基于AT89C51单片机数字时钟的研究

基于GPRS智能温室环境监控系统硬件设计

第２２卷第５期

２００９年９月

机电产品开笈与钏新

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ

Ｖ０１．２２．Ｎｏ．５Ｓｅｐ．，２００９

文章编号：１（Ｘ｝２－６６７３（２００９）０５－－０６１－０３

基于ＡＴ８９Ｃ５１单片机数字时钟的研究

邹显圣

（大连职业技术学院，辽宁大连１１６０３７）

摘要：时钟电路在单片机控制系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。本文提出的

时钟电路就是利用ＡＴ８９Ｃ５１单片机的１６位定时器做成电子时钟。设计了数字时钟的硬件电路和汇编语言程序。设备运行一年之后的结果表明。该数字时钟具有很强的稳定性和可靠性。并且计时精度也非常高。

关键词：时钟电路；单片机；硬件设计：软件设计中图分类号：ＴＰ３６８．１

文献标识码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２００９．０５．０２４

０引言

单片机应用系统因其优异的性能、高可靠性以及成本低廉被广泛应用于航空航天、工业测控、机器人感觉、数字信号处理、通信等各个技术领域，然而在比较特殊的应用系统中。我们不仅希望单片机系统能够完成数据的采集处理，而且同时还想知道产生这些数据的时刻，以便于更详细地了解和掌握现场情况，因此为单片机系统增加数字时钟将是不可回避的一项新型的工程技术［ｔ，Ｚｌ。

数字钟能长期、连续、可靠、稳定地工作，同时还具有体积小。功耗低等特点，便于携带，使用方便。数字钟是采用数字电路实现对“时、分、秒”数字显示的计时装置。广泛应用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所．已成为人们日常生活中不可缺少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表．钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。利用单片机设计一个时钟，单片机扩展的ＬＥＤ显示器用来显示秒、分、时计数单元中的值，可以非常准确地显示标准时间。

整个设计包括两大部分：硬件部分和软件部分。硬件是整个系统的基础，软件部分则要合理、充分地支持和使用系统的硬件，从而完成系统所要完成的任务翻。

时。整个系统的控制方案是：上电后系统自动进入时间显示，从００：００：００开始计时；通过按下时间设定／启动计时键，系统停止计时，进入到时间设定状态，系统保持原有的显示，等待键入当前时间。根据需要按相应的数字键可以顺序设置时、分、秒．并在相应的ＬＥＤ上显示设计值，设置完毕后．系统将从设定后的时间开始计时显示；按下闹钟设置／启闹／停闹键．系统继续计时。ＬＥＤ显示００：００：００，进入闹钟设置状态，等待键入启闹时间。设置完毕后，系统启动定时启闹功能，并恢复时间显示，定时时间一到，蜂鸣器就呜叫，直到重新按下闹钟设置／启闹／停闹键停闹，并取消闹钟设置嗍。

基于系统上述的控制要求．设计出如图ｌ所示的硬件电路，主要包括：ＡＴ８９Ｃ５１单片机主控电路、６位ＬＥＤ数码管显示电路、４ｘ３键盘电路、可编程Ｉ／Ｏ接口芯片８１Ｃ５５、复位电路等，具体说明如下：

—，

图１数字时钟硬件电路圈

１数字时钟硬件系统研究

本系统的计时方案是利用单片机内部的定时／计数

１．１

Ｆｉｇ．１

Ｈａｒｄｗａｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉ＃ｔａｔｃｌｏｃｋｃｉｒｃｕｉｔ

Ｉ／Ｏ接口电路

采用８１Ｃ５５作为键盘，显示接口电路，其中８１Ｃ５５

１２１

器进行中断定时，配合软件延时实现对时、分、秒的计

收稿日期：２００９—０６—２２

作者简介：邹显圣（１９７２－），男，辽宁大连人，硕士研究生，副教授。主要从事智能控制研究。

的Ａ口为６位ＬＥＤ显示的位选口（低电平有效），Ｂ

作为段选口。由系统电路原理图可知，８１Ｃ５５的地址分

配如下：①控制寄存器的地址为：８０００Ｈ，定义为

６ｌ

基于GPRS智能温室环境监控系统硬件设计

产品与市场

ＰＯＲＴ；②Ａ口：８００１Ｈ，定义为ＰＯＲＴＡ；③Ｂ口：８００２Ｈ，定义为ＰＯＲＴＢ；④ｃ口：８００３Ｈ，定义为ＰＯＲＴＣ。

１．２

并通过程序拆分成单字节ＢＣＤ码后，送入显示缓冲区，进行输出显示。该定时中断子程序用于实现定时功能，同时刷新计时缓冲区，其流程如图３所示。

４ｘ３键盘输入电路

采用４ｘ３键盘，包括０～９十个数字键（键号为００Ｈ～

０９Ｈ）、Ｃ／Ｒ键（时间设定／启动计时键．键号为ＯＡＨ）和ＡＬＭ键（闹钟设置／启闹／停闹键，键号为０ＢＨ）。１．３

ＬＥＤ数码显示电路

采用共阴极数码管实现数字时钟显示．６位ＬＥＤ从左至右依次显示时、分和秒，采用２４小时计时制。１．４蜂鸣器启闹电路

由ＡＴ８９Ｃ５１的Ｐ１．７控制蜂鸣器（低电平有效）的驱动。

２．３时间设置与闹钟定时子程序

时间设置与闹钟定时子程序是实现当前时间及定时启闹时间的键盘输入设置。其功能是用键盘设

２软件系统设计

软件系统主要包括：数字时钟主程序、定时中断服务程序、时钟显示程序、键盘扫描处理程序、时控程序等。由于篇幅的原因，论文中主要针对主程序和定时中断子程序进行详细介绍。２．１主程序

主程序主要用于实现程序的初始化与键盘监控，其流程如图２所示。

置子程序．将所键入的６位时间值送入键盘设置缓冲区。用合字子程序将键盘设置缓冲区中的６位ＢＣＤ码合并为３位压缩ＢＣＤ码。送入计时缓冲区或闹钟值寄存区。若键盘所输入的小时值大于２３．分钟和秒值大于５９，则不

定时采用中

合法，将取消本次设置，清零后重新开始计时。

２．２定时器ＴＯ中断服务子程序

断方式，利用哟ｌ

ｌ定义堆栈区ｌ

８１Ｃ５５．定时器

每隔ｌＯＯｍＳ向

２．４显示子程序

显示子程序用于实现显示缓冲区６位ＢＣＤ码的动态扫描方式显示。首先

图３计时流程图

Ｆｉｇ．３

Ｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆ

ＣＰＵ发出一次中！

伯、敬据缓冲区．

闹钟标志忙初始化

断请求（设系统使；用６ＭＨｚ晶体振Ｉ荡器．定时器哟ｆ

工作在方式１的－定时器初值为Ｉ３ＣＢＯＨ．即ＴＨＯ＝Ｊ

３ＣＨ，ＴＬ０＝０ＢＯＨ），

将３位计时缓冲区的时、ｔｉｍｉｎｇｐｒｏｇｒａｍ分和秒压缩ＢＣＤ码拆分为６位ＢＣＤ码。由拆字子程序实现。当按下时间或闹钟设置键后在６位设置完成之前，应显示所键入的数据而不显示当前时间。为此系统设置一个计时显示允许标志位Ｆ０，在时间／闹钟设置期间Ｆ０＝１。不用调拆字子程序。

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＜鞘黼洄

≤多刊端墨嚣ｊ

ＣＰＵ响应中断后

２．５定时比较子程序

定时比较子程序用于实现当前时间（计时缓冲区的值）与预设的启闹时间（闹钟设置寄存区的值）之间比较。若二者完成相同，起动蜂鸣器呜叫并置位闹钟标志位。当重新按下ＡＬＭ键时，停闹．并将闹钟标志清零。

３结束语

该系统以单片机为核心控制部件，与经济实用的并行Ｉ／０接口扩展芯片配合， …… 此处隐藏：4080字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……