单片机设计数字钟实验报告

单片机实验报告
——数字钟设计
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一．实验目的
1、进一步熟悉C的语法知识和keil环境；
2、熟练掌握一些常用算法；
3、熟悉keil的编写、下载、调试过程；
4、了解单片机的工作原理和电路图；
5、熟悉单片机的外围电路功能模块、LED灯、数码管模块以及键盘；
6、熟练焊接技术。

二．实验器件
三．数字钟设计原理
数字钟实际是对标准频率计数的电路，由于计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡电路构成数字钟。

数字钟电子钟由以下几部分组成：按键开关部分，振荡电路部分，89c51单片机控制器，4位数码管显示部分，7407数码管驱动部分。

按键开关
振荡电路89C51
单片机控制器4位数码管显示
7407
列驱动
四．流程图
主程序流程图如图2.3所示，定时器T0中断服务程序流程图如2.4所示。

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五．51单片机系统的硬件连接
1、STC单片机最小系统硬件电路图如下
2、硬件电路的设计
该电路采用AT89C51单片机最小化应用，采用共阴7段LED数码管显示器，P2.4~P2.7口作为列扫描输出，P0口输出段码数据，P1.2,P1.1口接2个按钮开关，用于调时及功能误差，采用12Mhz晶振，可提高秒计时的精确度。

六．程序设计
HOUR EQU 3AH ;赋值伪指令
MIN EQU 3BH
SEC EQU 3CH
BUFF EQU 3DH
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH ;主程序入口
AJMP PTF0
ORG 0033H ;跳转到标号PTF0执行;**************************************************************
;主程序
MAIN: MOV HOUR, #00H ;时，分，秒，标记清零MOV MIN, #00H
MOV SEC, #00H
MOV BUFF, #00H
MOV SP, #0EFH ;设堆栈指针
MOV TH0, #0ECH ;定时器赋初值
MOV TL0, #78H
MOV 40H, #100 ;设循环次数
MOV 41H, #2
MOV TMOD , #1 ;写TMOD
MOV IP, #2 ;写IP
MOV IE, #82H
MOV R5,#0
;开中断
SETB TR0 ;启动定时器PTF0: SETB P1.2
MOV TH0, #0ECH
MOV TL0, #78H
INC R5
MOV R6,BUFF
CJNE R6,#00H,BB
MOV DPTR,#TAB1
LJMP LOOP0
BB:MOV DPTR,#TAB
LOOP0: CJNE R5,#1,LOOP1
ACALL LOP0
AJMP JK
LOOP1:CJNE R5,#2,LOOP2
ACALL LOP1
AJMP JK
LOOP2:CJNE R5,#3,LOOP3
ACALL LOP2
AJMP JK
LOOP3:ACALL LOP3
MOV R5,#0
JK: DJNZ 40H, PTFOR
XRL BUFF, #0FFH
MOV 40H, #100
JNB P1.1, JF
JNB P1.2, JS
MOV R7, 41H
CJNE R7, #1, AA
AA: DJNZ 41H, PTFOR
MOV 41H,#2
MOV A, SEC ;秒加1
ADD A, #1
DA A
MOV SEC, A
CJNE A, #60H, PTFOR
MOV SEC, #0 ;秒清零
JF: MOV A, MIN ;分加1
ADD A, #1
DA A
MOV MIN, A
CJNE A, #60H,PTFOR
MOV MIN, #0 ; 分清零
ACALL LED
JS: MOV A,HOUR
ADD A,#1
DA A
MOV HOUR,A ;时加1
CJNE A, #24H,PTFOR ;时加到24时否?是，清零
MOV HOUR, #0
PTFOR:RETI
LOP0: MOV A, MIN ;显示分钟的个位ANL A, #0FH
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0,A
MOV P2,#0F0H
CLR P2.4
CLR P0.4
RET
LOP1:
MOV A, MIN ;显示分钟的十位
SWAP A
ANL A, #0FH
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A
MOV P2, #0F0H
CLR P2.5
CLR P0.4
RET
LOP2: MOV A, HOUR ;显示时钟的个位
ANL A, #0FH
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A
MOV P2, #0F0H
CLR P2.6
RET
LOP3:
MOV A, HOUR ;显示时钟的十位
SWAP A
ANL A, #0FH
MOVC A, @A+DPTR
MOV P0, A
MOV P2, #0F0H
CLR P2.7
CLR P0.4
RET
TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;不带小数点的字型码
TAB1：DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH ;带小数点的字型码
END
七．系统调试及结果分析
硬件调试
硬件电路板中器件连接好后，先用万用表测试电路中有无虚焊短接之处，测试无误后，将板子通电，进行静态调试。

取好两跟短的导线，一根导线的其中一端接地，另一端接P2.4~P2.7口中的一个口，若数码管亮，再用另一根导线，其中异端接地，另一端与P0.0~P0.7依次接触，看数码管各段的亮灭情况，从而判断每个数码管各段的好坏及电路的是否正确。

软件调试
在LCA51编译器下进行汇编程序的编写，以子程序为单位调试，一段一段的编译与访真，最后结合电路板，进行整机联调。

结果分析
由于中断中对堆栈的处理需要花费时间，所以为了减小误差，实现数字钟的走时精度，应当在编程时尽量使中断次数比较少。

八．注意事项
1.在焊接电路板之前，应事先画好硬件原理图，把每一根精确排布，合理布局好各类元器件。

2.焊接时要注意焊接工艺，由于是通用板，质量不是太高，如果不注意，上面的小铜片很容易损坏，容易导致虚焊。

3.电路板及访真机接电源操作时，要注意正负极，并且严格的操作要求进行操作，以免造成元器件和仿真机的损坏。

4.在进行程序的编写时，应该熟悉所使用的每一条指令和程序的各项要求。

5焊接器件时，应该先焊接小器件，再焊接大器件，先焊接低器件，再焊接高器件。

6安装芯片时，应该注意1号脚的位置，如果安装错误，会造成芯片的损坏。

7焊接完一个模块都要用万用表检测电源和地是否出现短接，如果出现短路，需要检测出现短路的地方。

8在保证焊接准确度的前提下，应该尽可能考虑美观程度。

九．心得体会
基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数。

从而，使数字钟的精度仅仅取决于单片机的产生周期电路和定时器T0硬件电路的精确度；另外，程序较为简洁，具有可靠性较好的可读性和较好的可读性。

如果我们想将它应用于实时控制之中，只要对上述程序和硬件电路稍加修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。

我在这次的数字钟设计过程中很是受益匪浅。

通过对自己大学三年时间所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对设计内容思考和书面表达能力，最终顺利完成了。

这为自己今后进一步深化学习，积累了一点的宝贵经验。

撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计，分析和解决一个理论问题或者实际问题，把知识转化为能力的实际训练。

培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。

通过这次的课程设计我发现，只有理论水平提高了，才能够把理论和实际内容相结合，我们的学习不但要立足于书本，以解决理论和实际教学中的实际问题为目的，还要以实践相结合，理论问题即实践课题。