时钟计时器的设计论文.docx

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1、单片机的时钟计时器论文一.内容摘要二.关键词和引言三.时钟计时器设计1方案设计2原理分析四.实验器材五.利用protel99设计电路原理图1原理图2 PCB 图六调试及性能分析七.心得体会A.参考文献九.时钟计时器使用说明书1 .产品概述2 .技术参数3 .工作原理4 .结构特征5 .使用和维护十时钟计时器技术说明书1 .产品概述2 .技术参数4 .结构特征 十一、附录时钟计时器汇编程序清单一.内容摘要：时钟，自从它创造的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科 学技术的不断开展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎 样让时钟更好的为人民效劳，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？

2、这就要求人们 不断设计出新型时钟。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，石英钟都采用了石英技术，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，译码代替机械式传动，用 LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种 表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性 好。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，其中AT89C52是核 心元件同时采用数码管动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械 表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满

3、刻 度为“23时59分59秒”，另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电 时可实现计时同步等特点。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，本设计由 单片机AT89C52芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个 单片机电子时钟二.关键词：单片机、数码管、端口、时钟、动态显示。引言：单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重 视和关注，应用很广、开展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环 境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述 优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器 仪表

4、、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。这次设计通过对它 的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易 的电子时钟，它由直流电源供电，通过数码管能够准确显数字时钟是现代社会应用广泛的计时工具，在航天、电子等科研单位，工厂、 医院、学校等企事业单位，各种体育赛事及至我们每个人的日常生活中都发挥 着重要的作用。本系统是基于AT89C52单片机设计的一个具有六位LED显 示的数字时实时钟，采用独立式按键进行时间调整，同时引入一个内部充电电 源在停止外部供电时,仍具有内部计时的功能。该系统同时具有硬件设计简单、 工作稳定性高、价格低廉等优点三.时钟计时器设计一、方案

5、设计：1 .我们采用了动态显示的方法来实现LED显示器的数字显示即时钟的6 位显示。2 .单片机采用了 AT89C52系列，这种单片机具有足够的空余硬件资源， 可以实现其他的扩充功能。3、AT89C52提供以下标准功能：8k字节FlaSh闪速存储器，256字节内部 RAM, 32个I/O 口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构, 一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至 OHz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停 止CPU的工作，但允许RAM,定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工 作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停

6、止工作并禁止其他所有部件 工作直到下一个硬件复位。AT89C52的功能与C51的功能根本上是相同的。(1)、中断源MCS51单片机是一个多中断源的单片机，有五个中断源：外部中断0、定时器0中断、外部中断1、定时器1中断和串行接收或发送中断。 各中断源的中断处理程序入口地址如下表1所示：表1中断向量表中断源入口地址外部中断00003H定时器0OOOBH外部中断10013H定时器1OOlBH串行口0023H(2)、中断控制A、中断的开放或禁止是由中断允许存放器IE控制的。IE的格式如下:EAESETlEXlETOEXOEA一中断总允许位。EA=L开放总中断，而各个中断源的中断请求是允许还 是禁止，

7、分别由各自的中断允许位确定；EA=O,禁止一切中断。ES一串行口中断允许位。ETl和ETO分别是定时器Tl和TO的中断允许位。EXl和EXO分别是外部中断1 UNTl)和外部中断0 (INTo)的中断允许位。 以上五个中断允许位的意义是：0为禁止中断,1为允许中断。B、中断源优先级控制一中断优先级存放器IP。MCS51单片机有高、低两个中断优先级，5个中断源可由程序设置为高优先 级中断或低优先级中断，实现二级中断嵌套。一个正在执行的低优先级中断源 的中断效劳程序，能被高优先级中断源所中断，但不能被同级别的另一个中断源所中断。MCS-51单片机的5个中断源的优先级由中断优先级存放器IP的相应位设

8、定。IP格式如下：PSPTlPXlPTOPXO3.时钟计时器电路系统的总体设计框图如图1所示。图1二、原理分析；1 .采用了 AT89C52单片机最化应用设计；采用共阳7段LED显示器；PO 口输出段码数据;P2.0-P2.5 口作列扫描输出;PLO、P1.K PL2、和P1.3 口 接4个按钮开关，用于调时及功能设置；为了提供共阳LED数码管的列扫描 驱动电压，用三极管9012作电源驱动输出；采用12MHZ晶振，来提高秒计时 的精确性。2 .计时采用了定时器TO中断来实现。秒表使用定时器TI中断来完成。主 程序循环调用显示子程序和查键子程序，当端口有开关按下时，转入相应功能 程序。程序的设计

