；消除抖动MOVA，2AH；将十的值存入AADDD，#01；A的内容加1DAA；将十进位调整MOV2AH，A；将A的值存入时单元CJNEA，#24H，N5；是否等于20时？若不是，则跳至N5MOV2AH，#00；若是，则消除时的值为00N5：JNBP0.2，$；分放开了？CALLDELAY；消除抖动JMPLOOP*******中断服务子程序********TIM0：MOVTH0，#0F0H；重新启动T0MOVTL0，#60PUSHACE；将A的值暂时存入堆栈PUSHPSW；将PSW的值暂时存入堆栈DJNZR4，X2；计时一秒MOVR4，#250CALLCLOCK；调用计时子程序CLOCKCALLDISP；调用显示子程序X2：CALLSCAN；调用扫描子程序POPPSW；从堆栈取出PSW的值POPACE；从堆栈取出A的值RETL******显示器扫描子程序*******SCAN：MOVR0，#28H；28H为扫描指针CJNE@R0，#6，X3；扫描完6个数码管？若不是，则调至X3MOV@R0，#00X3：MOVA，@R0；扫描指针存入AADDA，#20H；A加20H即为现实缓冲区地址MOVR1，A；将各地址存入R1MOVA，@R0；扫描指针存入ASWAPA；将A的高四位交换（P1高电平位扫描值）ORLA，@R1；P1高四位为扫描值，低四位为显示数据值MOVP1，A；输出至P1INC@R0；扫描指针加1RET*******时分秒计数值调整程序*******CLOCK：MOVA，20H；20H为秒计数单元ADDA，#1；秒加1DAA；做十进制调整MOV2CH，A；存入秒计数单元CJNEA，#60H，X4；是否等于60秒？若不是，则跳至X4MOV2CH，#00；若是，则清除为00MOVA，2BH；2BH为计数单元ADDA，#1；分加1DAA；做十进制调整MOV2BH，A；存入分计数单元CJNEA，#60H，X4；是否等于60MIN若不是，则调至X4MOV2BH，#00；若是，则清除为00MOVA，2AH；2AH为时计数单元ADDA，#1；时加1DAA；做十进制调整MOV2AH，A；存入时计数单元CJNEA，#24H，X4；是否等于24时，若不是则调至X4MOV2AH，#00；若是，则清除为00**********向显示器缓冲区写数据*********DISP：MOVR1，#20H；20H为显示缓冲区的首址MOVA，2CH；将秒计数单元的值存入AMOVB，#10H；设B累加器的值为10HDIVAB；A除以B，商存入A，余存入BMOV@R1，B；将B的值存入20HINCR1；R1增加为21HMOV@R1，A；将A的值增加为21HINCR1；R1增加为22H；MOVA，2BH；将分数单元的值存入AMOVB，#10H，将B累加器的值为10HDIVAB；A除以B，商存入A，余存入BMOV@R1，B；将B的值存入22HINCR1；R1累加为23HMOV@R1，A；将A的值存入23HINCR1；R1的值增加为24HMOVA2AH；将时计数单元的值存入AMOVB，#10H；将B累加器的值为10HDIVAB；A除以B，商存入A，余存入BMOV@R1，B；将B的值存入24HINCR1；R1的值增加为25HMOV@R1，A；加A的值存入25HRETDELAY：MOVR6，#60D1：MOVR7，#248DJNZR7，$DJNZR6，D1RET