电子时钟课程设计精编版

电子时钟课程设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-单片机课程设计题目：电子时钟班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：摘要针对数字时钟的问题，利用8051单片机，proteus软件，vw(伟福)等软件，运用单片机中定时计数器T0,中断系统以及按键的控制实现了电子时钟的设计。

设计的电子时钟通过数码管显示，并能通过按键的设计实现小时与分钟的调整。

时间的启动与暂停等等。

关键字：数字时钟；单片机；定时计数器1 引言时钟，自他发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术不断的发展，人们对时间计量的进度要求越来越高，应用越来越广。

怎样让时钟更好地为人类服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。

现金，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，石英钟都使用了石英技术，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显示器代替指针显示器，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示的功能，还可以进行时、分的校对，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震荡定时信号，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，及定时时间，它通常有两种方法实现：一是软件实现，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起不高的场合；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。

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，以单片机为核心，辅以必要电路，构成了一个单片机电子时钟。

单片机应用系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件系统是指单片机以及扩展的存储器、I\O接口、外围扩展的功能芯片以及接口电路。

软件系统包括监控程序和各种应用程序。

在单片机应用系统中，单片机是整个系统的核心，对整个系统的信息输入、处理、信息输出进行控制。

与单片机配套的有相应的复位电路、时钟电路以及扩展的存储器和I\O接口，使单片机应用系统能够运行。

在一个单片机应用系统中，往往都会输入信息和显示信息，这就涉及键盘和显示器。

在单片机应用系统中，一般都根据系统的要求配置相应的键盘和显示器。

配置键盘和显示器一般都没有统一的规定，有的系统功能复杂，需输入的信息和显示的信息量大，配置的键盘和显示器功能相对强大，而有些系统输入/输出的信息少，这时可能用几个按键和几个LED指示灯就可以进行处理了。

在单片机应用系统在中配置的键盘可以是独立键盘，也可能是矩阵键盘。

显示器可以是LED指示灯，也可以是LED数码管，也可以是LCD显示器，还可以使用CRT显示器。

单片机应用系统中键盘一般用的比较多的是矩阵键盘，显示器用的比较多的是LED数码管还有LCD显示器。

2 设计方案及原理中断系统简介MCS-51单片机提供5个硬件中断源，2个外部中断源，2个定时计数器T0和T1的溢出中断TF0和TF1，1个串行口发送TI和接收RI中断。

MCS-51单片机中没有专门的开中断和关中断指令，对各个中断源的允许和屏蔽是由内部的中断允许寄存器IE的各位来控制的。

中断允许寄存器IE的字节地址为A8H，可以进行位寻址。

系统复位时，中断允许寄存器IE的内容为00H，如果要开放某个中断源，则必须使IE中的总控置位和对应的中断允许位置“1”。

MCS-51单片机有5个中断源，为了处理方便，每个中断源有两级控制，高优先级和低优先级。

通过由内部的中断优先级寄存器IP来设置，中断优先级寄存器IP的字节地址为B8H，可以进行位寻址。

如果某位被置“1”，则对应的中断源被设为高优先级；如果某位被清零，则对应的中断源被设为低优先级。

对于同级中断源，系统有默认的优先权顺序，从高到低优先权顺序为外部中断0、定时计数器T0中断、外部中断1、定时计数器T1中断、串行口中断。

通过设置中断优先级寄存器IP能够改变系统默认的优先级顺序。

计数器定时器简介MCS-51系列中51子系列有两个16位的可编程定时\计数器T0和定时\计数器T1。

它由加法计数器、方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON等组成。

方式寄存器用于设定定时计数器T0和T1的工作方式，控制寄存器用于对定时计数器启动、停止进行控制。

每个定时计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以外部信号计数实现计数功能通过编程设定来实现。

定时计数器有四种工作方式，通过编程可设定工作于某种方式。

四种工作方式为：13位定时\计数器、16位定时\计数器、8位自动重置定时\计数器、两个8位定时\计数器（只有T0有）。

每一个定时计数器定时计数时间到时产生溢出，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。

键盘和数码管简介键盘是单片机应用系统中最常用的输入设备，在单片机应用系统中，操作人员一般都是通过键盘向单片机系统输入指令、地址和数据，实现简单的人机通信。

键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。

键盘的结构形式一般有两种：独立式键盘和矩阵式键盘。

矩阵式键盘的工作方式有3种：查询工作方式、定时扫描工作方式和中断工作方式。

LED数码显示管在单片机应用系统中，经常用到LED数码管作为显示输出设备，LED数码管显示器虽然显示信息简单，但它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长、与单片机接口方便等特点，基本上能够满足单片机应用系统的需要，所以在单片机应用系统中经常用到。

LED数码管显示器是由发光二极管按一定的结构组合起来的显示器件。

在单片机应用系统中通常使用的是8段式LED 数码管显示器，它有共阴极和共阳极两种。

所谓译码方式是指由显示字符转换得到对应的字段码的方式。

对于LED数码管显示器，通常的译码方式有两种：硬件译码方式和软件译码方式。

LED数码管在显示时，通常有两种显示方式：静态显示方式和动态显示方式。

在使用时可以把它们组合起来。

在实际应用时，如果数码管个数较少，通常用硬件译码静态显示，在数码管个数较多时，则通常用软件译码动态显示。

设计思想电子时钟是利用单片机内部的定时器\计数器来实现的，它的处理过程如下：首先设定单片机内部的一个定时器\计数器工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间，然后对基准时间计数形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时，小时计24次则计满一天。

然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。

数码管显示可以采用静态显示方法或动态显示方法。

静态显示方法需要数据锁存器等硬件，接口复杂，时钟显示一般用6个或8个数码管。

由于系统没有其他的复杂的任务处理，而且显示的时钟信息随时都可能变化，一般采用动态显示方式。

动态显示方法线路相对简单，但需动态扫描，扫描频率要大于人眼视觉暂留频率，信息看起来才稳定。

在具体处理时，定时器计数器采用中断方式工作，对时钟的形成在中断服务程序中实现。

在主程序中只需对定时器计数器初始化、调用显示子程序和控制子程序。

时间调整的方法，设计了简单的按键，可以通过按键实现时、分的调整，在主程序中加入了键盘设置子程序。

用定时／计数器T0，工作于定时，采用方式1，对12MHZ的系统时钟进行定时计数，形成定时时间为50ms，所以定时初值为15536(3CB0H)。

用片内RAM 的7BH单元对50ms计数，计20次秒计数器78H单元加1，秒计数器加到60则分计数器79H单元加1，分计数器加到60则时计数器7AH单元加1，时计数器加到24则时计数器清0。

然后把秒、分、时计数器分成十位和个位放到8个数码管的显示缓冲区，通过数码管显示出来。

显示格式为小时十位、小时个位---分十位、分个位---秒十位、秒个位。

3 硬件设计图硬件原理图1图硬件原理图24软件设计设计模块程序分为4个部分：主程序，中断服务程序，显示程序，按键处理程序。

主程序主程序设置显示缓冲区以及定时计数器T0初始值，并开始计数，反复调用键盘扫描与显示子程序。

流程如图。

图主程序流程图中断服务程序定时计数器T0用于时间计时。

选择方式1，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用7BH对50ms计数，计20次则对秒单元(78H)加1，秒单元加到60则对分单元(79H)加1，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元(80H)加1，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标志一天时间计满。

中断服务程序流程图如图图中断服务程序流程图显示程序本系统共采用8个显示块，从右向左依次是秒各位、秒十位、横线、分各位、分十位、横线、时各位、时十位，分别连接、、、、、、、，对应显示缓冲区70H、71H、72H、73H、74H、75H、76H、77H。

