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AT89S51单片机作业
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你可能喜欢基于AT89C52单片机电子钟课程设计
常熟理工学院
&单片机课程设计（电子时钟）
Cip Mcrocomputer
Design& Of& Electronic
&&&&赵红全&&&&&&&&&&&&
&&&&&&物理与电子工程学院&&
&&&&电子信息工程&&&&&&&&&&
&&&&电信131&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&
指导教师& &&&&&&&徐建，周平&&&&&&&&&&
期& &&2015&年6月20日&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
本设计是基于51系列的单片机进行的实时时钟显示设计，可以显示
时、分、秒且具有可调整时间的功能。AT89S52是我们在大学课堂中学习的，因此本设计围绕该型号的单片机从电路图绘制、PCB板设计、程序设计，到各项功能实现，目的在于将三年的理论学习联系实际，提高对单片机的认识，熟悉单片机开发的全过程，巩固所学的软硬件知识，最终实现全面掌握该项技能，也在于积累实践经验，为将来的就业和创业打好基础，提高就业竞争力。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。查询了许多书籍和请教了很多前辈。&
1概述.....................................................5
2设计方案论证..........................................6&
2.1功能要求............................................6
2.2设计流程..............................................6&
2.2.1对电子时钟的总体分析和规划..........................6
2.2.2画电路原理图........................................
2.2.3编写程序准备.........................................6
2.2.4用KEIL Uvision3编写程序.............................7&
3主控制器和外围器件......................................7&
3.1 AT89S52单片机 ........................................7
3.2数码管LED
............................................7
3.3锁存器锁存器74HC573
...................................8
4硬件设计................................................10&
4.1系统概述...........................................10
4.2电源设计...........................................10
4.3单片机的复位电路..................................... 10
4.4单片机系统的晶振电路...............................10
4.5主电路设计...........................................11
5软件设计............................................11&
5.1主程序设计............................................12
5.2键盘子程序设计........................................12
5.3显示子程序设计.......................................12
6系统调试............................................13&
6.1软件调试............................................13
6.2硬件调试.............................................14
7结论...................................................14
致谢...................................................16
参考文献.................................................17
