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10.3.2 数码管数字时钟电路的设计 1. 系统硬件电路的设计

10.3.2 数码管数字时钟电路的设计 1. 系统硬件电路的设计 单片机控制的数码管时钟电路如图 10-6 所示，它采用的是 AT89C51 单片机，只用了 P1 口和 P2 口， P0 、 P3 口可用于扩展显示年、月、日等功能。为了简化硬件电路， LED 显示采用动态扫描方式实现， P1 口输出段码数据， P2.0 ～ P2.5 端作扫描输出控制端， P2.7 作功能转换按键输入端。 LED 采用共阳极数码管，由三极管 9012 提供驱动电流。为了提高计时精度，所采用的晶振频率为 12 MHz 。.

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10.3.2 数码管数字时钟电路的设计 1. 系统硬件电路的设计

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  1. 10.3.2 数码管数字时钟电路的设计 • 1. 系统硬件电路的设计 • 单片机控制的数码管时钟电路如图10-6所示，它采用的是AT89C51单片机，只用了 P1口和P2口，P0、P3口可用于扩展显示年、月、日等功能。为了简化硬件电路，LED显示采用动态扫描方式实现，P1口输出段码数据，P2.0～P2.5端作扫描输出控制端，P2.7作功能转换按键输入端。LED采用共阳极数码管，由三极管9012提供驱动电流。为了提高计时精度，所采用的晶振频率为12 MHz。

  2. 图10-6 AT89C51数字时钟电路图

  3. 2. 系统软件的设计 • 1) 主程序 • 主程序功能主要是初始化、正常显示时间和判断功能转换键。显示时间调用显示子程序。当P2.7端口按键按下时，转入调时功能程序。主程序流程图如图10-7所示。

  4. 图10-7 主程序流程图

  5. 2) 显示子程序 • 数码管显示的数据存放在50H～55H内存单元中，其中50H、51H单元存放秒数据，52H、53H单元存放分数据，54H、55H单元存放时数据。时间数据采用BCD码表示，对应的显示用段码表存放在ROM中。

  6. 3) 定时器T0中断服务程序 • 时钟的最小计时单位是秒，60 s进位1 min，60 min进位1 h。定时器T0用于产生最小单位1 s，定时时间为50 ms，中断累计20次即为1 s。计数单元中的十进制BCD数每逢60进位。程序流程图如图10-8所示。

  7. 图10-8 T0中断服务程序

  8. 4) 定时器T1中断服务程序 • 进行时间调整时，正在被调整的时间以闪烁形式表现，定时器T1用于产生闪烁的时间间隔，每隔0.3 s闪烁一次。程序流程图略。 • 5) 调时功能程序 • 调整时间程序的方法是：按下功能键，当按下时间小于1 s时，进入省电状态，大于1 s时，进入调分状态，等待操作，此时计时器停止走动。

  9. 6) 延时程序 • 系统使用三个延时程序。因为系统是动态显示，为了确保系统在有效显示时间范围内(约50 ms)必须执行显示程序，所以0.5 s的延时程序是通过执行显示程序约81遍实现的。

  10. 程序如下： • ORG 0000H • AJMP MAINT ；转主程序 • NOP • ORG 000BH • AJMP INT01 ；转定时器T0中断程序 • NOP • ORG 001BH • AJMP INT11 ；转定时器T1中断程序 • NOP

  11. ******主程序****** • MAINT： MOV R0，#7FH ；00H～7FH单元清零 • CLR A • WZ1：MOV @R0，A • DJNZ R0，WZ1 • MOV SP，#30H ；置堆栈指针 • MOV 5AH，#0AH ；放入“熄灭符”数据 • MOV TMOD，#11H ；设T0，T1为16位定时器

  12. MOV TL0，#0B0H ；置50 ms定时初值 • MOV TH0，#3CH • MOV TL1，#0B0H • MOV TH1，#3CH • SETB EA ；开中断 • SETB ET0 ；允许T0中断 • SETB TR0 ；启动T0 • MOV R4，#14H ；用于产生1 s定时

  13. MAINT1: LCALL XSZCX • ；调用显示子程序 • JNB P2.7，SJTZ0 • ；功能键按下，进入调时程序 • SJMP MAINT1 • SJTZ0： LCALL XSZCX • ；通过调用显示时间程序延时消抖动 • JNB P2.7，SJTZ1 • SJMP MAINT1 • ；功能键没有按下，显示时间

