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，廣泛應用于智能產品和工業(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)設計通過對它的學習，應用，從而達到學習、設計、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)光二極管等部分構成，能實現(xiàn)時間的調整、定時時間的設定，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，定時器調整功能鍵，按SB 0 進入調整狀態(tài)。SB1 為功能切換鍵。第一輪按動SB1 依次進入一路、二路、三路定時時間設置提示程序，按SB3 進入各路定時調整狀態(tài)。定時時間到，二極管發(fā)亮。到了關斷時間后滅掉。如果不進入繼續(xù)按SB1 鍵，依次進入時間¡ 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)。不管是進入那種狀態(tài)，按動SB2 皆可以使被調整位進行不進位增量加1 變化。各預置量設置完成后，系統(tǒng)將所有的設置存入RAM 中，按SB1 退出調整狀態(tài)。上電后，系統(tǒng)自動進入計時狀態(tài)，起始于¡ 00¡ 時¡ 00¡ 分。SB4 為年月日顯示轉換鍵，可使原來顯示時分秒轉換顯示年月日。
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備，按鍵的讀取容易引起誤動作�？刹捎密浖ザ秳拥姆椒ㄌ幚�，軟件的觸點在閉合和斷開的時候會產生抖動，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，則對應的功能會反復執(zhí)行，好象連續(xù)執(zhí)行，在這里我們采用軟件延時250ms,當按鍵沒釋放則執(zhí)行下一條對應程序。利用連擊功能，能實現(xiàn)快速調時操作。
四、程序設計思想和相關指令介紹
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位，時間設定時，調定時間設定時等功能全部在中斷服務程序中完成。
1．數(shù)據(jù)與代碼轉換。
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制數(shù)，也就是和要顯示出的字符表達的含義是不一致的�？梢姡瑢⒁@示的存儲單元的數(shù)據(jù)直接送到P0 口去驅動LED 數(shù)碼管顯示是不能正確表達的，必須在系統(tǒng)內部將要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過BCD 碼行轉換后，將各個單元數(shù)據(jù)的段選代碼送入P0 口，給CD4511 譯碼后去驅動數(shù)碼管顯示。
具體轉換過程如下：
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)與中斷服務程序
時間的運行依靠定時中斷子程序對時鐘單元數(shù)值進位調整來實現(xiàn)的。計數(shù)器T0 打開后，進入計時，滿100 毫秒后，重裝定時。中斷一次，滿一秒后秒進位，滿60 秒后即為1 分鐘，分鐘單元進位，60 分到了后，時單元進位，24 小時滿后，天單元進位。這樣然后根據(jù)進率，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INC 來實現(xiàn)的。進入中斷服務程序以后，執(zhí)行PUSH PSW 和PUSH A 將程序狀態(tài)寄存器PSW 的內容和累加器A 中的數(shù)據(jù)保存起來，這便是所謂的¡ 保護現(xiàn)場¡ . 以保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場時存取關鍵數(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RAM 中的任一區(qū)間設定，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)行設備的定時開關控制，其主要控制思想是這樣的：先將執(zhí)行設備開啟的時間和關閉時間置入RAM 某一單元，在計時主程序當中執(zhí)行幾條比較指令，如果當前計時時間與執(zhí)行設備的設定開啟時間相等，就執(zhí)行一條 CLR 指令，將對應的那路P3 置為高電位，開啟；如果當前計時時間與執(zhí)行設備設定的關閉時間相等，就執(zhí)行SETB對應的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，其轉移條件是累加器A 中的值與立即數(shù)不等則轉移。
參考文獻
1、 謝自美，《電子線路設計、實驗、測試 》武漢：華中理工大學出版社，2000
2、 何書森、何華斌《實用數(shù)字電路原理與設計速成》福州：福建科學技術出版社，2000.6
3、 白駒衍， 《單片計算機及應用》北京：電子工業(yè)出版社， 1999.2
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