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项目单片机控制的数码管电子时钟的设计和制作资料.ppt 184页
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项目二 单片机控制的数码管电子时钟的设计和制作
任务2.1 学习单片机汇编语言
任务2.2 学习MCS-51单片机指令系统
任务2.3 学习汇编语言程序设计
任务2.4 学习MCS-51中断系统 任务2.5 学习MCS-51单片机定时器/计数器
任务2.6 认识LED数码管显示器
任务2.7 8位数字时钟的设计与仿真
任务2.1 学习单片机汇编语言 单片机应用系统包括硬件和软件两部分，系统的控制功能需要通过执行一系列程序来实现。单片机系统的软件编程可以采用的语言有汇编语言和C51语言。本任务将重点介绍51单片机的汇编指令系统和编程技巧。
2.1.1 汇编语言的特点 2.1.2 汇编语言的语句和指令 2.1.3 MCS-51单片机指令简介及指令中符号的含义 2.1.4 寻址方式
汇编语言的特点
汇编语言(Assembly Language) 用英文字符来代替机器语言，这些英文字符被称为助记符。用助记符表示指令系统的语言称为汇编语言。它由字母、数字和符号组成，又称“符号语言”。 由于助记符一般都是操作功能的英文缩写，这样使程序易写、易读和易改。汇编语言仍是一种面向机器的语言，和CPU类别密切相关，不同CPU的机器有不同的汇编语言。计算机是不能直接识别在汇编语言中出现的各种字符，需要将其转换成机器语言，通常把这一转换（翻译）工作称为汇编。 因汇编语言运行速度快，占用内存空间小，且易读易记，所以在工业控制中广泛应用。 2.1.2
汇编语言的语句和指令
汇编程序是由一行行的语句构成的。看下面的程序片段。
ORG 0100H MAIN:
A,#0AH 给累加器送0AH
A,#10H 累加器加10H 从上面的例子可以看出，51单片机汇编语句的格式为： [标号:]
操作码助记符 [操作数1，操作数2， 操作数3] [；注释] 语句包括标号，指令，注释。但是，标号和注释不是一定会有的，而是根据需要加上去的。在一行语句中，指令一定会有，其中指令又分为真指令和伪指令。下面分别介绍标号、注释、指令格式。 标号：（1）标号是以字母开始的，由1~8个字符（字母或数字）组成。标号等效于地址，表示该指令所在的地址。（2）标号并不是必须的。而是根据需要来定的。通常在程序分支、转移所需要的地方才加上一个标号。（3）标号不能使用汇编语言中已经定义过的符号名，如指令助记符、寄存器名、伪指令等。（4）标号以“：”结尾。（5）在一个程序中不允许重复定义标号，即同一程序内不能在两处及两处以上使用同一标号。 指令格式：指令包括操作码和操作数两部分。一条指令一定会有操作码，但不一定有操作数。操作码表示该语句要执行的操作内容。操作码用指令助记符表示。操作码后面至少留一个空格，使其与后面的操作数分隔。 操作数：表示指令中参加运算的数据、操作码操作的对象。操作数的个数可以是0个（如RET指令）、1个（如DEC A）、2个（如MOV R0，A），也可以是3个（如CJNE A，#0FFH，START）。 注释：注释完全是用户根据需要添加的。必要的程序注释有助于提高程序的可读性，方便程序的修改，在注释释前面必须加分号。 2.1.3 MCS-51单片机指令简介及指令中符号的含义
MCS-51系列单片机具有十分丰富的指令系统，使用了42种操作码助记符来描述，共有33种操作功能。其中有的操作可以有多种寻址方式，这样就构成了111条指令。其分类如下： 按功能分类：数据传送指令29条，算术运算指令24条，逻辑运算指令24条，控制转移指令17条，位操作指令17条。 按指令字长分类：单字节指令49条，双字节指令46条，三字节指令16条。 按执行时间分类：单机器周期指令64条，双机器周期指令45条，四机器周期指令2条。
在分类介绍指令之前，我们先把描述指令的一些符号意义作一简单的介绍： Rn：当前选中的寄存器区的8个工作寄存器R0~R7； Ri：当前选中的寄存器区中可作间接寻址的2个工作寄存器R0、R1； direct：8位的内部数据存储器单元的地址，可以是内部RAM单元的地址及SFR的地址； #data：8位立即数，立即数前面必须加“#”； #data 16：16位立即数； addrl6：16位目的地址，用于LCALL和LJMP指令中，范围是64KB程序存储器空间； addr11：11位目的地址，用于ACALL和AJMP指令中，目的地址必须与下一条指令的第一字节在同一个2KB程序存储器地址空间之内； rel：8位带符号偏移量，用于SJMP和所有条件转移指令中；
DPTR：数据指针，可用作16位地址寄存器； bit：内部RAM或SFR中的直接
正在加载中，请稍后...摘要；在今天，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现；关键字：数字电子钟；单片机；目录；摘要......................；第1章绪论...................；1.1研究背景.................；1.1选题的目的和意义.............；1.2本课程设计的主要内容...........；第2章单片机电子时钟
在今天，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品是渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 现代生活的人们非常的重视时间观念，对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED 数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz 的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。
关键字：数字电子钟；单片机
摘 要 ................................................................................................................................................................ I
第1章 绪论 ................................................................................................................................................... 1
1.1研究背景 ........................................................................................................................................... 1
1.1 选题的目的和意义 .......................................................................................................................... 1
1.2 本课程设计的主要内容 .................................................................................................................. 2
第2章 单片机电子时钟设计方案设计 ....................................................................................................... 3
