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 個共陰極的數碼管組成時、分、秒的顯示。 P0 口的 8 條數據線 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，就會將要顯示的數據在數 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。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 就會顯示出數字 來。但 P0 口的輸出的數據是要 BCD 碼，各存儲單元存儲的是二進制數，也就是和要顯示出的字符表達 的含義是不一致的?？梢?，將要顯示的存儲單元的數據直接送到 P0 口去驅動 LED 數碼管顯 示是不能正確表達的，必須在系統(tǒng)內部將要顯示的數據經過 BCD 碼行轉換后，將各個單元數 據的段選代碼送入 P0 口，給 CD4511 譯碼后去驅動數碼管顯示。 具體轉換過程如下： 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值進位調整來實現(xiàn)的。計數器 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。這樣然后根據進率， 得到年、月 、日、時、分、秒存儲單元的值，并經譯碼后，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 中的數據保存起來，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 數據的存儲區(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 的數據存取與一般的 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 五：程序 SEC EQU 32H ;秒 即時時間 偽指令 MIN EQU 31H ;分 HOUR EQU 30H ;時 DAY EQU 35H ;日 MON EQU 34H ;月 YEAR EQU 33H ;年 MIN_1 EQU 41H ;分 定時器 1 路、開存儲單元 HOUR_1 EQU 42H ;時 DAY_1 EQU 43H ; MON_1 EQU 44H ; YEAR_1 EQU 45H ; MIN_11 EQU 40H ;分 定時器 1 路、關存儲單元 HOUR_11 EQU 46H ;時 DAY_11 EQU 47H ;日 MON_11 EQU 48H ;月 YEAR_11 EQU 49H ;年 ;* ORG 0000H ljmp MAIN ORG 0003H ;中斷轉換顯示年月日、 INT0（ SB4 鍵） LJMP SHOW ORG 000BH ;計數中斷 T0、方式 1 LJMP TIME ORG 0013H LJMP CHANGE; 調整時間、定時、 INT1（ SB0 鍵） ;-主程序 ORG 0030H MAIN: ;-初始化付值 MOV YEAR , #02 MOV MON , #05 MOV DAY , #01 MOV HOUR , #00 MOV MIN , #00 MOV SEC , #00 CLR 40H ;定時單元 1 路清零 CLR 41H CLR 42H CLR 43H CLR 44H CLR 45H CLR 46H CLR 47H CLR 48H CLR 49H ;-開中斷 MOV TMOD , #01H ;計數、模式 1、 T0 MOV TL0, #0B0H ;100SM 計數定時 MOV TH0, #3CH ; clr p3.0 MOV 20H, #0AH ;10 次 *100SM SETB PT0 ;T0 為最高級 SETB TR0 ;允許計數 SETB ET0 ;允許 T0 中斷 SETB EX0 ;允許 INT0 中斷 SETB EX1 ;允許 INT1 中斷 SETB EA ;開總中斷 ;-顯示、定時器啟動判斷 LOOP: MOV R1, #30H; 存儲單元 MOV R4, #01H; 位選通 MOV R3, #03H; 三組顯示 NEXT: MOV A , R1 ; MOV B , #10 ;將存儲單元轉換成兩高低兩組的BCD 碼 DIV AB SWAP A ORL A, B MOV P0, A;輸出 MOV P2, R4 INC R1 ;下一單元 MOV A, R4 ; RL A ;位移 MOV R4, A LCALL DE5SM ;延時 0.5SM DJNZ R3, NEXT ;全掃描顯示一偏 ;-判斷定時輸出 (只編寫了一路 ) CJNE R7, #88H,LOOP ;是 8 則開，否則、定時已關、轉 ;-開 MOV A, YEAR CJNE A, YEAR_1, LOOP_1;年比較，不等轉關 MOV A, MON CJNE A, MON_1, LOOP_1 MOV A, DAY CJNE A , DAY_1,LOOP_1 MOV A, HOUR CJNE A, HOUR_1,LOOP_1 MOV A, MIN CJNE A, MIN_1, LOOP_1 CPL P3.0 ;-關 LOOP_1: MOV A, YEAR CJNE A, YEAR_11, LOOP;年比較 MOV A, MON CJNE A, MON_11, LOOP MOV A, DAY CJNE A , DAY_11,LOOP MOV A, HOUR CJNE A, HOUR_11,LOOP MOV A, MIN CJNE A, MIN_11, LOOP CPL P3.0 LJMP LOOP ;-年月日顯示中斷子程序 SHOW: PUSH PSW push ACC PUSH B PUSH 01H PUSH 02H PUSH 03H PUSH 04H MOV R2, #0FFH ;中斷掃描次數 TURN: MOV R1 , #33H MOV R4 , #01H MOV R3 , #03H NEXT_1: MOV A, R1 MOV B , #10 DIV AB SWAP A ORL A, B MOV P0, A MOV P2, R4 INC R1 RL A MOV R4 ,A LCALL DE5SM DJNZ R3, NEXT_1 DJNZ R2, TURN ;反復顯示一定時間后返回 POP 04H POP 03H POP 02H POP 01H POP B POP ACC POP PSW RETI ;-計數中斷服務子程序 TIME: PUSH PSW PUSH ACC PUSH B PUSH 06H MOV TH0 , #3CH;重裝計數 MOV TL0 , #0BH; DJNZ 20H, OUT ;轉到中斷跳出 pop 程序 MOV 20H, #0AH ; 重裝： 100*10=1000 ;-進位程序 INC SEC MOV R6, SEC ; CJNE R6, #60, OUT;比較 MOV SEC , #00 ; INC MIN MOV R6, MIN CJNE R6, #60, OUT MOV MIN , #00 INC HOUR MOV R6 , HOUR CJNE R6 , #25 , OUT MOV HOUR ,#00 INC DAY MOV R5, MON CJNE R5, #1, MON_22;是否 1 月、不是轉 2 月 MOV R5, DAY CJNE R5, #32, OUT ; 本月是否益出 INC MON MOV DAY,#1 LJMP OUT OUT: POP 06H POP B POP ACC POP PSW RETI MON_22: MOV R5, MON CJNE R5 , #2 , MON_33;是否 2 月、不是轉 3 月 MOV A, YEAR ;判斷是否瑞年 MOV B, #4 DIV AB MOV A , B JNZ OUT_1;不是則轉（ A 不為零則轉） MOV R5 ,DAY CJNE R5,#30, OUT;如是瑞年、判斷是否到 29 天 INC MON MOV DAY ,#1 LJMP OUT OUT_1: MOV R5, DAY CJNE R5, #29, OUT ;平年二月判斷 INC MON MOV DAY , #1 LJMP OUT MON_33: MOV R5, MON CJNE R5, #3 , MON_44 MOV R5, DAY CJNE R5 , #32, OUT INC MON MOV DAY , #1 LJMP OUT MON_44: MOV R5, MON CJNE R5,#4, MON_55 MOV R5, DAY CJNE R5 ,#31,OUT INC MON MOV DAY , #1 LJMP OUT MON_55: MOV R5,MON CJNE R5,#5, MON_66 MOV R5,DAY CJNE R5,#32,OUT INC MON MOV DAY,#1 LJMP OUT MON_66: MOV R5, MON CJNE R5,#6, MON_77 MOV R5, DAY CJNE R5 ,#31,OUT INC MON MOV DAY , #1 LJMP OUT MON_77: MOV R5, MON CJNE R5,#7, MON_88 MOV R5, DAY CJNE R5,#32,L1 INC MON MOV DAY , #1 L1: LJMP OUT MON_88: MOV R5, MON CJNE R5,#8, MON_99 MOV R5, DAY CJNE R5 ,#32,L2 INC MON MOV DAY , #1 L2: LJMP OUT MON_99: MOV R5, MON CJNE R5,#9, MON_00 MOV R5,DAY CJNE R5 ,#31,L3 INC MON MOV DAY , #1 L3: LJMP OUT MON_00: MOV R5, MON CJNE R5,#10, MON_AA MOV R5, DAY CJNE R5 ,#32,L4 INC MON MOV DAY , #1 L4: LJMP OUT MON_AA: MOV R5, MON CJNE R5,#11, MON_BB MOV R5,DAY CJNE R5,#31,L5 INC MON MOV DAY , #1 L5: LJMP OUT MON_BB: MOV R5, DAY CJNE R5 ,#32,L6 INC YEAR MOV MON, #1 MOV DAY , #1 L6:LJMP OUT ;-按 SB2定時器年單元加 1 子程序 SB3_2: LJMP SHOW_2 ;二路沒編返回 SB3_3: LJMP SHOW_3 ;三路沒編返回 SB3_1: MOV A , YEAR_1 ; 調時年單元 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #01H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H, SB3_1 CJNE A, #0FBH, KEY2_7 ;按 SB2 轉年調整 LJMP MON_111 ;按 SB1 往下調月單元 KEY2_7:CJNE A, #0FDH, SB3_1 INC YEAR_1 ; 1 路年單元加 1 MOV R5,YEAR_1 CJNE R5,#09,SB3_1 ;益出 MOV YEAR_1, #00H AJMP SB3_1 ; ;-月單元加 1 子程序 MON_111: MOV A , MON_1 ; 調時月單元顯示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #02H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H, MON_111 CJNE A, #0FBH, KEY2_8 ;按 SB2 轉月調整 LJMP DAY_111 KEY2_8: CJNE A,#0FDH,MON_111 INC MON_1 ;1 路月單元加 1 MOV R5,MON_1 CJNE R5,#13,MON_111;益出 MOV MON_1, #01H AJMP MON_111 ; 轉到月顯 ;_-日單元加 1 子程序 DAY_111: MOV A , DAY_1 ; 調時日單元顯示提示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #04H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H,DAY_111 CJNE A, #0FBH, KEY2_9 ;按 SB2 轉日調整 LJMP HOUR_111 KEY2_9: CJNE A,#0FDH,DAY_111 INC DAY_1 ;1 組日單元加 1 MOV R5, DAY_1 CJNE R5,#32,DAY_111;益出 MOV DAY_1, #01H AJMP DAY_111 ; 轉到日顯 ;-按 SB2 時單元加 1 子程序 HOUR_111: MOV A , HOUR_1 ; 調時時單元顯示提示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #01H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H,HOUR_111 