单片机课设报告

单片机课程设计报告设计课题：基于51系列单片机的时钟设计专业班级：小组成员：指导教师：设计时间：目录设计任务与要求 (3)1.基本设计要求 (3)2.选作项目 (3)相关硬件结构概述 (4)1.硬件结构原理 (4)2.相关电路图： (6)软件结构概述 (12)程序清单 (14)程序调试 (21)课程总结 (22)参考文献 (24)设计任务与要求1.基本设计要求(1)在ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱的硬件结构上编写软件完成设计。

也可以在其它MCS—51单片机硬件板上完成，或自行设计硬件并制做完成。

(2)程序的首地址应使目标机可以直接运行，即从0000H开始。

在主程序的开始部分必须设置一个合适的栈底。

程序放置的地址须连续且靠前，不要在中间留下大量的空闲地址，以使目标机可以使用较少的硬件资源。

(3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。

开始计时时为000000，到235959后又变成000000。

(4)在键盘上选定3个键分别作为小时、分、秒的调校键。

每按一次键，对应的显示值便加1。

分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。

在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。

(5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法。

(6)上机调试通过。

2.选作项目有能力的同学，在做完以上设计后，可选作此项设计内容。

(1)另设三个键，分别作小时、分、秒的减1调校。

(2)在以上设计的基础上，修改程序制作一个电子秒表。

分、秒各占用2位显示，1/10秒、1/100秒各占用1位显示。

设定二个键分别作启动／停止、清零。

(3)在做完(2)后，将时钟与秒表合二为一，并且在同时使用时互不影响。

即可在时钟与秒表之间任意切换，而不影响走时、计秒。

相关硬件结构概述硬件结构原理该课程设计基于STC89C52单片机为核心完成的，外加少量其他辅助器件，硬件结构比较简单。

由于本电路结构比较简单，单片机I/O口完全够用，故我们将6位8段LED直接和单片机相连。

硬件结构中的6位8段LED显示器，采用动态方式驱动。

我们采用的是共阳电路，一位LED显示器显示内容一段时间，然后下一位LED显示器显示内容一段时间……，周而复始。

只要刷新频率不小于50Hz，就可以获得清晰稳定的显示效果。

为了增加和位选相连接的I/O口的驱动能力，直接接上上拉电阻。

在本设计中，只使用了6个按键。

复位键，模式设定键、2个上下调节键。

1、定时器/计数器定时器/计数器简称定时器，其作用主要用于生产各种时间间隔、记录外部脉冲与事件的数量等，是微机中最常用、最基本的部件之一。

89C52单片机有2个16位的定时器/计数器0（T0）和定时器1（T1）.T0由2个定时寄存器TH0和Th0构成，T1则由Th1和TL1构成，他们分别映射在特殊功能寄存器中，从而可以通过对特殊功能寄存器的读写来实现对这两个定时器的操作。

作为定时器时，每个机器周期定时寄存器自动加1，所以定时器也可以看做是计量机器周期的计数器。

由于每个机器周期为12个时钟震荡周期，所以定时器的分辨率是时钟震荡频率的1/12.作为计数器时，只要在单片机外部引脚T0（T1）有从1到0电平的负跳变，计数器自动加1.计数的最高频率一般为振荡频率的1/24，例如，选用12MHz晶振，则最高计数频率为0.5MHz。

2、中断系统当中央处理器CPU正在执行某程序时，由于某种原因，外界向CPU发出暂停目前工作去处理更重要的事情的请求，程序被打断；CPU响应该请求并转入相应的处理程序，处理程序完成以后，再返回原来程序被打断的位置，继续原来的工作，这一过程称为中断。

实现中断功能的部件称为中断系统，或称为中断控制逻辑系统。

89C52单片机的中断系统简单实用。

其基本特点是：有6个固定的可屏蔽的中断源，4个在片内，2个在片外，他们在程序存储器中各有固定的中断入口地址，由此进入中断服务程序；6个中断源由两级有先级，可形成中断嵌套；2个特殊功能寄存器用于中断控制和条件设置的编程。