9、主程序执行流程如图3图3；3 .显示子程序；时间显示子程序每次显示6个连续内存单元的十进制BCD码数据，首 地址在地址在调用显示程序先指定。内存中50H-55H为闹钟定时单元，60H65H为秒表计时单元，70H-75H为时钟显示单元。由于采用7段共阳LED数码管动态扫描实现 数据显示,所以显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在在ROM表中o显示时，先取出内存地址中的数据，然后查得对应的显示用段码从PO 口输出，P2 口将对应的数码管选中供电，就能显示该地址单元的数据值。 为了显示小数点及“一”、“A”等特殊字符，在显示班级和计时时应采用 不同的显示子程序。4 .定时器TO中断效劳程序;定时器

10、TO用于时间计时，定时溢出中断周期为50ms,中断进入先进行 定时中断初值校正，当中断累计20次时，对秒计数单元进行加1操作。时 钟计数单元地址分别在70H71H秒，76H77H分，78H79时 中，最大计时值为23时59分59秒。7AH单元内存放“熄灯符”数据#0AH), 用于时间调整时的闪烁功能。在计数单元中，采用十进制BCD码计数，满 1。进位。TO中断计时程序流程如图4；图4；5 .定时器TO中断效劳程序；Tl中断程序用于批示时间调整单元的闪亮或秒表计数，在时间时间状态 下，每过0。3S左右，将对应应单元的显示数据换成“熄灭符”数据#AH)。 这样，在调整时间时，对应调整单元的显示数据

11、会间隔闪亮。在作秒表计时时,每IOMS中断1次，计数单元加1,每100次为1S。秒表计计数单元地址在 60H61H10 毫秒、62H63H秒、64H-65H分中，最大计数值为99分59.99秒。Tl中断效劳程序如图5；图56 .调时功能程序；L按下PLO 口按键，假设按下时间小于IS那么进入省电状态；否那么进入 调分状态，等待操作，此时计时器停止走动。当再按下P1.0 口按键时，假设 按下时间小于05S,那么时间加1分钟；假设按下时间大于0.5要，那么进入 小时调整状态。按下PLI按键时，可进行减1调整。在小时调整状态下，当 按键按下的时间大于0.5S时，退出时间调整状态，时钟从OS开始计时。

12、2.秒表功能程序；在正常时钟状态下，假设按下Pl.1 口按键，那么进行时钟/ 秒表显示功能的转换，秒表中断计时程序启动，显示首地址改为60H, LED 将显示秒表计时单元60H-65H中的数据。按下P1.2 口的按键开关，可实现 秒表清0,秒表启动，秒表计时暂停功能；当再按下PLl 口按键时，关闭Tl秒表中断计时，显示首地址又改为70H,恢复正常时间的显示功能。四.实验器材器件名称规格型号数量电阻5108电阻4.7k6电阻IOk5电解电容47uF25V1电解电容10u16V1电解电容2200uf25v1电解电容33uf25V1陶瓷电容1031陶瓷电容302芯片A89C521芯片插座40脚3芯片

13、插座20脚1三极管90126二极管IN40074数码管共阳型6晶振12MHz1单面覆铜板16Cm*12Cm1五.利用protel99设计电路原理图六.调试及性能分析1硬件调试1 .硬件调试时可先检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误后可 通电检查LED显示器的点亮状况。假设亮度不理想，可以调整PO 口的电 阻大小，一般情况下取200欧姆电阻即可获得满意的亮度效果。2 .软件调试3 .性能分析按照设计程序分析，LED显示器动态扫描的频率约为167Hz,实际使 用观察时完全没有闪烁。上电时具有一个滚动显示子程序，可以方便的显 示制作日期等信息。七、心得体会在这次的课程设计中我遇到了些问题，如：数码

14、管一直显示00而不跳动, 原因就是少了返回指令SJMP；电路焊接短路时会导致数码管全亮，而不显示 数字。在解决这些问题时也是一个再次学习的过程。从开始接到论文要求到时钟的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说 都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的工程。在这段时 间里，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，每一次改良都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴 奋好一段时间。这次论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要用心去做的一件 事情，是真正的自己学习的过

15、程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能 力，没有自己的研究，就不会有所突破。通过设计，我在老师的精心指导和严 格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，单片机领域这对 我今后进一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。在此，忠心感谢老师以及 许多同学的指导和支持。一、 概述由芯片AT89C52构成的时钟计时器，具有体积小，本钱低，抗干扰能 力强，面向控制，可以实现分机各分布式控制等优点。它广泛应用于各种继电 器、电磁开关，控制器、廷时器、定时器等的时间测试。目前所使用的电秒表 大多是指针式或集成电路型的，结构相对复杂、测试功能单一。本仪器还具有 实时时钟、手动计时的功能。正常工作电压5V 二、技术参数1. 兼容MCS51指令系统 8k可反复擦写（1000次Flash ROM2. 32 个双向 I/O 口 - 256x8bit 内部 RAM3. 3个16位可