附录一硬件电路图.......................................18
附录二 主程序源代码......................................20
附录三 效果图............................................29
在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，目前已经渗透到我们生活的各个领域，如工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。&
时钟，自从它发明的那天起，就与人类的生产生活密不可分，但随着时代的进步，科技的不断发展，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服务，怎样让我们把握住时间呢？这就要求人们不断设计并且完善时钟。&
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显示器代替指针显示，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。利用AT89S52单片机内部的定时/计数器进行中断，配合软件延时实现时、分、秒的计时，该方法可以节省硬件成本，且能够对单片机的核心部分——定时/计数器、中断和程序设计方面得到锻炼和提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对学好单片机这门技术发挥一定的作用。另外，电子钟既可广泛应用于家庭,也可应用于银行、邮电、宾馆、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。&
2设计方案论证
&2.1功能要求&
1、能够用8位共阴数码管显示时、分、秒。
2、用四个独立键盘分别进行小时、分、秒调整和对时钟的停止和启动的控制。
3、采用24小时制 。
2.2 设计流程
2.2.1 对电子时钟的总体分析和规划
确定单片机类型为AT89S52，了解该单片机的引脚功能，选择外围电路设计所需要的元器件，包括AT89S52单片机、11.0592MHZ晶振、八个共阴数码管、两个74HC573锁存器、五个按键等，经过反复调试、修改直到最终确定电路结构。
画电路原理图&
根据2.2.1确定的电路结构画电路原理图，可以选择Altium designer
软件，如果原理图过于庞大可把原理图分模块再分别进行设计，但本设计原理图比较简单，故没有必要进行模块化设计。
2.2.3编写程序准备&
程序设计和电路结构是密不可分的，所以首先还得明确各个引脚的功能，然后根据引脚功能写出该电路的初始化函数，为了增加程序的可移植性，可以分别把数码管显示函数，独立键盘函数，中断函数写成main函数的子函数。注：强烈推荐使用C语言编写程序而不用汇编语言编写，因为C语言目前运用比较广泛，且具有可读性和移植能力强、结构灵活等优点。所以本设计采用C语言编程。
2.2.4用KEIL Uvision3编写程序
通过KEIL软件编写程序，在使用软件建立工程时，选用单片机型号为AT89S52，注意：在为目标设置选项时一定不要忘了勾选产生HEX文件，另外也不要忘了把主函数文件添加进工程。具体程序代码请查看附件——程序代码。
3主控制器和外围器件&
3.1 AT89S52单片机&
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。并具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32
口线，看门狗定时器，2
个数据指针，三个16
位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。&
3.2数码管LED&
LED显示器由若干个发光二极管组成，当发光二极管导通时，相应的一个笔画或一个点就发光。控制相应的管导通，就能显示出对应字符。各段LED显示器需要由驱动电路驱动。在七段LED显示器中，通常将各段发光二极管的阴极或阳极连在一起作为公共端。将各段发光二极管连在一起的叫共阳极显示器，用低电平驱动；将阴极连在一起的叫共阴极显示器，用高电平驱动。&
静态显示就是每一个显示器各笔画段都要独占具有一个锁存功能的输出口线，CPU把要显示的字形代码送到输出口上，就可以使显示器上显示所需的数字或符号，此后，即使CPU不在去访问它，因为各笔画段借口具有锁存功能，显示的内容也不会消失。
动态显示是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截止。静态显示有并行输出和串行输出两种方式。在本系统中数码管使用共阴极接法而且是用动态显示。&
3.3锁存器74HC573
74HC573的输入是和标准CMOS 输出兼容的；加上拉电阻，他们能和LS/ALSTTL输出兼容。当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。
X输出能直接接到CMOS，NMOS和TTL上
X操作电压范围：2.0V~6.0V
X低输入电流：1.0Ua
