單片機課程設計——定時鬧鐘的設計

1、<p>　　電子技術基礎課程設計報告</p><p><b>　　定 時 鬧 鐘</b></p><p>　　2014年12月24日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設計是一個定時鬧鐘，它僅使用單片的40引腳單片機完成鬧鐘的全部功能。設計目的是為了學習和鞏固

2、單片機知識，使對已學過的基礎知識能有更深入的理解，學會獨立思考、獨立思考、獨立工作，以及提高對所學應用基本理論分析和解決實際問題的能力。</p><p>　　本文設計的定時鬧鐘采用80c51芯片，用匯編語言進行編程，時、分、秒用6位LED數碼管顯示。在電路中通過四個按鍵S1、S2、S3和S4來進行定時和調時，定時時間到通過喇叭發出報警聲。</p><p><b>　　設計系統的主

3、要功能</b></p><p>　　· 能顯示 時時－分分－秒秒。</p><p>　　·　能夠設置定時時間、 修改定時時間。</p><p>　　·　到定時時間能發出報警</p><p>　　1 系統總體方案及硬件設計</p><p>　　1.1　系統總體方案</p

4、><p>　　1）由于要顯示數字時間，所以需要6位數碼管。</p><p>　　2）時間的定時用時鐘電路，修改時間和定時用手動按鍵控制，報警聲通過喇叭發出。</p><p>　　3)80c51單片機加上外圍器件（2個3位共陽數碼管，8個限流電阻和一個蜂鳴器）和應用程序（ISIS 7 Professional軟件和KEIL編譯軟件），構成相應的應用系統。</p>

5、;<p>　　1.2系統設計方框圖</p><p><b>　　1.3硬件設計</b></p><p>　　1.3.1芯片：80c51</p><p>　　80c51芯片內不包含一個8位中央處理器cpu,4kb程序存儲器ROM，128B隨機存取存儲器，RAM,4個8位并行I/O接口，1個全雙工串行通信接口，2個16 位定時器、計數

6、器級及21個特殊功能寄存器。</p><p>　　由先進CMOS 工藝制造并帶有非易失性Flash 程序存儲器 全部支持12 時鐘和6 時鐘操作 P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分別包含128 字節和256 字節RAM 32 條I/O 口線 3 個16 位定時/計數器 6 輸入4 優先級嵌套中斷結構 1 個串行I/O 口 可用于多機通信 I/O 擴展或全雙工UART以及片內振蕩器和時鐘電

7、路。此外，由于器件采用了靜態設計，可提供很寬的操作頻率范圍，頻率可降至0 ?？蓪崿F兩個由軟件選擇的節電模式，空閑模式和掉電模式，空閑模式凍結CPU但RAM定時器，串口和中斷系統仍然工作掉電模式保存RAM的內容 但是凍結振蕩器 導致所有其它的片內功能停止工作。由于設計是靜態的時鐘可停止而不會丟失用戶數據 運行可從時鐘停止處恢復。</p><p><b>　　.1.3.2蜂鳴器</b></

8、p><p>　　由P3.7口控制蜂鳴器，使其定時時間到能發出報警聲。</p><p><b>　　1.3.3時鐘電路</b></p><p>　　單片機的時鐘產生方法有兩種:內部時鐘方式和外部時鐘方式。本系統中單片機采用內部時鐘方式。最常用的內部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHz～12MHz之間。電容值無嚴格要

9、求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩定性、大小和振蕩電路起振速度有少許影響，一般可在20pF～100pF之間取值。</p><p>　　單片機的時鐘電路:如圖所示</p><p>　　限流電阻：8個10k電阻</p><p>　　控制按鍵：本系統要進行時間的調整和定時，因此用4個手動按鍵對其進行控制。</p><p>　　1.3.4顯示器模塊的設

10、計</p><p>　　利用2個七段數碼管6個選位引腳連接C51單片機 P2.5 –P2.0接口，其他8個引腳分別通過限流電阻與C51單片機的P0.0 - P0.7和共陽極數碼管連接。</p><p><b>　　數碼管：</b></p><p>　　單片機中通常使用7段LED，LED是發光二極管顯示器的縮寫。LED顯示器由于結構簡單，價格便宜

11、，體積小，亮度高，電壓低，可靠性高，壽命長，響應速度快，顏色鮮艷，配置靈活，與單片機接口方便而得到廣泛應用。LED顯示器是由若干個發光二極管組成顯示字段的顯示部件，當發光二極管導通時，相應的一個點或一個筆劃發光，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符。</p><p><b>　　如圖所示</b></p><p><b>　　2軟件設計</b&g

