51单片机电子时钟设计

二、时钟的基本原理分析
利用单片机的定时器来完成定时功能。定时器0每隔0.01秒中断一次，并将其计为一个计数。一秒钟的中断计数初始值设为100，每次中断计数初始值减1。当它减少到0时，意味着它是1s，第二个变量增加1。同理判断是1min还是1h。
为了在LED数码管上显示时间，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示方法需要更多的硬件，如解码器和数据锁存器，动态显示方法可以用来实现LED显示。通过依次扫描每个数码管，相应的数码管被点亮，相应的字码被送到数码管显示数字。由于数码管的扫描周期短，加上人眼的余辉效应，数码管看起来总是很亮，从而实现各种显示。
AJMP MAIN
S_PD:
MOV A，R3；
JNZ MAINR4和R3的存储参数减少到0，并且计时长度已经达到。
JNB P0.6，升银2；当闹钟响铃功能开启时，进入闹钟程序。
AJMP TISHI如果闹铃没有再响，计时到了就跳转到提示程序。
转移到主程序
史策:
呼叫铃
转移到主程序
声引1号:；呼叫铃子程序
四个时钟的实现
A.电路设计
1.总设计
本设计主要利用单片机来设计电子钟。硬件部分主要分为以下几个电路模块:显示电路用8个普通阴极数码管分别显示周(年)、时、分(月)、秒(日)，并通过动态扫描显示，避免了解码器的使用，节省了I/o口，使电路更加简单。采用AT89S51系列单片机，应用简单，适用于电子钟设计。
来电铃声
转移到主程序
声音2:
SETB F0；报警再响铃标志位的设置
LCALL RING门铃
CLR F0标志位复位
转移到主程序
NLTZZ:
AJMP NLTZ1进入警报调整程序
DSTZ:
AJMP DSTZ1跳跃定时调整程序
日期:
AJMP DATETZ1进入日期调整程序
STOPWATCHTZ:
AJMP STOPWATCHTZ1进入秒表程序
电路的总体设计框架如下:
2.区组设计
电路主要分为:输入部分、输出部分、复位和晶振电路。
2.1输入部分
输入信号主要是各种模式选择和调整信号，由按键开，P3端口主要用于输入按键信号，同时还使用了专用的P0端口。对于端口P0，由于其阻值较高，为了实现开关功能，增加了一个上拉电阻，如下图所示:
显示子程序:
DISP:；时间显示子程序
JNB P3.7，OUT1判断节能开关7是否按下，如果按下，数码管不显示，延长其使用寿命。
MOV·DPTR，#LEDTAB
MOV一、二；以秒为单位显示当前时间。
MOV B区，第10名
DIV ABa存十位，B存一位。
MOVC A，@A+DPTR
MOV·P1
CLR秒_秒
MOV R3，#0
转移到主程序
DSPDKQ:；确定是否应该进行定时判断。
MOV A，3CH3CH是引入的判断因素。当它为0时，不判断计时时间是否达到0。
JNZ DSPD2当3CH不为0时，跳转到定时判断程序。
转移到主程序
DSPD2:
MOV A，R4；
JZ S _ PD；如果存储在R4中的计时分数为0，则将判断存储在R3中的计时秒。
回复:JNB P2.7，DSPDKQ判断是否开启闹铃功能，如果没有，判断时机。
FMQPD:；确定计时值R4和R3是否达到零，以及报警时间是否已经到达。
MOV一，小时；
SUBB A，38H
JZ芬；判断小时数是否达到闹钟设定的时间，如果是，则判断分钟；如果不是，则判断时机。
AJMP DSPDKQ
分:
MOV A，分钟；
三时钟设计分析
针对要实现的功能，设计了AT89S51单片机。AT89S51单片机是一种低功耗高性能的CMOS8位单片机。该芯片包含4KB在线可编程(ISP)闪存只读程序存储器，可重复擦除1000次。该器件采用高密度非易失性存储技术，兼容标准MCS- 51指令系统和80C51引脚结构。这样既能经济合理，又能达到预期的功能。
[6]
[5]
[4]
[7]刘相韬。蒋世明。单片机原理及应用[M]。北京:电子工业出版社，2006。
附录:
延迟程序:
d _ 1毫秒:
MOV R7，2号
第五天:
MOV·R2，第250名
DJNZ R2，美元
DJNZ R7，D_5
浸水使柔软
主程序:
主要:
JNB P3.0，DATETZ按0键显示日期并进行调整。
ACALL D _ 1MS显示当前时间秒的十位数。
SETB秒
MOV A，B
MOVC A，@A+DPTR
MOV·P1
CLR SEC_G
ACALL D _ 1MS显示当前时间的秒数。
SETB SEC_G
MOV A，分钟；显示当前时间分位数
MOV B区，第10名
除法指令
MOVC A，@A+DPTR
MOV·P1
c程序调试和仿真
本程序通过Keil单片机开发平台编译、链接、生成十六进制文件。通过硬件仿真平台Keil和Proteus的结合，可以模拟设计效果，并根据效果有目的地更改设计和优化程序。
用Proteus模拟实验过程截图:
正常时间显示模式模拟图，显示:周一9: 10: 38。
动词（verb的缩写）摘要
本文首先论述了设计一个电子钟的总体思路，然后用模块划分的方法将硬件电路分为开关电路、显示驱动电路和数码管电路，软件部分分为闹钟发声程序、时间显示程序、日期显示程序、秒表显示程序、时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序、延时程序等。根据要实现的功能来选择不同的功能。最后，将所有模块整合成一个整体，合成一个多功能电子钟。
JNB P3.1，ZSTZ1按下键1显示时间并进行调整。
JNB P3.2，NLTZZ按下键2设置闹钟。
JNB P3.3，DSTZ按下键3设置正时。
JNB P3.4，史策；警报测试
JNB P3.6，STOPWATCHTZ按下按键6进入秒表模式。
一个叫DISP的；调用时钟显示子程序
JNB P0.6，RERING确定是否开启闹铃功能。
SUBB A，37H
JZ苗；判断是否是闹钟设定的时间，如果是，判断秒；如果不是，则判断时机。
AJMP DSPDKQ
苗:
MOV A，第二
SUBB A，#0
JZ声引1号；判断秒是否到达闹铃设定的时间，如果是，则时、分、秒都到达闹铃时间，进入闹铃子程序；如果没有，确定时机。
AJMP DSPDKQ
正在录制:；报警振铃判断程序
日历进位判断流程图如下:
这个实验用了8个数码管，刚好可以显示年、月、日。扫描显示类似于时间的扫描显示。年份是特殊的，它存储在两个寄存器中。当一位和十位都是0时，表示年数能被100整除。如果数字是千或百。
如果两位数能被4整除，年数能被400整除，就是闰年。如果十位数和一位数组成的两位数能被4整除，则年数就能被4整除，这就是闰年。
在程序方面，采用了模块化设计的方法，既降低了编程难度，使程序易于理解，又便于添加各种功能。程序可分为闹钟声音程序、时间显示程序、日期显示程序、秒表显示程序、时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序、延时程序等。使用这种方法，关键在于各模块的兼容与配合。如果每个模块不匹配，将会出现意外错误。
首先，在编程之前，我们必须了解硬件结构，尤其是每个管脚的用法，以及内部寄存器和存储单元的用法。否则编程无法启动，电路无法设计。这是准备工作。第二部分是硬件部分:根据想要的功能块设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分:首先学习和理解汇编语言的编程方法，然后根据设计的硬件电路进行编程和调试，最后完成程序设计。第四部分是软件绘图:电路设计完成后的绘图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分:软硬件设计完成后，将软件加载到芯片中进行仿真。当模拟无法完成时，检查并修改软件程序和硬件电路，直到模拟成功。第六部分是硬件实现部分:连接电路，导入程序校验电路，如果和设计一模一样，一般都能达到预期的功能。最后扩展功能，在正确设计的基础上增加额外的功能！
2.2输出部分
该电路的输出信号为7段数码管的位选择和段选择信号、报警脉冲信号和指示灯信号。
本实验中的数码管采用共阴极。为了防止段选信号驱动数码管，在上拉电阻连接到P1端口后发送段选信号以改善驱动，位选信号直接连接到P2端口，如下图所示:
报警由P2.6输出，模块如下:
2.3晶体振荡器和复位电路
在本实验中，MCU时钟使用内部时钟，模块如下:
JNB F0，RE；标志F0为0，并且不再设置警报。
CPL F0
MOV 3CH，# 1；当时序标志位设为1时，时序判断功能开启。
JNB P0.7，M1；闹铃再响间隔时间的选择
MOV·R4，排名第0；闹钟每隔30秒响一次。
MOV R3，30号
转移到主程序
M1:；闹钟每隔60秒响一次。
MOV·R4，排名第一
1957年，文图拉发明了世界上第一块电子表，从而奠定了电子钟的基础，从此开始迅速发展。现代电子钟是基于单片机的计时工具。它利用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义。通过计数，它可以六十秒进一，六十小时进一，二十四小时清零。从而达到计时这一人们日常生活中缺少的工具的功能。现在的高精度计时工具大多采用石英晶体振荡器。因为电子钟、石英钟、石英表都采用了应时技术，走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要频繁调试。当数字电子钟用集成电路计时时，解码代替了机械传动，用LED显示器代替指针显示时间，减少了计时误差。这种手表具有以时、分、秒显示时间的功能，还可以用来校对时间和分钟。
B.2.3主程序
主程序主要是扫描按键，判断定时和闹铃时间是否到了，如果到了，调用相关程序。
B.2.4显示子程序
八个谢妮管依次显示，每个显示1ms，依靠人类视觉的暂留效应，给人一种谢妮管被连续突出的错觉。