2.1 设计方案 .......................................................................................................................................... 3
2.1.1 计时方案 ............................................................................................................................... 3
2.2.2 显示方案 ............................................................................................................................... 3
2.2.3 键盘的基本原理 ................................................................................................................... 4
2.3.4 LED显示器的基本结构与原理 ........................................................................................... 7
第3章 硬件设计 ........................................................................................................................................... 9
3.1 硬件电路 .......................................................................................................................................... 9
3.2 数字钟的程序设计 .......................................................................................................................... 9
3.2.1 系统软件设计流程图 ......................................................................................................... 10
3.2.2 主程序 ................................................................................................................................. 10
3.2.3 定时器中断子程序 ............................................................................................................. 11
3.2.4 LED显示子程序 ................................................................................................................. 12
3.2.5 按键控制子程序 ................................................................................................................. 12
第4章 结论 ................................................................................................................................................. 14
参考文献 ....................................................................................................................................................... 15
附录1 软件清单 .......................................................................................................................................... 16
第1章 绪论
1.1研究背景
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
1.1 选题的目的和意义
单片机课程设计是单片机课程后续学习阶段的一个重要的实践学习环节，它既能增强学生对所学课程内容的理解和综合，也能培养学生的综合应用及设计能力，同时，还可以拓宽课程内容和培养创新意识。数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1.2 本课程设计的主要内容
本设计电子时钟主要功能为：
自动计时功能。
能显示计时时间，显示效果良好。
有校时功能，能对时间进行校准。
扩展功能：
具有整点报时功能，在整点时使用蜂鸣器进行报时。
具有定时闹钟功能，能设定定时闹钟，在时间到时能使蜂鸣器鸣叫。
第2章 单片机电子时钟设计方案设计
2.1 设计方案
单片机电子时钟方案选择主要涉及两个方面：计时方案和显示方案。
2.1.1 计时方案
单片机电子时钟计时有两种方法：第一种是通过单片机内部的定时器/计数器，采用软件编程来实现时钟计时，这种实现的时钟一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合；第二种是采用专用的硬件时钟芯片计时，这种实现的时钟一般称为硬时钟。专用的时钟芯片功能比较强大，除了自动实现基本计时外，一般还具有日历和闰年补偿等功能，计时准确，软件编程简单，但硬件成本相对较高，通常用在对时钟精度要求较高的场合。
2.2.2 显示方案
对于电子时钟而言，显示是另一个重要的环节。显示通常采用两种方式：LED数码管显示和LCD液晶显示。其中LED数码管显示亮度高，显示内容清，根据具体的连接方式可分为静态显示和动态显示，在多个数码管时一般采用动态显示，动态显示时须要占用CPU的大量时间来执行动态显示程序，显示效果往往和显示程序的执行相关。LCD液晶显示一般能显示的信息多，显示效果好，而且液晶显示器一般都带控制器，显示过程由自带的控制器控制，不须要CPU参与，但液晶显示器造价相对较高。
为了便于比较与学习，这里给出两种设计方案，一种是软件计时LED数码管显示的单片机电子时钟，另一种是硬件定时LCD液晶显示的单片机电子时钟。软件计时LED数码管显示的单片机电子时钟总体设计框图如图2-1所示。硬件定时LCD液晶显示的单片机电子时钟总体设计框图如图2-2所示。
图2-1 软件计时LED显示时钟总体框图
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