12、t;</p><p><b>　　2.1劃分模塊</b></p><p>　　根據設計要求，定時鬧鐘程序可分為以下幾個模塊：</p><p>　　1）顯示時間的設置；</p><p>　　2）鬧鐘時間的設置：</p><p>　　4）定時時間的響應。</p><p><

13、;b>　　3.2程序流程圖</b></p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p><b>　　2.3匯編程序</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　LJMP START</p>&l

14、t;p><b>　　ORG 000BH</b></p><p><b>　　LJMP TIME</b></p><p>　　;;;;;;;;初始化;;;;;;;;</p><p>　　START: MOV SP, #50H</p><p>　　MOV 20H,#00H

15、 ;定義秒</p><p>　　MOV 21H,#00H ;定義分</p><p>　　MOV 22H,#00H ;定義時</p><p>　　MOV 23H,#01H ;定義鬧鐘分鐘</p><p>　　MOV 24H,#01H ;定義鬧鐘小時&

16、lt;/p><p>　　MOV 25H,#00H</p><p>　　MOV 26H,#01H</p><p>　　MOV 30H,#00H ;BCD SECOND</p><p>　　MOV 31H,#00H</p><p>　　MOV 32H,#00H

17、;BCD MINUTE</p><p>　　MOV 33H,#00H</p><p>　　MOV 34H,#00H ;BCD HOUR</p><p>　　MOV 35H,#00H</p><p>　　MOV 36H,#01H</p><p>　　MOV 37H,#00H</p>

18、;<p>　　MOV 38H,#01H</p><p>　　MOV 39H,#00H</p><p>　　MOV 50H,#00H ;按鍵次數</p><p>　　MOV TMOD,#01H ;16位計數器</p><p>　　MOV TH0, #03CH ;賦初值</

19、p><p>　　MOV TL0, #0B0H</p><p>　　MOV IE, #87H ;中斷允許</p><p>　　SETB TR0 ;啟動T0</p><p>　　MOV R2,#14H</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p

20、><b>　　CLR P3.7</b></p><p>　　;;;;;;;;主程序;;;;;;;;;</p><p>　　MAIN: LCALL TIMEPRO ;調用鬧鐘判斷</p><p>　　GB: LCALL DISPLAY1;調用時間顯示</p><p>　　JB P1.3

21、,M1 ;P1.3=1時轉移 S4沒有按下</p><p>　　LCALL SETTIME ;調用SETTIME調時子程序</p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p>　　M1: JB P1.2,M2 ;P1 g.

22、2=1時轉移　　　S3</p><p>　　LCALL SETATIME ;調用SETATIME子程序 </p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p>　　M2: JB P1.0,M4 ;P1.0＝1時轉移 S1</p><p>

23、　　LCALL LOOKATIME ;調用LOOKATIME顯示鬧鐘子程序</p><p>　　M4: LJMP MAIN</p><p>　　;;;;;;;;延時子程序 ；；；；；；</p><p>　　DELAY: MOV R4,#030H</p><p>　　DL00: MOV R5,#0FFH

24、</p><p>　　DL11: MOV R6,#9H</p><p>　　DL12: DJNZ R6,DL12</p><p>　　DJNZ R5,DL11</p><p>　　DJNZ R4,DL00</p><p><b>　　RET</b></p><p&g

25、t;　　;;;;;;;時間調整；；；；；；；</p><p>　　SETTIME: ;設置時間</p><p>　　L0: LCALL DISPLAY1</p><p>　　MM1: JB P1.3,L1 ;P1.3=1時轉移 </p><p>　　MOV C,P1.3 </p>

26、<p><b>　　JC MM1</b></p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p><b>　　JC MM1</b></p><p>　　MSTOP1: MOV C,P1.3 ;P1.3為0時轉移</p><p>　　JNC MSTO

27、P1 </p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p>　　MOV A,50H </p><p>　　INC 50H </p><p>　　CJNE A,#00H,HJ1</p><p><b>　

28、　LJMP L0</b></p><p>　　HJ1: MOV C,P1.3 </p><p>　　JNC MSTOP1</p><p>　　INC 22H ;小時自加一</p><p><b>　　MOV A,22H</b></p><p>　　

29、CJNE A,#18H,GO12 ;小時計數循環　</p><p>　　MOV 22H,#00H ;復位</p><p>　　MOV 34H,#00H</p><p>　　MOV 35H,#00H</p><p><b>　　LJMP L0</b></p><p>　　