若某个中断源通过编程设置，处于被打开的状态，并满足中断响应的条件，而且满足如下3个条件时，单片机响应此中断：1）当前正在执行的那条指令已被执行完。

2）当前未响应同级或高级中断。

3不在操作IE、IP中断控制寄存器或执行RETI中断指令。

在正常情况下，从中断请求信号有效开始，到中断得到响应，通常需要3个机器周期到8个机器周期。

中断得到响应后，自动清除中断请求标志（对串行I\O端口的中断标志，要用软件清除），将断点即程序计数器之值（PC）压入堆栈（以备恢复用）；然后把相应的中断入口地址装入PC，使程序转入相应的中断服务程序中去执行。

各个中断源在程序寄存器中的中断入口地址如表1所示。

中断源入口地址INT0(外部中断0) 0003HTF0（T0中断）000BHINT1(外部中断T1) 0013HTF1(T1中断) 001BHRI/TI（串行口中断）0023HTF2（T2中断）002BH各个中断入口地址相隔很近，不便于存放各个比较长的中断服务程序，故通常将中断服务程序存放在另外方便存放的地方，而在中断入口地址开始的二三个单元中，安排一条转移类指令，以转入中断服务程序。

由于6个中断源各有其中断求标志IE0、TF0、IE1、TF1、RI/TI以及TF2，在中断源满足中断请求的条件下，各标志自动置1，向CPU请求中断。

如果某个中断源提出中断请求后，CPU不能立即响应，只要该中断请求标志不被软件认为清除，中断请求的状态就将一直保持，直到CPU响应此中断为止。

对串行口中断而言，这一过程与其他5个中断的不同之处在于，即使CPU响应了中断，其中断标志RI/TI也不会清零，必须在中断服务程序中设置清除RI/TI的指令后，才有可能再一次提出中断请求。

CPU的现场保护和恢复必须由被响应的相应中断服务程序去完成。

当执行RI/TI中断返回指令后，断点值自动从栈顶2字节弹出并装入PC寄存器，使CPU 继续执行被打断的程序。

本课程设计中用到的定时器T0，并通过T0定时时间到产生中断。

由于实验中定时器T0工作于方式1（即16位方式）且定时器中断允许，因此当定时器计满回零时，TF=1，并可申请中断；当CPU响应中断并进入中断服务程序后，TF 自动清零。

所以，在中断服务程序中只需要重新设置定时器初始值。

如果通过对TF查询来确定定时器状态（定时器中断不被允许），在查得TF=1，亦即定时器回零后，要用指令将TF清零，以便下次操作。

相关电路图：八段数码管：共阳极电路：各部分电路原理图：显示部分电路：电源部分电路：单片机部分电路：数码管驱动电路：控制按钮：复位电路：仿真原理图：最后的PCB图：软件结构概述1．主程序在主程序中只完成系统的初始化，同时进行时、分、秒按键的扫描。

如果有按键按下，则做相应时、分、秒计数数据的加1处理。

主程序执行的流程图如下图所示：YYYNN开始初始化( 定时器、显示区、 中断系统、计数单元等)开中断调用显示子程序调用键盘扫描子程序有键按下？ 关中断秒键？ 秒加1处理分加1处理分键？NY小时键？小时加1处理N图1 主程序流程图（2）定时器中断服务程序定时器T0用于时间计时。

定时计数个数为5000，由于采用12MHz晶体振荡器，所以定时益处中断周期为5000u s=1ms。

为保证计时的准确性，进入中断服务程序时应立即重设计数初始值。

在中断程序中还要判断是否计时1s，若是，还应通过调用其他子程序作时、分、秒值的处理。

定时器中断处理重送初值保护现场计数单元加1N到1秒？秒加1N秒到60？秒清0、分加1N分到60？N小时到24？小时清0恢复现场中断返回图2 定时器中断程序流程图(3)显示子程序该子程序通过在中断服务程序中被调用而执行。