CMOS器件的高噪声抵抗特性
X=不用关心
4 硬件设计
4.1系统概述&
本系统的原理是通过单片机内部程序的延时和定时器0中断实现时间的控制显示，而时间的精度直接由定时器中断所装的初值决定，即TH0和TL0的初值。可靠性则由单片机本身的晶振性能决定，时钟的调节可通过扫描按键，选择内部变量值来完成，再通过74HC573锁存器的段选和位选控制，实现数码管的动态显示。
4.2电源设计&
在这里因设计分工和侧重点不同，电源模块用通用的5v变压器
4.3单片机的复位电路
& 在系统运行的过程中，有时可能对系统需要进行复位，为了避免对硬件系统经常加电和断电造成的损害，设计了手动的复位电路。这种电路的设计，在系统的运行过程中需要复位时，只需使开关闭合，在RST端就会出现一定时间的高电平信号，从而使单片机实现复位。
具体电路设计查看附件——电路图。
4.4单片机系统的晶振电路&
单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。MCS-51系列单片机内部都有一个时钟振荡电路，只需外接晶振源，就能产生一定频率的时钟信号送到单片机的内部的各个单元，决定单片机的工作速度。具体电路设计查看附件——电路图。
4.5主电路设计&
主电路的功能是完成时、分、秒之间的转换，再送往LED显示，并且接受键盘操作，对日期和时间进行校正。 显示部分用P0口做为输出数据接到LED数码管a到h，并接74HC573锁存器做为各段的驱动（为了节省I/O口，用两个74HC573锁存器接到P0上用作位选和段选）。P3.4,P3.5，P3.6,P3.7分别接键盘的K1,K2,K3,K4，通过控制P3口来控制键盘的扫描。单片机的18和19引脚接11.0592MHZ的晶振，并接两个30PF的电容同时接地，单片机复位端接一极性电容并连接到电源处，在极性电容的负极接一10K的电阻，并连接至地做为放电用。P2.6,P2.7分别姐锁存器74HC573的段选接口和位选接口。&
设计数码管采用动态显示，轮流扫描各个数码管使之显示相应的数型码，当扫描频率大于人眼所能识别的频率时就看不到闪烁现象。动态显示的亮度不如静态显示，但静态显示占用的I/O口资源较多，往往用移位寄存器74LS164等来扩充其I/O口不足的情况，当显示位数较多时，这样势必增加硬件开销，增大成本，不利于开阔市场。本设计的突出之处在于硬件电路简单，大大减少了硬件开销，这样又势必增加了软件开发的难度，但降低了成本有利于市场的开阔。
&软件的设计是设计控制系统的应用程序。其任务是在整体设计和硬件设计的基础上，确定程序结构，分配内RAM资源，划分功能模块，然后进行主程序和各模块程序的设计，最后连接起来成为一个完整应用程序，与硬件相结合完成相应功能。&
5.1主程序设计&
主程序采用模块化设计方法。程序的组成是通过分别调用各子程序，最终组成总体系统功能。这种方法能够简化主程序，使主程序更加清晰明了，也方便错误检测和修改。如附件——程序代码主函数main中所写，首先给函数main进行初始化（init）,然后通过一个while循环分别调用键盘扫描和数码管显示两个子函数实现对时钟的控制和显示。
5.2键盘子程序设计
&键盘消抖是写键盘子程序的重点和难点。当有键按下时，调用10ms延时程序，再判断是否有键按下，无则返回，若有先调用显示程序再判断是否松开，这样避免了在按键松开之前能正常显示。具体见附件——程序代码。
5.3显示子程序设计&
该函数模块应该算得上是本设计程序的最难的地方了。定义时要定义一个形参变量来接收由定时器0中断产生的以秒为单位的计数数字，先把计数的总数划分成时、分、秒，由于时、分、秒都要通过两位数码管显示，故还要分别把时、分、秒拆分成十位和各位，最后利用74HC573,通过段选和位选分别把时、分、秒的十位和各位送入各个数码管。
6系统调试&
单片机系统经过总体设计，完成了硬件和软件设计开发。通过软件和硬件相结合系统即可运行。但编制好的程序或焊接好的线路不能按预计的那样正常工作是常见的事，经常会出现一些硬件、软件上的错误，这是软件和硬件开发者经常遇见的，这就需要通过调试来发现错误并加以改正。调试可分为硬件调试和软件调试。本设计系统的已经在PC机上用模拟开发软件进行了检测和调试，并运行成功，最后进行实物图的硬件组装与调试，这样就给开发者提供了方便。&
6.1软件调试&
本设计是在Proteus软件和Wava6000软件相结合调试的，完全用仿真软件在PC机上对目标电路原理图和程序进行检测和调试。调试过程中单片机相应输入端由通用键盘和鼠标设定，运行状态、各寄存器状态、端口状态等都可以在指定的窗口区域显示出来，以确定程序运行有无错误。&
目标程序纠错：该阶段工作通常在目标程序编辑时就完成。一般来说，仿真软件能为用户输入的程序指令纠错，包括书写格式、标号未定义或多重定义、转移地址溢出等错误。&
整体程序调试：即把各子程序整体连起来进入到综合电路调试，看是否能实现预计的功能显示。在这阶段若发生故障，可以考虑各子程序在运行时是否破坏现场，数据缓冲单元是否发生冲突，标志位的建立和清除在设计上是否失误，堆栈是否溢出，输入输出状态是否正常等。用软件模拟器调试不需任何在线仿真器，也不需要用户样机，直接就可以在PC机上开发和调试。调试和修改完毕后可以直接使用编程器将软件固化在目标系统ROM中，然后投入运行。