CJNE A, #0FBH, KEY2_10 ; 按 SB2 轉時調整 LJMP MIN_111 KEY2_10:CJNE A,#0FDH,HOUR_111 INC HOUR_1 MOV R5,HOUR_1 CJNE R5,#24,HOUR_111;益出 MOV HOUR_1, #00H AJMP HOUR_111 ; 轉到時顯 ;-分單元加 1 子程序 MIN_111: MOV A , MIN_1 ; 調時分單元、并顯示提示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #02H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H,MIN_111 CJNE A, #0FBH, KEY2_11 ;按 SB2 轉分調整 AJMP OFF_CH ;按 SB3 往下調定時：關單元 KEY2_11: CJNE A, #0FDH, MIN_111 INC MIN_1 ;1 路分單元加 1 MOV R5, MIN_1 CJNE R5,#60,MIN_111;益處 MOV MIN_1, #00H AJMP MIN_111 ; 轉到分顯 年單元調整 OFF_CH: MOV A , YEAR_11 ; 調時年單元 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #01H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H, OFF_CH CJNE A, #0FBH, KEY2_F7 ;按 SB2 轉年調整 LJMP MON_OFF ;按 SB1 往下調月單元 KEY2_F7:CJNE A, #0FDH, OFF_CH INC YEAR_11 ; 1 路年單元加 1 MOV R5,YEAR_11 CJNE R5,#09,OFF_CH ;益出 MOV YEAR_11, #00H AJMP OFF_CH ; ;-月單元加 1 子程序 MON_OFF: MOV A , MON_11 ; 調時月單元顯示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #02H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H, MON_OFF CJNE A, #0FBH, KEY2_F8 ;按 SB2 轉月調整 LJMP DAY_OFF KEY2_F8: CJNE A,#0FDH,MON_OFF INC MON_11 ;1 路月單元加 1 MOV R5,MON_11 CJNE R5,#13,MON_OFF;益出 MOV MON_11, #01H AJMP MON_OFF ; 轉到月顯 ;_-日單元加 1 子程序 DAY_OFF: MOV A , DAY_11 ; 調時日單元顯示提示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #04H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H,DAY_OFF CJNE A, #0FBH, KEY2_F9 ;按 SB2 轉日調 整 LJMP HOUR_OFF KEY2_F9: CJNE A,#0FDH,DAY_OFF INC DAY_11 ;1 組日單元加 1 MOV R5, DAY_11 CJNE R5,#32,DAY_OFF;益出 MOV DAY_11, #01H AJMP DAY_OFF ; 轉到日顯 ;-按 SB2 時單元加 1 子程序 HOUR_OFF: MOV A , HOUR_11 ; 調時時單元顯示提示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #01H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H,HOUR_OFF CJNE A, #0FBH, KEY2_F10 ; 按 SB2 轉時調整 LJMP MIN_OFF KEY2_F10:CJNE A,#0FDH,HOUR_OFF INC HOUR_11 MOV R5,HOUR_11 CJNE R5,#24,HOUR_OFF;益出 MOV HOUR_11, #00H AJMP HOUR_OFF ; 轉到時顯 ;-分單元加 1 子程序 MIN_OFF: MOV A , MIN_11 ; 調時分單元、并顯示提示 MOV B ,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B MOV P0, A MOV P2, #02H LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H,MIN_OFF CJNE A, #0FBH, KEY2_F11 ;按 SB2 轉分調整 LJMP ON_1 ;按 SB3 往下調定時：開與關 KEY2_F11: CJNE A, #0FDH, MIN_OFF INC MIN_11 ;1 路分單元加 1 MOV R5, MIN_11 CJNE R5,#60,MIN_OFF;益處 MOV MIN_11, #00H LJMP MIN_OFF ; 轉到分顯 ;-開、關定時 ON_1:CJNE A, #0FBH, MIN_OFF K1: MOV A, #88H MOV R7, A MOV P0, A MOV P2, #0FFH;三組都顯示開 LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H, ON_1;去抖后比較 CJNE A, #0FBH,KEY2_12 ;按 SB2 轉關 LJMP OUT_A ;按 SB3 調出、處于開 狀態(tài) KEY2_12: CJNE A, #0FDH, K1 k2: MOV A, #00H; 顯示 0 關 MOV R7, A MOV P0, A MOV P2, #0FFH; LCALL READ LCALL DE250SM CJNE A, 01H, K2;去抖后比較 CJNE A, #0FBH,KEY2_13 ;按 SB2 轉開 LJMP OUT_A ;SB3 調出、處關狀態(tài) KEY2_13: CJNE A, #0FDH, K2 ; 比較按了沒 LJMP K1 ; 按了 SB2、轉開 OUT_A: POP 00H POP B POP ACC POP PSW RETI ;_-讀取按鍵程序 READ:MOV A , P1;讀取按鍵 MOV R1, A LCALL DE10MS MOV A, P1 RET ;_-延時程序 DE5SM: