數字時(shí)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(shí)，計數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(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)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(guò)對它的學(xué)習，應用，從而達到學(xué)習、設計、開(kāi)發(fā)軟、硬的能力。

　　二、說(shuō)明

　　系統由AT89C51、LED 數碼管、按鍵、發(fā)光二極管等部分構成，能實(shí)現時(shí)間的調整、定時(shí)時(shí)間的設定，輸出等功能。系統的功能選擇由SB0、SB1、SB2、SB3、SB4 完成。其中SB0為時(shí)間校對，定時(shí)器調整功能鍵，按SB 0 進(jìn)入調整狀態(tài)。SB1 為功能切換鍵。第一輪按動(dòng)SB1 依次進(jìn)入一路、二路、三路定時(shí)時(shí)間設置提示程序，按SB3 進(jìn)入各路定時(shí)調整狀態(tài)。定時(shí)時(shí)間到，二極管發(fā)亮。到了關(guān)斷時(shí)間后滅掉。如果不進(jìn)入繼續按SB1 鍵，依次進(jìn)入時(shí)間 年 位校對、 月 位校對、 日 位校對、 時(shí) 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(dòng)SB2 皆可以使被調整位進(jìn)行不進(jìn)位增量加1 變化。各預置量設置完成后，系統將所有的設置存入RAM 中，按SB1 退出調整狀態(tài)。上電后，系統自動(dòng)進(jìn)入計時(shí)狀態(tài)，起始于 00 時(shí) 00 分。SB4 為年月日顯示轉換鍵，可使原來(lái)顯示時(shí)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(jiàn)附圖1。由6 個(gè)共陰極的數碼管組成時(shí)、分、秒的顯示。P0 口的8 條數據線(xiàn)P0.0 至P0.7 分別與兩個(gè)CD4511 譯碼的ABCD 口相接，P2 口的 P2.0 至P2.2 分別通過(guò)電阻R10 至R13 與VT1 至VT3 的基極相連接。這樣通過(guò)P0 口送出一個(gè)存儲單元的高位、低位BCD顯示代碼，通過(guò)P2 口送出掃描選通代碼輪流點(diǎn)亮LED1 至LED6，就會(huì )將要顯示的數據在數碼管中顯示出來(lái)。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(pán)及讀數原理

　　鍵盤(pán)是人與微機打交道的主要設備，按鍵的讀取容易引起誤動(dòng)作�？刹捎密浖�去抖動(dòng)的方法處理，軟件的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生抖動(dòng)，這時(shí)觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩定的，如不采取妥善處理的話(huà)，將引起按鍵命令錯誤或重復執行，在這里采用軟件延時(shí)的方法來(lái)避開(kāi)抖動(dòng)，延時(shí)時(shí)間20ms.

　　3 連擊功能的實(shí)現按下某鍵時(shí)，對應的功能鍵解釋程序得到執行，如操作者沒(méi)有釋放按鍵，則對應的功能會(huì )反復執行，好象連續執行，在這里我們采用軟件延時(shí)250ms,當按鍵沒(méi)釋放則執行下一條對應程序。利用連擊功能，能實(shí)現快速調時(shí)操作。

　　四、程序設計思想和相關(guān)指令介紹

　　本系統的主程序主要完成時(shí)間顯示和定時(shí)輸出判斷功能。而年月日顯示和各時(shí)間單元進(jìn)位，時(shí)間設定時(shí)，調定時(shí)間設定時(shí)等功能全部在中斷服務(wù)程序中完成。

　　1．數據與代碼轉換。

　　由前述可知，從P2 口輸出位選碼，從P0 口輸出段選碼，LED 就會(huì )顯示出數字來(lái)。但P0口的輸出的數據是要BCD 碼，各存儲單元存儲的是二進(jìn)制數，也就是和要顯示出的字符表達的含義是不一致的�？梢�(jiàn)，將要顯示的存儲單元的數據直接送到P0 口去驅動(dòng)LED 數碼管顯示是不能正確表達的，必須在系統內部將要顯示的數據經(jīng)過(guò)BCD 碼行轉換后，將各個(gè)單元數據的段選代碼送入P0 口，給CD4511 譯碼后去驅動(dòng)數碼管顯示。

　　具體轉換過(guò)程如下：

　　我們先將要顯示的數據裝入累加器A 中，再將A 中的數據轉換成高低兩位的BCD 碼，再放回A 中，然后將A 中的值輸出。如：有一個(gè)單元存儲了45 這樣一位數，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(shí)送給兩個(gè)譯碼器中，譯碼后 45 字就在兩個(gè)LED 中顯示出來(lái)。(責任編輯：1011)

　　2．計時(shí)功能的實(shí)現與中斷服務(wù)程序

　　時(shí)間的運行依靠定時(shí)中斷子程序對時(shí)鐘單元數值進(jìn)位調整來(lái)實(shí)現的。計數器T0 打開(kāi)后，進(jìn)入計時(shí)，滿(mǎn)100 毫秒后，重裝定時(shí)。中斷一次，滿(mǎn)一秒后秒進(jìn)位，滿(mǎn)60 秒后即為1 分鐘，分鐘單元進(jìn)位，60 分到了后，時(shí)單元進(jìn)位，24 小時(shí)滿(mǎn)后，天單元進(jìn)位。這樣然后根據進(jìn)率，得到年、月、日、時(shí)、分、秒存儲單元的值，并經(jīng)譯碼后，通過(guò)掃描程序送LED 中顯示出來(lái)，實(shí)現時(shí)鐘計時(shí)功能。累加是用指令I(lǐng)NC 來(lái)實(shí)現的。進(jìn)入中斷服務(wù)程序以后，執行PUSH PSW 和PUSH A 將程序狀態(tài)寄存器PSW 的內容和累加器A 中的數據保存起來(lái)，這便是所謂的 保護現場(chǎng) . 以保護現場(chǎng)和恢復現場(chǎng)時(shí)存取關(guān)鍵數據的存儲區叫做堆棧。在軟件的控制之下，堆�？稍谄瑑萊AM 中的任一區間設定，而堆棧的數據存取與一般的RAM 存取又有區別，對它的操作，要遵循 后進(jìn)先出 的原則。

　　3 時(shí)間控制功能與比較指令

　　系統的另一功能就是實(shí)現對執行設備的定時(shí)開(kāi)關(guān)控制，其主要控制思想是這樣的：先將執行設備開(kāi)啟的時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間置入RAM 某一單元，在計時(shí)主程序當中執行幾條比較指令，如果當前計時(shí)時(shí)間與執行設備的設定開(kāi)啟時(shí)間相等，就執行一條 CLR 指令，將對應的那路P3 置為高電位，開(kāi)啟；如果當前計時(shí)時(shí)間與執行設備設定的關(guān)閉時(shí)間相等，就執行SETB對應的P3 置低電位，二極管截止，。實(shí)現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 中的值與立即數不等則轉移。

　　參考文獻

　　1、 謝自美，《電子線(xiàn)路設計、實(shí)驗、測試 》武漢：華中理工大學(xué)出版社，2000

　　2、 何書(shū)森、何華斌《實(shí)用數字電路原理與設計速成》福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000.6

　　3、 白駒衍， 《單片計算機及應用》北京：電子工業(yè)出版社， 1999.2

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