30、L1: JB P1.1,L2 ;P1.1=1時轉移</p><p>　　MOV C,P1.1</p><p><b>　　JC L1</b></p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p><b>　　JC L1</b></p>&l

31、t;p>　　MSTOP2: MOV C,P1.1 ;P1.1＝0時轉移</p><p>　　JNC MSTOP2 </p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p>　　MOV C,P1.1</p><p>　　JNC MSTOP2</p><p>　　INC 2

32、1H ;分鐘加一</p><p><b>　　MOV A,21H</b></p><p>　　CJNE A,#3CH,GO11 ;分鐘計數循環</p><p>　　MOV 21H,#00H ; 復位</p><p>　　MOV 32H,#00H</p>&

33、lt;p>　　MOV 33H,#00H</p><p><b>　　LJMP L0</b></p><p>　　GO11: MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 32H,B ; 將A的低4位存入32單元&

34、lt;/p><p>　　MOV 33H,A ; 將A的高4位存入33單元</p><p><b>　　LJMP L0</b></p><p>　　GO12: MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　

35、MOV 34H,B ;將A的低4位存入34單元</p><p>　　MOV 35H,A ; 將A的高4位存入35單元</p><p><b>　　LJMP L0</b></p><p>　　L2: JB P1.0,L0 ; P1.0＝1時轉移</p>&l

36、t;p>　　MOV C,P1.0</p><p><b>　　JC L2</b></p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p>　　MOV C,P1.0</p><p><b>　　JC L2</b></p><p>　　S

37、TOP1: MOV C,P1.0 ; P1.0＝0時轉移</p><p>　　JNC STOP1 </p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p>　　MOV C,P1.0</p><p><b>　　JNC STOP1</b></p

38、><p>　　MOV 50H,#00H</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　;;;;;; 設置鬧鐘;;;;;;;;</p><p>　　SETATIME:LCALL DISPLAY2 ; 調用DISPLAY2顯示鬧鐘</p><p>　　N0: LCALL DISPLAY2&

39、lt;/p><p>　　MM2: JB P1.2,N1 ;P1.2=1時轉移</p><p>　　MOV C,P1.2</p><p><b>　　JC MM2</b></p><p>　　LCALL DELAY1 ; 延時</p><p><b&g

40、t;　　JC MM2</b></p><p>　　MSTOP3: MOV C,P1.2 ; P1.2＝0時轉移</p><p>　　JNC MSTOP3 </p><p>　　LCALL DELAY1 ; 延時</p><p>　　MOV A,50

41、H </p><p><b>　　INC 50H</b></p><p>　　CJNE A,#00H,HJ2</p><p><b>　　LJMP N0</b></p><p>　　HJ2: MOV C,P1.2</p><p>　　JNC MSTOP3</

42、p><p>　　INC 24H ;小時加一</p><p><b>　　MOV A,24H</b></p><p>　　CJNE A,#24,GO22 ;小時計數循環</p><p>　　MOV 24H,#00H ;復位</p><p>

43、　　MOV 38H,#00H</p><p>　　MOV 39H,#00H</p><p><b>　　LJMP N0</b></p><p>　　N1: JB P1.1,N2 ;P1.1＝1時轉移</p><p>　　MOV C,P1.1</p><p>

44、<b>　　JC N1</b></p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p><b>　　JC N1</b></p><p>　　MSTOP4: MOV C,P1.1 ;P1.1＝0時轉移</p><p>　　JNC MSTOP4

45、 </p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p>　　MOV C,P1.1</p><p>　　JNC MSTOP4</p><p>　　INC 23H ;分鐘加一</p><p><b>　

46、　MOV A,23H</b></p><p>　　CJNE A,#60,GO21 ;分鐘計數循環</p><p>　　MOV 23H,#00H ;復位</p><p>　　MOV 36H,#00H</p><p>　　MOV 37H,#00H</p><p><

47、b>　　LJMP N0</b></p><p>　　GO21: MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 36H,B ;將A的低4位存入36單元</p><p>　　MOV 37H,A ;將A的高4位

48、存入37單元</p><p><b>　　LJMP N0</b></p><p>　　GO22: MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 38H,B ;將A的低4位存入38單元</p><p&g

49、t;　　MOV 39H,A ;將A的高4位存入39單元</p><p><b>　　LJMP N0</b></p><p>　　N2: JB P1.0 ,N0 ;P1.0＝1時轉移</p><p>　　MOV C,P1.0</p><p><b>　　JC N2<