P2口作为位选线，P0口作为段码线，数码块为共阳极连接，采用动态显示的方法。

按键处理程序按键从上到下依次为K0、K1、K2，分别与、、相连接。

按下K0键后，时钟停止计时，并进入小时调整状态，按K1或K2键可进行加1或减1操作，再按一次K0键，进入分钟调整状态，同样按K1或K2键可进行加1或减1操作，再按下K0键则恢复计时状态。

程序清单ORG 0000HLJMP STARTORG 000BH ;定时器/计数器T0中断程序入口LJMP INTT0START: MOV R0,#70H ;主程序MOV R7,#0CHINIT: MOV @R0,#00HINC R0DJNZ R7,INITMOV 72H,#0AHMOV 75H,#0AHMOV TMOD,#01HMOV TL0,#0B0HMOV TH0,#03CHSETB EASETB ET0SETB TR0START1: LCALL SCANLCALL KEYSCANSJMP START1DL1MS: MOV R6,#14H ;延时1MS子程序DL1: MOV R7,#19HDL2: DJNZ R7,DL2DJNZ R6 ,DL1RETDL20MS: ACALL SCAN ;延时20MS子程序ACALL SCANACALL SCANRETSCAN: MOV A,78H ; 数码管显示程序MOV B,#0AHDIV ABMOV 71H,AMOV 70H,BMOV A,79HMOV B,#0AHDIV ABMOV 74H,AMOV 73H,BMOV A,7AHMOV B,#0AHDIV ABMOV 77H,AMOV 76H,BMOV R1,#70H ;循环扫描显示MOV R5,#80H ;选通最右边的第一个数码块MOV R3,#08HSCAN1: MOV A,R5MOV P2,AMOV A,@R1MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DL1MSINC R1MOV A,R5RR AMOV R5,ADJNZ R3,SCAN1MOV P2,#00HMOV P0,#0FFHRETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH;“0~9”,“-”的共阳极字段码INTT0: PUSH ACC ;定时器/计数器T0中断服务程序PUSH PSWCLR ET0CLR TR0MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#03CHSETB TR0INC 7BHMOV A,7BHCJNE A,#14H,OUTT0MOV 7BH,#00INC 78HMOV A,78HCJNE A,#3CH,OUTT0MOV 78H,#00INC 79HMOV A,79HCJNE A,#3CH,OUTT0MOV 79H,#00INC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#18H,OUTT0MOV 7AH,#00OUTT0: SETB ET0POP PSWPOP ACCRETIKEYSCAN: CLR EA ;按键处理程序JNB ,KEYSCAN0JNB ,KEYSCAN1JNB ,KEYSCAN2KEYOUT: SETB EARETKEYSCAN0: LCALL DL20MSJB ,KEYOUTWAIT0: JNB ,WAIT0INC 7CHMOV A,7CHCLR ET0CLR TR0CJNE A,#03H,KEYOUTMOV 7CH,#00SETB ET0SETB TR0SJMP KEYOUTKEYSCAN1: LCALL DL20MSJB ,KEYOUTWAIT1: JNB ,WAIT1MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN11INC 79HMOV A,79HCJNE A,#3CH,KEYOUTMOV 79H,#00SJMP KEYOUTKSCAN11: INC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#18H,KEYOUTMOV 7AH,#00SJMP KEYOUTKEYSCAN2: LCALL DL20MSJB ,KEYOUTWAIT2: JNB ,WAIT2MOV A,7CHCJNE A,#02H,KSCAN21DEC 79HMOV A,79HCJNE A,#0FFH,KEYOUTMOV 79H,#3BHSJMP KEYOUTKSCAN21: DEC 7AHMOV A,7AHCJNE A,#0FFH,KEYOUTMOV 7AH,#17HSJMP KEYOUTEND总结针对电子时钟的问题，利用单片机内部的定时计数器T0计时的功能以50MS 为最小计时单位，进行计时，计20次为一秒，秒单元计60次为一分钟，分单元计60次为一小时，小时单元计24次为一天，每个单元计满则自动清0。