  14. SJTZ1: CLR ET0 ；关闭T0中断 • CLR TR0 ；关闭T0 • LCALL YS1S ；调用1 s延时程序 • JB P2.7，KMTES • ；按键时间小于1 s，进入省电状态 • MOV R2，#06H • ；进入调时状态，置闪烁定时初值 • SETB ET1 ；允许T1中断 • SETB TR1 ；启动T1

  15. XYZ2：JNB P2.7，XYZ1 ；P2.7端为0，等待 • CLR 01H ；置调分标志位为1 • XYZ4：JB P2.7，XYZ3 ；等待键按下 • LCALL YS05S ；延时0.5 s • JNB P2.7，XYZHH • ；按键时间大于0.5 s，转到调小时状态 • MOV R0，#53H • ；按键时间小于0.5 s，进入调分状态 • LCALL ADD1 • ；调时间加1子程序

  16. MOV A，R3 ；取要调整的单元数据 • CLR C • CJNE A，#60，QWE ；调整单元数据与60比较 • JC XYZ4 ；小于60转到XYZ4循环 • QWE：CLR A ；大于或等于60，清零 • MOV @R0，A • DEC R0 • MOV @R0，A • CLR C • AJMP XYZ4 ；转到XYZ4循环

  17. KMTES: SETB ET0 ；省电状态，开T0中断 • SETB TR0 ；启动T0(开时钟) • KMA: JB P2.7，$ ；无按键按下，等待 • LCALL XSZCX • ；通过调用显示时间程序延时消抖动 • JB P2.7，KMA ；是干扰返回等待 • KMA1: JNB P2.7，$ ；等待键释放 • LJMP MAINT1 ；返回主程序，显示时间

  18. XYZHH: JNB P2.7，XYZ5 ；等待键释放 • SETB 01H ；置调小时标志位 • XYZ6: JB P2.7，XYZ7 ；等待键按下 • LCALL YS05S ；有键按下，延时0.5 s • JNB P2.7，XYZOUT • ；按下时间大于0.5 s，退出调整状态 • MOV R0，#55H • ；小于0.5 s，调整小时 • LCALL ADD1 ；调加1子程序 • MOV A，R3

  19. CLR C • CJNE A，#24，KMB1 ；计时单元与24比较 • JC XYZ6， ；小于24转XYZ6循环 • KMB1: CLR A ；大于或等于24，则清零 • MOV @R，A • DEC R0 • MOV @R0，A • AJMP XYZ6 ；转XYZ6循环

  20. XYZOUT: JNB P2.7，XYZOUT1 • ；退出调时状态，等待键释放 • LCALL XSZCX ；通过调用显示程序延时消抖动 • JNB P2.7，XYZOUT ；是抖动，返回XYZOUT等待 • MOV 20H，#00H ；清调时标志位 • CLR TR1 ；关闭T1 • CLR ET1 ；关T1中断 • SETB TR0 ；启动T0 • SETB ET0 ；开T0中断 • LJMP MAINT1 ；返回主程序

  21. XYZ1: LCALL XSZCX • ；键释放等待时，调用显示子程序 • AJMP XYZ2 ；防止此时无时钟显示 • XYZ3： LCALL XSZCX • AJMP XYZ4 • XYZ5： LCALL XSZCX • AJMP XYZHH • XYZ7： LCALL XSZCX • AJMP XYZ6 • XYZOUT1： LCALL XSZCX • AJMP XYZOUT

  22. ******显示子程序****** • XSZCX：MOV R1，#50H ；显示数据首址 • MOV R5，#0FEH ；扫描控制字初值 • MAXY： MOV A，R5 ；扫描控制字送A • MOV P2，A ；输出扫描控制字 • MOV A，@R1 ；取显示数据 • MOV DPTR，#ABC ；取段码表首地址 • MOVC A，@A+DPTR ；取对应段码 • MOV P1，A ；P1口输出段码 • LCALL YS1MS ；延时1 ms

  23. INC R1 ；显示地址增1 • MOV A，R5 ；扫描控制字送A • JNB ACC.5，ENDOUT • ；ACC.5为0时一次显示结束 • RL A ；控制字左移 • MOV R5，A ；制字送回R5中 • AJMP MAXY ；循环显示下一个数据 • ENDOUT: MOV P2，#0FFH ；一次显示结束，P2口复位 • MOV P1，#0FFH ；P1口复位 • RET ；子程序返回

