利用51单片机制作六位的电子数字钟

利用51单片机制作六位的电子数字钟
关键字:电子钟,数字钟,51单片机
摘要:对于学习单片机而言这个程序是一道门槛，掌握了电子钟程序，基本上51单片机就掌握了80%。

常见的电子钟程序由显示部分，计算部分，时钟调整部分构成，这样程序就有了一定的长度和难度。

时钟的基本显示原理：时钟开始显示为0时0分0秒，也就是数码管显示000000，然后每秒秒位加1 ，到9后，10秒位加1，秒位回0。

10秒位到5后，即59秒，分钟加1，10秒位回0。

依次类推，时钟最大的显示值为23小时59分59秒。

这里只要确定了1秒的定时时间，其他位均以此为基准往上累加。

开始程序定义了秒，十秒，分，十分，小时，十小时，共6位的寄存器，分别存在30h，31h，32h，33h，34h，35h单元，便于程序以后调用和理解。

电路原理图:
为了节省硬件资源，电路部分采用6位共阳极动态扫描数码管，数码管的段位并联接在51单片机的p0口，控制位分别由6个2N5401的PNP三极管作驱动接在单片机的p2.1,p2.2,p2.3,p2.4,p2.5,p2.6口。

从标号star开始把这些位全部清除为0，从而保证了开始时显示时间为0时0分0秒。

然后是程序的计算部分：inc a_bit（秒位），这里用到了一个inc指令，意思是加1，程序运行到这里自动加1。

然后把加1后的数据送acc：mov a,a_bit （秒位），这时出现了一个问题，如果不断往上加数字不会加爆？
所以有了下面的一句话cjne a,#10,stlop; 如果秒位到10那么转到10秒处理程序。

cjne是比较的意思，比较如果a等于10 就转移到10秒处理程序，实际上也就限定了在这里a的值最大只能为9，同时mov a_bit,#00h，这时a_bit（秒位）被强行清空为0，又开始下一轮的计数。

秒位处理完了到下面10秒的处理程序：inc b_bit，把10秒位b_bit加1，由于程序开始对各位的寄存器已经清0，这时10秒位就变成1 ，然后同样送到累加器ACC：mov a,b_bit 现在开始新一轮的10秒位计数cjne a,#6,stlop 如果10秒到了6那么到分位处理程序。

也就限定了10秒位最多显示5。

下面的部分分位，十分位，小时位，十小时位的计算方法与上面的类似，应当不难领会。

计算部分完成后，最终要把结果送到数码管显示，这一部分电路上采用最简洁的并联型动态扫描接法。

其
基本原理是利用人眼的视觉暂留效应，在6个数码管上依次送需要显示的数字，然后依次打开各个数码管，并不断循环，如果速度足够快，我们看到就是一串连续的数字，而不是各个独立的数字。

但是必须注意，实际上单片机是逐个往各个数码管送数据的。

明白了这个原理，我们就不难理解下面的程序。

首先看秒位的显示程序：dplop: mov a,a_bit 把秒位（a_bit）送到寄存器A。

MOVC A,@A+DPTR 根据取到的值到指定的地址取数，意思是假如此时a_bit（秒位）的值是2，那么到数据表的第三个位置去取数，取到的值则是0a2h。

这里或者有人会问为什么不是第2个位置呢？没错，因为开始程序就已经把各个位清0，第一次运行时显示的是0，第二次运行显示1，第3次运行则为2。

而mov p0,a （送出个位的7段代码）硬件上数码管的段位接在P0口。

0A2H也就是数码管显示2的代码了。

这时，数码管还没有显示。

由于他们是并联的，我们必须指定哪一个数码管亮。

clr p2.6把P2.6端口打开也就是秒位，此时秒位的数码管亮了。

亮了以后，是不是不管他了呢？当然不是，还要指定他亮多长的时间。

假定是1毫秒，后面就有了acall d1ms（调用1毫秒时间）;完成后再关闭这个数码管：setb p2.6。

程序进行到这里，然后继续扫描10秒位b_bit，过程也是先查表，取数，送显示，开十秒位数码管，延时1毫秒，关闭显示。

下面的部分分位，十分位，小时位，十小时位的显示方法与上面的相同。

大家自行领会。

可能大家会问程序漏了一个地方没有讲，r0，r1寄存器在这里器什么作用？这里还是要从动态扫描讲起。

我们是以1秒位为基准的，但是整个显示部分每秒钟轮流扫描一次，显然就不能达到要求。

视觉暂留特性告诉我们，至少每秒显示30次以上人眼睛才不会有闪烁感，所以我们在这里把显示程序的首位段使用了r0，r1作扫描次数的计数器，分别送4，和250，相乘得1000，然后再显示程序的尾段加上以下代码djnz
r1,dplop 100次没完循环djnz r0,dpl1 4个100次没完循环，这样总共显示1000次，人眼就不会感觉到显示闪烁的问题了。

