AT89C51单片机的数字时钟设计

设计简介一设计背景二AT89C51单片机简介三设计方案四硬件电路设计五软件设计与程序代码六主要内容一、设计简介本设计利用Atmel公司的AT89C51单片机对电子时钟进行开发，设计了实现所需功能的硬件电路，应用汇编进行软件编程，并用Proteus软件进行仿真演示、验证。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，本设计由单片机80C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机的数字电子时钟。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，且配有3个独立键盘，可以灵活地调节时间，并具有一定的扩展性。二、设计背景十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！四、设计方案1、主程序主程序执行流程图如图1所示。主程序先对显示单元和定时器计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有建按下，则转入相应的功能程序。四、设计方案2、数码管显示模块本设计的显示模块采用6位一体共阳极数码管，显示分为时钟显示模式，从右到左依次显示秒个位，秒十位，分个位，分十位，时个位，时十位；数码管显示的信息用6个内存单元存放，这6个内存单元为显示缓冲区，其中秒个位和秒十位，分个位和分十位，时个位和时十位分别由秒数据，分数据和小时数据分拆得到。四、设计方案3、定时器计数器T0中断服务程序定时器计数器T0用于时间计时，选择方式1，重复定时，定时时间设为20MS，定时时间到则溢出中断，计50次则对秒单元加1，秒单元加到60则对分单元加1，同时秒单元清零。分单元加到60的时候，则对时单元加1，同时分单元清零，时单元加到24的时候则对时单元清零，标志一天时间计满，此时所以单元清零。在对各单元计数的同时，把它们的值放到存储器单元的制定位置四、设计方案4、按键处理模块按键处理设置为：如果没有按键，则为时钟模式，时钟正常走时.按键KEY1为工作模式键，用于时钟显示或调秒、调分、调时的功能切换选择。R3寄存器记录KEY1按键的次数，R3=0，显示时钟；R3=1，调秒；R3=2，调分；R3=3，调时。按键KEY2为增1键，对选定的被调项的当前值增1;按键KEY3为减1键，对选定的被调项的当前值减1五、硬件电路设计六、软件设计与程序代码1、软件选择与介绍Proteus7.8是一款电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。六、软件设计与程序代码2、软件仿真电路全图1.模式0显示时钟2.模式1第1次按KEY1键选择调秒3.模式2第2次按KEY1键选择调分4.模式3第3次按KEY1键选择调时六、软件设计与程序代码3、程序代码KEY1BITP1.0KEY2BITP1.1KEY3BITP1.2CLKBITP1.3LOADBITP1.4DINBITP1.5SECONDDATA30HMINUTEDATA31HHOURDATA32HORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPTIMER0MAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#01H；定时器T0方式设置MOVTH0,#0B1H；定时器T0装入初值20msMOVTL0,#0E0HSETBET0；T0中断允许SETBEA；总中断允许MOVR2,#50；T0中断为1sSETBTR0；启动T0MOVSECOND,#00HMOVMINUTE,#00HMOVHOUR,#08H；初始化时间8点00分00秒MOVA,HOUR时间值送显示缓冲区79H~7EHANLA,#0F0HSWAPAMOV79H,AMOVA,HOURANLA,#0FHMOV7AH,AMOVA,MINUTEANLA,#0F0HSWAPAMOV7BH,AMOVA,MINUTEANLA,#0FHMOV7CH,AMOVA,SECONDANLA,#0F0HSWAPAMOV7DH,AMOVA,SECONDANLA,#0FHMOV7EH,AMOVR3,#00H；R3初值设为0，显示时钟ACALLINI7219；调用7219初始化子程序INI7219:MOV50H,#0FH；显示测试寄存器设置MOV51H,#00H；非测试模式，正常显示MOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#0CH；关闭显示寄存器MOV51H,#01H；正常显示MOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#0BH；扫描界限寄存器MOV51H,#05H；6位显示MOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#0AH；亮度寄存器，其值为00~0EH，设置为0AHMOV51H,#09HMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#09H；译码方式寄存器MOV51H,#0FFH；8位显示全部B译码MOVR0,#50HACALLSEND7219RETDISPLAY:MOV50H,#01H；显示子程序MOV51H,79H；显示缓冲区设在79H~7EH单元MOVR0,#50H；其内容从左至右一次显示在数码管显示器上ACALLSEND7219MOV50H,#02HMOV51H,7AHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#03HMOV51H,7BHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#04HMOV51H,7CHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#05HMOV51H,7DHMOVR0,#50HACALLSEND7219MOV50H,#06HMOV51H,7EHMOVR0,#50HACALLSEND7219RETSEND7219:CLRLOAD；向7219写入数据子程序MOVR4,#02H；写入16位串行数据CLRCLOP1:MOVR1,#08HMOVA,@R0LOP2:RLCAMOVDIN,CSETBCLKCLRCLKDJNZR1,LOP2INCR0DJNZR4,LOP1SETBLOADRET；键扫描处理子程序KEY:JNBKEY1,KK1；判断KEY1键是否按下JBKEY1,$；等待KEY1键是否释放INCR3；模式值增1，在0、1、2、3间逐项切换CJNER3,#04H,JMPKK3；当让中的模式值为4时，在设置为0MOVR3,#00HJMPKK3:AJMPKK3；转至KK3，按R3内容选择显示KK1:JNBKEY2,KK2；判断KEY2键是否按下JBKEY2,$；等待KEY2键释放MOVA,R3；根据当前R3值对时间项增1调整RLAMOVDPTR,#KJMP1JMP@A+DPTRKJMP1:AJMPDISCLKAJMPSINCAJMPMINCAJMPHINCSINC:MOVA,SECOND；秒增1ADDA,#01HDAAMOVSECOND,ACJNEA,#60H,DISS1MOV30H,#01HDISS1:AJMPDISS；转至秒显示缓冲区设置MINC:MOVA,MINUTE；分增1ADDA,#01HDAAMOVMINUTE,ACJNEA,#60H,DISM1MOVMINUTE,#00HDISM1:AJMPDISM；转至分显示缓冲区设置HINC:MOVA,HOUR；时增1ADDA,#01HDAAMOVHOUR,ACJNEA,#24H,DISH1MOVHOUR,#00HDISH1:AJMPDISH；转至时显示缓冲区设置KK2:JNBKEY3,KK3；判断KEY3是否按下JBKEY3,$；等待KEY3键释放MOVA,R3RLAMOVDPTR,#KJMP2JMP@A+DPTRKJMP2:AJMPDISCLKAJMPSDECAJMPMDECAJMPHDECSDEC:MOVA,#9AH；秒减1CLRCSUBBA,#01HADDA,SECONDDAAMOVSECOND,ACJNEA,#00H,DISS2MOVSECOND,#59HDISS2:AJMPDISS；转至秒显示缓冲区设置MDEC:MOVA,#9AH；分减1CLRCSUBBA,#01HADDA,MINUTEDAAMOVMINUTE,ACJNEA,#0,DISM2MOVMINUTE,#59HDISM2:AJMPDISM；转至分显示缓冲区设置HDEC:MOVA,#9AH；时减1CLRCSUBBA,#01HADDA,HOURDAAMOVHOUR,ACJNEA,#99H,DISH2MOVHOUR,#23HDISH2:AJMPDISH；转至时显示缓冲区设置KK3:MOVA,R3RLAMOVDPTR,#KJMP3JMP@A+DPTRKJMP3:AJMPDISCLK；R3=0显示时钟AJMPDISS；R3=1显示秒AJMPDISM；R3=2显示分AJMPDISH；R3=3显示时DISCLK:MOVR0,#79HMOVR1,#HOURMOVR4,#03HCFLOOP:MOVA,@R1SWAPAANLA,#0FHMOV@R0,AINCR0MOVA,@R1ANLA,#0FHMOV@R0,AINCR0DECR1DJNZR4,CFLOOPSETBTR0RETDISS:CLRTR0；显示秒，时与分的数码管不亮MOVA,SECONDSWAPAANLA,#0FHMOV7DH,AMOVA,SECONDANLA,#0FHMOV7EH,AMOV79H,#0FHMOV7AH,#0FHMOV7BH,#0FHMOV7CH,#0FHAJMPKK5DISM:CLRTR0；显示分，时与秒的数码管不亮MOVA,MINUTESWAPAANLA,#0FHMOV7BH,AMOVA,MINUTEANLA,#0FHMOV7CH,AMOV79H,#0FHMOV7AH,#0FHMOV7DH,#0FHMOV7EH,#0FHAJMPKK5DISH:CLRTR0；显示时，分与秒的数码管不亮MOVA,HOURSWAPAANLA,#0FHMOV79H,AMOVA,HOURANLA,#0FHMOV7AH,AMOV7BH,#0FHMOV7CH,#0FHMOV7DH,#0FHMOV7EH,#0FHKK5:RET；定时器T0中断处理子程序TIMER0:PUSHACC；保护现场PUSHPSWMOVTH0,#0B1H；重装定时常数MOVTL0,#0E0HDJNZR2,NEXT；判断是否中断了50次，不足50次，中断返回MOVR2,#50；若达到50次，计时满1s，刷新时间单元格MOVA,SECONDADDA,#01HDAAMOVSECOND,ACJNEA,#60H,NEXTS1:MOVSECOND,#00HMOVA,MINUTEADDA,#01HDAAMOVMINUTE,ACJNEA,#60H,NEXTS2:MOVMINUTE,#00HMOVA,HOURADDA,#01HDAAMOVHOUR,ACJNEA,#24H,NEXTMOVHOUR,#00HNEXT:POPPSW；恢复现场POPACCRETI；中断返回END