每一次中断程序调用一次，其作用是根据扫描指针循环驱动各个数码管。

（4）时钟调整子程序当中断程序中判断出计时1s时，该程序即被调用执行。

其作用为将秒的计数值加1，同时判断是否应对时批、分作相应修改。

（5）延时子程序用于键盘的延时去抖。

程序清单：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*八段共阳管显示定义*///从右往左6~1依次显示unsigned char wei[6]={0x3e,0x3d,0x3b,0x37,0x2f,0x1f};//从左往右依次为1~6位显示// unsigned char wei[6]= {0X1f,0x2f,0x37,0x3b,0x3d,0x3e,};uchar code duan1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};uchar code duan2[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};uchar BUFF[6];/*定义并初始化变量*/uchar second=56; minute=34; hour=12; unit=0; hun=0; ten=0; sec=0; min=0; m=0, n, q, p,t;sbit P_left_del=P1^0; //键值的定义sbit P_right=P1^1;sbit P_on_off=P1^2;sbit P_add=P1^3;sbit P_sub=P1^4;sbit P_tran=P1^5;/*函数声明*/void delay(uchar k); //延时子程序void time( ); //时间处理子程序void display( ); //时间显示子程序void keyboard( ); //键盘扫描子程序void stopwatch( ); //秒表显示子程序/*****************************//*延时子程序*//****************************/void delay (uchar k){uchar j,i;for(i=k;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}/*****************************//* 时间显示子程序*//*****************************/void display(void){uchar i;BUFF[0]=~duan1[second%10]; //显示秒的个位BUFF[1]=~duan1[second/10]; //显示秒的十位BUFF[2]=~duan2[minute%10]; //显示分的个位BUFF[3]=~duan1[minute/10]; //显示分的十位BUFF[4]=~duan2[hour%10]; //显示时的个位BUFF[5]=~duan1[hour/10]; //显示时的十位for(i=0;i<6;i++){P0=BUFF[i];P2=wei[i];delay(1);P2=0xff;}}/*******************************//*秒表显示子程序*//******************************/void stopwatch(void){uchar a;if(n==1){TR0=1;ET0=1;TR1=1;ET1=1;}if(n==0){TR0=1;ET0=1;TR1=0;ET1=0;}BUFF[0]=~duan1[hun];BUFF[1]=~duan2[ten];BUFF[2]=~duan2[sec%10];BUFF[3]=~duan1[sec/10];BUFF[4]=~duan2[min%10];BUFF[5]=~duan1[min/10];for(a=0;a<6;a++){P0=BUFF[a];P2=wei[a];delay(1);P2=0xff;}}/*******************************//*键盘扫描子程序*//*******************************/void keyboard (){if(P_tran==0) //如果模式选择被按下，{delay(10);if(P_tran==0){while(!P_tran);m++; //模式切换if(m==2)m=0;}}if(m==1) //秒表模式{if(P_on_off==0) //秒表暂停{delay(10);if(P_on_off==0){while(!P_on_off);n++; //调整方向（左右）if(n==2)n=0;}}}if((m==1)&&(n==0)) //进入秒表显示 00：00:00 n=0表示暂停状态{if(P_left_del==0) //清空{delay(10);if(P_left_del==0){while(!P_left_del);hun=0;ten=0;sec=0;min=0;}}}if(m==0) //时钟{if(P_on_off==0) //停止，调整时间，为1时：调时{delay(10);if(P_on_off==0){while(!P_on_off);q++;TR0=0;if(q==2){q=0;TR0=1;}}}}if(q==1&P_right==0){delay(20);if(P_right==0){while(!P_right);p++;if(p==3)p=0;}}if(q==1&P_left_del==0){delay(20);if(P_left_del==0){// while(!P_left_del);if(p==0)p=3;p--;}}if(p==0){delay(20);if(P_add==0){while(!P_add);second++;if(second==60){second=0;}}if(P_sub==0){while(!P_sub);if(second==0){second=60;}second--;}}if(p==1){delay(20);if(P_add==0){while(!P_add);minute++;if(minute==60){minute=0;}}if(P_sub==0){while(!P_sub);if(minute==0){minute=60;}minute--;}}if(p==2){delay(20);if(P_add==0){while(!P_add);hour++;if(hour==24){hour=0;}}if(P_sub==0){while(!P_sub);if(hour==0){hour=24;}hour--;}}}/**************************//*主函数*//**************************/void main(void){m=n=q=p=0;TMOD = 0x11; //time0为定时器，方式1TH0=(65536-50000)/256; //预置计数初值TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;EA=1;ET0=1; //开定时器0中断ET1=1;TR0=1; //启动定时器0while (1){keyboard(); //按键扫描if(m==0){display();}if(m==1){stopwatch();}}}void timer0() interrupt 1 //定时器0方式1，50ms中断一次{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;unit++;if(unit==20){second++;unit=0; //注意点。