數(shù)字時鐘論文提綱
一 摘要
單片計算機即單片微型計算機。（Single-Chip Microcomputer ）,是 集CPU ,RAM ,ROM ,定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。而51 單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。這次畢業(yè)設(shè)計通過對它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計、開發(fā)軟、硬的能力。
二 說明
系統(tǒng)由AT89C51、LED 數(shù)碼管、按鍵、發(fā)光二極管等部分構(gòu)成，能實現(xiàn)時間的調(diào)整、定時時間的設(shè)定，輸出等功能。系統(tǒng)的功能選擇由SB0、SB1、SB2、SB3、SB4 完成。其中SB0為時間校對，定時器調(diào)整功能鍵，按SB 0 進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)。SB1 為功能切換鍵。第一輪按動SB1 依次進(jìn)入一路、二路、三路定時時間設(shè)置提示程序，按SB3 進(jìn)入各路定時調(diào)整狀態(tài)。定時時間到，二極管發(fā)亮。到了關(guān)斷時間后滅掉。如果不進(jìn)入繼續(xù)按SB1 鍵，依次進(jìn)入時間¡ 年¡ 位校對、¡ 月¡ 位校對、 ¡ 日¡ 位校對、¡ 時¡ 位校對、¡ 分¡ 位校對、¡ 秒¡ 位校對狀態(tài)。不管是進(jìn)入那種狀態(tài)，按動SB2 皆可以使被調(diào)整位進(jìn)行不進(jìn)位增量加1 變化。各預(yù)置量設(shè)置完成后，系統(tǒng)將所有的設(shè)置存入RAM 中，按SB1 退出調(diào)整狀態(tài)。上電后，系統(tǒng)自動進(jìn)入計時狀態(tài)，起始于¡ 00¡ 時¡ 00¡ 分。SB4 為年月日顯示轉(zhuǎn)換鍵，可使原來顯示時分秒轉(zhuǎn)換顯示年月日。
三、電路原理分析
1. 顯示原理
電原理圖見附圖1。由6 個共陰極的數(shù)碼管組成時、分、秒的顯示。P0 口的8 條數(shù)據(jù)線P0.0 至P0.7 分別與兩個CD4511 譯碼的ABCD 口相接，P2 口的 P2.0 至P2.2 分別通過電阻R10 至R13 與VT1 至VT3 的基極相連接。這樣通過P0 口送出一個存儲單元的高位、低位BCD顯示代碼，通過P2 口送出掃描選通代碼輪流點亮LED1 至LED6，就會將要顯示的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示出來。從P0 口輸出的代碼是BCD 碼，從P2 口輸出的就是位選碼。這是掃描顯示
原理。
2 鍵盤及讀數(shù)原理
鍵盤是人與微機打交道的主要設(shè)備，按鍵的讀取容易引起誤動作。可采用軟件去抖動的方法處理，軟件的觸點在閉合和斷開的時候會產(chǎn)生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不采取妥善處理的話，將引起按鍵命令錯誤或重復(fù)執(zhí)行，在這里采用軟件延時的方法來避開抖動，延時時間20ms.
3 連擊功能的實現(xiàn)按下某鍵時，對應(yīng)的功能鍵解釋程序得到執(zhí)行，如操作者沒有釋放按鍵，則對應(yīng)的功能會反復(fù)執(zhí)行，好象連續(xù)執(zhí)行，在這里我們采用軟件延時250ms,當(dāng)按鍵沒釋放則執(zhí)行下一條對應(yīng)程序。利用連擊功能，能實現(xiàn)快速調(diào)時操作。
四、程序設(shè)計思想和相關(guān)指令介紹
本系統(tǒng)的主程序主要完成時間顯示和定時輸出判斷功能。而年月日顯示和各時間單元進(jìn)位，時間設(shè)定時，調(diào)定時間設(shè)定時等功能全部在中斷服務(wù)程序中完成。
1．?dāng)?shù)據(jù)與代碼轉(zhuǎn)換。
由前述可知，從P2 口輸出位選碼，從P0 口輸出段選碼，LED 就會顯示出數(shù)字來。但P0口的輸出的數(shù)據(jù)是要BCD 碼，各存儲單元存儲的是二進(jìn)制數(shù)，也就是和要顯示出的字符表達(dá)的含義是不一致的。可見，將要顯示的存儲單元的數(shù)據(jù)直接送到P0 口去驅(qū)動LED 數(shù)碼管顯示是不能正確表達(dá)的，必須在系統(tǒng)內(nèi)部將要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過BCD 碼行轉(zhuǎn)換后，將各個單元數(shù)據(jù)的段選代碼送入P0 口，給CD4511 譯碼后去驅(qū)動數(shù)碼管顯示。
具體轉(zhuǎn)換過程如下：
我們先將要顯示的數(shù)據(jù)裝入累加器A 中，再將A 中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高低兩位的BCD 碼，再放回A 中，然后將A 中的值輸出。如：有一個單元存儲了45 這樣一位數(shù)，則需轉(zhuǎn)換成四位的BCD 碼：（0100）（0101）然后放入A 中。 A 中BCD 碼，高位四位代表¡4¡低四位代表¡5¡同時送給兩個譯碼器中，譯碼后¡ 45¡ 字就在兩個LED 中顯示出來。
2．計時功能的實現(xiàn)與中斷服務(wù)程序
時間的運行依靠定時中斷子程序?qū)r鐘單元數(shù)值進(jìn)位調(diào)整來實現(xiàn)的。計數(shù)器T0 打開后，進(jìn)入計時，滿100 毫秒后，重裝定時。中斷一次，滿一秒后秒進(jìn)位，滿60 秒后即為1 分鐘，分鐘單元進(jìn)位，60 分到了后，時單元進(jìn)位，24 小時滿后，天單元進(jìn)位。這樣然后根據(jù)進(jìn)率，得到年、月、日、時、分、秒存儲單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過掃描程序送LED 中顯示出來，實現(xiàn)時鐘計時功能。累加是用指令I(lǐng)NC 來實現(xiàn)的。進(jìn)入中斷服務(wù)程序以后，執(zhí)行PUSH PSW 和PUSH A 將程序狀態(tài)寄存器PSW 的內(nèi)容和累加器A 中的數(shù)據(jù)保存起來，這便是所謂的¡ 保護(hù)現(xiàn)場¡ . 以保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場時存取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲區(qū)叫做堆棧。在軟件的控制之下，堆棧可在片內(nèi)RAM 中的任一區(qū)間設(shè)定，而堆棧的數(shù)據(jù)存取與一般的RAM 存取又有區(qū)別，對它的操作，要遵循¡ 后進(jìn)先出¡ 的原則。
3 時間控制功能與比較指令
系統(tǒng)的另一功能就是實現(xiàn)對執(zhí)行設(shè)備的定時開關(guān)控制，其主要控制思想是這樣的：先將執(zhí)行設(shè)備開啟的時間和關(guān)閉時間置入RAM 某一單元，在計時主程序當(dāng)中執(zhí)行幾條比較指令，如果當(dāng)前計時時間與執(zhí)行設(shè)備的設(shè)定開啟時間相等，就執(zhí)行一條 CLR 指令，將對應(yīng)的那路P3 置為高電位，開啟；如果當(dāng)前計時時間與執(zhí)行設(shè)備設(shè)定的關(guān)閉時間相等，就執(zhí)行SETB對應(yīng)的P3 置低電位，二極管截止，。實現(xiàn)此控制功能用到的比較指令為CJNE A，#direct，rel，其轉(zhuǎn)移條件是累加器A 中的值與立即數(shù)不等則轉(zhuǎn)移。
參考文獻(xiàn)
1、 謝自美，《電子線路設(shè)計、實驗、測試 》武漢：華中理工大學(xué)出版社，2000
2、 何書森、何華斌《實用數(shù)字電路原理與設(shè)計速成》福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000.6
3、 白駒衍， 《單片計算機及應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社， 1999.2
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