  24. ******T0中断服务程序****** • INT01： PUSH ACC ；保护现场 • PUSH PSW • CLR ET0 ；关T0中断 • CLR TR0 ；关定时器T0 • MOV A，#0B7H ；修正中断响应时间 • ADD A，TL0 • MOV TL0，A

  25. MOV A，#3CH • ADDC A，TH0 • SETB TR0 ；启动定时器T0 • DJNZ R4，INT0U ；20次中断未到退出中断 • AD1： MOV R4，#14H ；R4重新赋值 • MOV R0，#51H ；指向秒计时单元(50H，51H) • LCALL ADD1 ；调用加1 s程序 • MOV A，R3 ；秒数据放入A • CLR C ；清进位标志 • CJNE A，#60，AD2 ；小于60 s吗 • JC INT0U ；小于60 s退出中断

  26. AD2： CLR A ；大于或等于60 s，清秒计数单元 • MOV @R0，A • DEC R0 • MOV @R0，A • MOV R0，#57H • ；指向分计时单元(56H，57H) • ACALL ADD1 ；调用加1 min程序 • MOV A，R3 ；分数据放入A • CLR C • CJNE A，#60，AD3 ；小于60 min吗 • JC INT0U ；小于60 min退出中断

  27. AD3: CLR A ；大于或等于60 min，清分计数单元 • MOV @R0，A • DEC R0 • MOV @R0，A • MOV R0，#59H • ；指向小时计时单元(58H，59H) • ACALL ADD1 ；调用加1 h程序 • MOV A，R3 ；小时数据放入A • CLR C • CJNE A，#24，AD4 ；小于24 h吗 • JC INT0U ；小于24 h退出中断

  28. AD4: CLR A • ；大于或等于24 h清小时计数单元 • MOV @R0，A • DEC R0 • MOV @R0，A • INT0U: MOV 52H，56H • ；中断退出时将分、时计时单元数据 • MOV 53H，57H • ；移入对应显示单元 • MOV 54H，58H • MOV 55H，59H

  29. POP PSW ；恢复现场 • POP ACC • SETB ET0 ；开放T0中断 • RETI ；中断返回

  30. ****** T1中断服务程序****** • INT11： PUSH ACC ；保护现场 • PUSH PSW • MOV TL1，#0B0H ；装定时器T1初值 • MOV TH1，#3CH • DJNZ R2，INT1U ；0.3 s未到退出中断 • MOV R2，#06H ；重装0.3 s定时用初值 • CPL 02H • ；0.3 s定时到，对闪烁标志取反

  31. JB 02H，CCC1 • ；02H位为1时显示单元“熄灭” • MOV 52H，56H • ；02H位为0时显示正常 • MOV 53H，57H • MOV 54H，58H • MOV 55H，59H • INT1U： POP PSW ；恢复现场 • POP ACC • RETI ；退出中断

  32. CCC1： JB 01H，CCC2 • ；01H位为1时转小时熄灭控制 • MOV 52H，5AH • ；01H位为0时“熄灭符”放入分计时单元 • MOV 53H，5AH • MOV 54H，58H • MOV 55H，59H • AJMP INT1U ；转中断退出

  33. CCC2： MOV 52H，56H • ；01H位为1时“熄灭符”放入小时计时单元 • MOV 53H，57H • MOV 54H，5AH • MOV 55H，5AH • AJMP INT1U ；转中断退出 • ADD1： MOV A，@R0 • ；取出现计时数据放入A • DEC R0 ；指向前一单元

  34. SWAP A ；A中高4位与低4位互换 • ORL A，@R0 • ；前一单元中数据放入A中低4位 • ADD A，#01H ；A加1 • DA A ；十进制调整 • MOV R3，A ；移入R3寄存器 • ANL A，#0FH ；高4位变0 • MOV @R0，A ；放回前一地址单元 • MOV A，R3 ；取回R3中暂存数据 • INC R0 ；指向当前地址单元 • SWAP A ；A中高4位与低4位互换 • ANL A，#0FH ；高4位变0

  35. MOV @R0， A ；数据存入当前地址单元 • RET ；子程序返回 • ******延时子程序****** • YS1MS： MOV R6，#14H ；延时1 ms子程序 • YS1： MOV R7，#19H • YS2： DJNZ R7，YS2 • DJNZ R6，YS1 • RET

  36. YS1S： LCALL YS05S ；延时1 s子程序 • LCALL YS05S • RET • YS05S： MOV R3，#51H ；延时0.5 s子程序 • YS05S1： LCALL XSZCX • DJNZ R3，YS05S1 • RET • ABC： DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H，0FFH • END

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