50、/b></p><p>　　LCALL DELAY1 ;延時</p><p>　　MOV C,P1.0</p><p><b>　　JC N2</b></p><p>　　STOP2: MOV C,P1.0</p><p><b>　　JNC STOP2&l

51、t;/b></p><p>　　LCALL DELAY1</p><p>　　MOV C,P1.0</p><p><b>　　JNC STOP2</b></p><p>　　MOV 50H,#00H</p><p><b>　　LJMP MAIN</b></

52、p><p>　　TIMEPRO: MOV A,21H</p><p><b>　　MOV B,23H</b></p><p>　　CJNE A,B,BK ;判斷定時鬧鐘的分鐘</p><p><b>　　MOV A,22H</b></p><p><b&

53、gt;　　MOV B,24H</b></p><p>　　CJNE A,B,BK ;判斷定時鬧鐘的小時</p><p>　　SETB 25H.0</p><p>　　MOV C,25H.0</p><p>　　LCALL TIMEOUT ;調用TIMEOUT</p><p><b&g

54、t;　　BK:RET</b></p><p><b>　　TIMEOUT:</b></p><p>　　X1: LCALL BZ ;調用喇叭響應程序</p><p>　　LCALL DISPLAY2 ;延時</p><p>　　CLR 25H.0 ;調用喇

55、叭響應程序結束</p><p>　　JB P1.0, X1 ;P1.0＝1時轉移</p><p>　　LCALL DELAY ;延時</p><p><b>　　CLR 25H.0</b></p><p>　　LJMP DISPLAY1 </p><p&

56、gt;　　BZ: CLR P3.7</p><p>　　MOV R7,#250 ;喇叭響應時間</p><p>　　T2: MOV R6,#124</p><p>　　T3: DJNZ R6,T3</p><p>　　DJNZ R7,T2</p><p><b>　　SETB P3.7&

57、lt;/b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　LOOKATIME:LCALL DISPLAY2</p><p>　　MM: JNB P1.0,LOOKATIME </p><p>　　LCALL DELAY1</p><p>　　LJMP MA

58、IN</p><p>　　DELAY1: MOV R4,#14H ;時間延時</p><p>　　DL001: MOV R5,#0FFH</p><p>　　DL111: DJNZ R5,DL111</p><p>　　DJNZ R4,DL001</p><p><b>　

59、　RET</b></p><p>　　;***********定時**************</p><p>　　TIME: PUSH ACC ;保護現場</p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p>　　MOVTH0,#03CH

60、 ;初值</p><p>　　MOVTL0,#0B0H</p><p>　　DJNZ R2,RET0</p><p>　　MOVR2,#14H</p><p><b>　　MOV A,20H</b></p><p><b>　　CLR C</b><

61、;/p><p>　　INC A ;秒自加一</p><p>　　CJNE A,#3CH,GO1 ;秒計數循環</p><p>　　MOV 20H,#0 ;復位</p><p>　　MOV 30H,#0</p><p&

62、gt;　　MOV 31H,#0</p><p>　　MOV A,21H</p><p>　　INC A ;分鐘自加一</p><p>　　CJNE A,#3CH,GO2 ;分鐘計數循環</p><p>　　MOV 21H,#0H

63、;復位</p><p>　　MOV 32H,#0</p><p>　　MOV 33H,#0</p><p>　　MOV A,22H</p><p>　　INC A ;小時自加一</p><p>　　CJNE A,#18H,GO3 ;小

64、時計數循環</p><p>　　MOV 22H,#00H ;復位</p><p>　　MOV 34H,#0</p><p>　　MOV 35H,#0</p><p>　　AJMP RET0</p><p>　　GO1:MOV 20H,A</p><

65、;p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 31H,A ;將A的低4位存入31單元</p><p>　　MOV 30H,B ;將A的高4位存入30單元</p><

66、p>　　AJMP RET0</p><p>　　GO2: MOV 21H,A</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV 33H,A ;將A的低4位存入33單元</p&

67、gt;<p>　　MOV 32H,B ;將A的高4位存入32單元</p><p><b>　　AJMPRET0</b></p><p>　　GO3:MOV 22H,A</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p>　　DIV AB

68、</p><p>　　MOV 35H,A ;將A的低4位存入35單元</p><p>　　MOV 34H,B ;將A的高4位存入34單元</p><p><b>　　AJMPRET0</b></p><p>　　RET0: POP PSW

69、 ;恢復現場</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　;;;******顯示子程序**********</p><p>　　DISPLAY1:MOV R0,#30H</p