程序的最后是1毫秒的延时子程序和7段数码管各划的数字排列表，如果走时的时间不准，可以适当调整1毫秒的延时子程序的数值，直到准确。

程序的扩展1：改动计算部分cjne a,#6,stlop全部改为cjne a,#10,stlop，那么就变成了一个6位的计数器。

所有位都是从0到9依次显示。

程序的扩展2：改动的计数器不能受外界的控制，因此没有实际意义。

那么可已通过一个按键来进行控制，每按一次按键数字加一，那么可以在程序的计算部分增加几行判断按键的代码：
stlop: acall display 调用显示
jb p3.2,stlop 监测键盘,如果p3.2按下那么执行显示
we: acall display 显示保持!
acall d1ms 延时1ms避免键盘误动作
jnb p3.2,we 如果p3.2还没有放开继续延时
那么就可以通过按键来实现计数显示的功能了，由p3.2端口作控制，每按键一次程序加1。

完整的程序清单：
org 00h
a_bit equ 30h 秒寄存器
b_bit equ 31h 10秒寄存器
c_bit equ 32h 分寄存器
d_bit equ 33h 10分寄存器
e_bit equ 34h 小时寄存器
f_bit equ 35h 10小时集存器
org 0000h
ajmp star
org 0030h
star:
mov a,#00h 把各个位全部清0
mov a_bit,a
mov b_bit,a
mov c_bit,a
mov d_bit,a
mov e_bit,a
mov f_bit,a
stlop: acall display 程序的计算部分
inc a_bit 秒位加1
mov a,a_bit 送a
cjne a,#10,stlop;如果秒到10那么转到10秒处理mov a_bit,#00h 秒位清0
inc b_bit 10秒位加1
mov a,b_bit 送a
cjne a,#6,stlop 如果10秒到了6那么到分处理mov b_bit,#00h 10秒位清0
inc c_bit
mov a,c_bit
cjne a,#10,stlop
mov c_bit,#00h
inc d_bit
mov a,d_bit
cjne a,#6,stlop
mov d_bit,#00h
inc e_bit
mov a,e_bit
cjne a,#10,stlop
mov e_bit,#00h
inc f_bit
mov a,f_bit
cjne a,#3,stlop
mov f_bit,#00h
ajmp stlop 重新开始计算
display: 显示子程序
mov dptr,#numtab 指定查表启始地址
mov r0,#4
dpl1: mov r1,#250 显示1000次
dplop: mov a,a_bit 取秒位的值
MOVC A,@A+DPTR 查秒位数的7段代码
mov p0,a 送出到P0口显示
clr p2.6 开个位显示
acall d1ms 显示1ms
setb p2.6 关闭显示
mov a,b_bit 取10秒位的值
MOVC A,@A+DPTR 查10秒位的7段代码
mov p0,a 送出10秒位到P0口显示
clr p2.5 开10秒位显示
acall d1ms 显示1ms
setb p2.5
mov a,c_bit 取分位
MOVC A,@A+DPTR
mov p0,a
clr p2.4
acall d1ms
setb p2.4
mov a,d_bit 取10分位
MOVC A,@A+DPTR
mov p0,a
clr p2.3
acall d1ms
setb p2.3
mov a,e_bit 取小时位
MOVC A,@A+DPTR
mov p0,a
clr p2.2
acall d1ms
setb p2.2
mov a,f_bit 取10小时位
MOVC A,@A+DPTR
mov p0,a
clr p2.1
acall d1ms
setb p2.1
djnz r1,dplop 100次没完循环
djnz r0,dpl1 4个100次没完循环
ret
D1MS: MOV R7,#20 1MS延时(按12MHZ算) DJNZ R7,$
RET
;7段数码管各划的数字排列表
numtab: db 28h,7eh,0a2h,62h,74h,61h,21h,7ah,20h,60h
;0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 end。