6.2硬件调试&
调试工作可以分为四步：&
线路检查：根据硬件逻辑设计图，仔细检查样机线路是否连接正确，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求，必要时可用万用表检测线路通断情况。&
电源调试：样机的第一次通电测试很重要，若样机中存在电源故障，则加电后将造成器件损坏。调试的方法有两种：一种是断开样机稳压电源的输出端，检查空载时电源工作情况；另一种是拔下样机上的主要集成芯片，
检查电源的负载能力（用假负载）。确保电源无故障并性能符合设计要求。&
通电检查：在确保电源良好前提下，接通电源。最好在电源与其余电路之间串接一个电流表。若接通后电流很大，必须立即切断电源。电源大得超出正常范围，说明电路中有短路或故障。通电检查的主要目的是看系统是否存在短路或由元器件损坏、装配错误引起的电流异常。
检查芯片的逻辑关系是否出错：加电后检查各芯片插座上相关引脚的电位，仔细测量相应的输入输出电平是否正常。单片机系统大都是数字逻辑电路，使用电平检查法可首先查出逻辑设计是否正确，选用器件和连接关系是否符合要求等。&
本设计特点突出，性价比高，适合于家庭挂历，有很高应用价值。
硬件系统关系到所要设计的电子产品好坏，如系统抗干扰性等，所以要合理的安排尽量减少干扰提高性能。单片机是很容易受干扰的控制器，当采用外部晶振时，应尽量让其靠近单片机减少对其干扰，防止程序乱飞现象。同时还可以采用隔离等方式减少干扰，硬件系统设计的好坏很大部分来源于经验，所以我们要有动手的好习惯。&
软件设计是核心部分，具有多样化，灵活性高，易移植等优点，要深深理会各指令的含义才能更加熟练应用，中断的合理利用可以减少CPU利用资源，具有执行效率高等优点，本设计用到定时器中断以减少对CPU的占用，更好的处理其他功能。软件的设计大部分采用模块化设计的方法以方便调试，并使其可读性大大增强，方便更改和移植。在这次设计中我学到了很多，也发现了自己的不足，也难免有错误之处，敬请提出！
不知不觉，十二周的毕业设计结束了。我的毕业论文已整理完毕，电路调试进展良好。毕业设计的完成意味着我的大学学习生活即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活——工作。在此，我衷心地感谢所有在我做毕业设计期间帮助过我的人。&&
首先我要感谢徐建老师、周平老师顾涵老师的大力帮助和支持。在整个设计过程当中，为我的毕业设计带来了很大方便。同时在我完成课程设计的过程中提供了很多指导性的意见，使我受益匪浅。在此，我衷心感谢老师们给予我的帮助和教育。&
此外，还要衷心感谢其他所有对本课题的研究和论文撰写有过帮助的同学。最后，我要感谢我的母校——常熟理工学院，在校期间，这里给我留下了美好的回忆。特别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。祝愿母校的将来更美好！
参考文献&&&
[01]新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略/郭天祥编著。-北京：电子工业出版社，2009.1
[02]51单片机应用开发案例手册/程国刚编著。-北京：电子工业出版社，2011.11
[03]C程序设计/谭浩强著，-4版，-北京：清华大学出版社，2010.6
&[04]谢宜仁主编.单片机实用技术问答.北京:人民邮电出版社.2003.02&
[05]Protel DXP电路设计实例教程/王莹莹，汪东，晁阳编著。—北京：清华大学出版社，2008.7
&[06]房小翠,王金凤编著.单片机实用系统设计技术.北京:国防工业出版社.1999.06
[07]秦曾煌主编.电工学（电子技术）.北京：高等教育出版社，2004&
[08]何立民.单片机高级教程应用与设计.北京：北京航空航天大学出版社，2000
[09]刘国荣单片微型计算机技术.北京：机械工业出版社，1996
[10]王迎旭.单片机原理与应用.北京：机械工业出版社，2004&
[11]于永权.ATMEL89系列单片机应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，2001
[12]高峰.单片微型计算机原理与接口技术.北京：科学出版社，2003
[13]各种网络教程及其他
1.1电路原理图
1.2.1 Bottom Layer
1.2.2 Top Layer
#define uchar unsigned
#define uint& unsigned
#define& ulong& unsigned
sbit k1=P3^4;
sbit k2=P3^5;
sbit k3=P3^6;
sbit k4=P3^7;
sbit duan=P2^6;
sbit& wei=P2^7;
uchar code
table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
&&&&&&&&&&&&&
&&&&0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