70、><p>　　MOV R3,#0FEH</p><p>　　MOV A,R3</p><p>　　PLAY1: MOV P2,A</p><p>　　MOV A,@R0 ;取要顯示的數據</p><p>　　MOV DPTR,#DSEG1 ;指向

71、字形段碼首地址</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　CPL A ;查表取字形段碼</p><p>　　MOV P0,A ;指向P0口</p><p><b>　　LCALL DL1</b></p>

72、<p>　　MOV P2,#0FFH</p><p>　　MOV A,R3 ;判斷是否顯示到最低位</p><p>　　RL A ;左移一位</p><p>　　JNB ACC.6,LD1</p><p>　　INC R0

73、 ;緩沖器地址加一</p><p>　　MOV R3,A</p><p>　　LJMP PLAY1</p><p>　　LD1: RET</p><p>　　DISPLAY2: PUSH ACC ;保護現場</p><p><b>　　P

74、USH PSW</b></p><p>　　MOV R0,#36H</p><p>　　MOV R3,#0FBH</p><p>　　MOV A,R3</p><p>　　PLAY2: MOV P2,A</p><p>　　MOV A,@R0 ;取要顯

75、示的數據</p><p>　　MOV DPTR,#DSEG1 ;指向字形段碼首地址</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　CPL A ;查表取字形段碼</p><p>　　MOV P0,A ;指向P0口</p&g

76、t;<p>　　LCALL DL1 ;調用DL1</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p>　　MOV A,R3 ;判斷是否顯示到最低位</p><p>　　RL A ;左移一位</p><p>

77、　　JNB ACC.6,LD2</p><p>　　INC R0 ;緩沖器地址加一</p><p>　　MOV R3,A</p><p>　　LJMP PLAY2 ;調用PLAY2</p><p>　　LD2: POP PSW</p

78、><p>　　POP ACC ;恢復現場</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;;;;;;;DELAY;;;;;;;;</p><p>　　DL1: MOV R7,#20H</p><p>　　DL:

79、MOV R6,#20H</p><p>　　DL6: DJNZ R6,$</p><p>　　DJNZ R7,DL</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DSEG1: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;七段碼表</p><p&g

80、t;　　DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　END</b></p><p>　　3 protell軟件仿真：</p><p>　　通過S1、S2、S3和S4四個按鍵，對時間進行修改和鬧鐘的設置。定時時間到能發出報警聲，使用KEIL軟件編輯程序，生成HEX文件，然后用protel進行仿真，系統運行初始狀態：

81、</p><p>　　按下S1鍵顯示鬧鐘，松開后顯示時間；按下S4鍵進入時間修改模式，再按S4鍵時間的時加1，按S2分加1，調整結束后按下S1恢復正常顯示；按下S3鍵進入鬧鐘修改模式，再按S3鍵鬧鐘的時加1，按S2分加1，調整結束后按下S1恢復正常顯示。</p><p><b>　　4 課程設計體會：</b></p><p>　　課程設計是培養

82、學生綜合運用所學知識，發現、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環節，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。隨著科學技術發展的日新日異，單片機已經成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可以說得是無處不在，作為二十一世紀的大學生來說掌握單片機的開發技術是十分重要的。</p><p>　　通過本次單片機原理及應用課程設計使我充分認認到了課程設計的理要性和必要性，本次設計使我對已學過的基礎知識有了更深

83、入的理解，學會了獨立思考、獨立工作以及對應用所學基本理論分析和解決實際問題的能力有了很大的提高。另外，本次設計使我的實際操作技能得到了訓練， 同時也進一步培養了我嚴謹的科學作風。</p><p>　　回顧起此次單片機課程設計，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整兩個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是從中卻學到很多很多的的東西，不但鞏固了以前所學過的知識，而且對單片機原理課外知識也的到了拓展。做的過程中，開始的確

84、遇到了不少困難的問題，比如說芯片管腳不熟悉怎么放置，對單片機匯編語言掌握得不好等等，同時在這過程中也發現了自己的許多不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 </p><p>　　通過單片機課程設計之后，我不僅加深了對單片機理論的理解，將理論很好地應用到實際當中去，而且我們還學會了如何去培養創新精神和嚴謹的科學作風，從而不斷地戰勝自己，超越自己。更重要的是，我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，

85、不輕易言棄。</p><p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　[1]. 何宏.單片機原理及接口技術教程.北京：國防工業出版社，2008.4</p><p>　　[2]. 李廣弟.單片機基礎.北京：北京航空航天大學出版社，1992</p><p>　　[3]. 何立民.單片機應用技術大全.北京：北京航空