void delay(uchar tms) ;
uint num0;
void display(ulong numdis)
ulong numdis1,numdis2,numdis3; //时分秒显示
ulong shi1,ge1,shi2,ge2,shi3,ge3;// 分离两个分别要显示的数
numdis1=numdis/3600;
numdis2=numdis600/60;
numdis3=numdis600`;
shi1=numdis1/10;
ge1=numdis1;
shi2=numdis2/10;
ge2=numdis2;
shi3=numdis3/10;
ge3=numdis3;
duan=1;//小时显示
P0=table[shi1];
duan=1;//时
P0=table[ge1];
duan=1;//&
duan=1;// 分
P0=table[shi2];
duan=1;//& 分
P0=table[ge2];
duan=1;// -
duan=1;// 秒
P0=table[shi3];
duan=1;// 秒
P0=table[ge3];
} void delay(uchar tms)
for(i=i&0;i--)
for(j=110;j&0;j--);
void init()//初始化函数
TMOD=0X01;
TH0=()/256;
TL0=()%6; //50MS
void keyscan()
&&delay(10);
num+=3600;
if(num&=86400)
while(!k1);
delay(10);
&&num+=60;
if(num&=86400)
while(!k2);
delay(10);
&if(num&=86400)
&while(!k3);
delay(10);
while(!k4);
Void &main()
&&keyscan();
display(num);
void time0() interrupt 1
TH0=()/256;
if(num0==20)
&if(num&=86400)
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菜鸟报道加请教（89S52定时器T2的应用问题）
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&&&&小弟直到大四才发现自己对单片机的兴趣，最近一个月在苦苦自学。可叹学校实在水平不够，同学中无一人可以交流，老师中无一人肯给予指导。实在痛苦万分异常，某天逛帖子得知21ic的大名。希望能在这里安个小窝，同时结交挚友。小弟在此先拜谢。&&&&&&&&言归正传：我了解到89s52有T2定时器，我想利用自动装载模式定个1秒的延时程序，因为T0,T1都有用途所以只能选T2。可我对T2进行赋初值的时候：&MOV&TL2,#0B0H&MOV&TH2,#3CH&CLR&TR2我用keil编译，然后提示错误信息为未定义符号&Tl2，TH2,TR2：&&&&..自我修改2.asm(100):&error&A45:&UNDEFINED&SYMBOL&(PASS-2)我确定开始选用的device是89s52,可为什么没反应呢？为什么会提示上面的错误？？&&&&&期待高手的解答，再次拜谢大家的关注。
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还有小弟我只会汇编，还没到C51水平，请大家回答的时候用汇编原理解释。谢谢各位。
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呵呵。加入说明：
T2CON&&&DATA&&&&0C8HRCAP2L&&DATA&&&&0CAHRCAP2H&&DATA&&&&0CBHTL2&&&&&DATA&&&&0CCHTH2&&&&&DATA&&&&0CDH或者#include&&ltREG52.INC&gt或者#include&&ltAT89S53.INC&gt
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感谢柳前辈
谢谢您的指点哦，我这就实验下。谢谢。
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纠正错误。
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由于我对本论坛操作的不熟练性，导致了刚才打错字，和错误回复。对不住刘前辈了。我不是有意打错的，以后一定学用五笔打字。
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应该是刘前辈说的那样
可以了吗？
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谢谢各位的关注
我刚学单片机1个月不到。之前学了一些单片机相关内容。我以后一定要学会c语言，谢谢各位前辈关注，我会继续努力的。
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