单片机电子钟课程设计

ID:111475 · 发表于 2016-3-30 22:04

第1节引言………………………………………………………………… 1

第2节电子钟硬件设计………………………………………………………2

2.1电子钟的工作原理……………………………………………………2

2.2电子钟的硬件电路……………………………………………………3

第3节系统软件设计…………………………………………………………5

一．引言

自制LED电子钟在很多电子报刊杂志上都可以见到，但大多数在断电后都要重新设置时间等参数，给使用带来很多不便。也有用后备电池作为备用电源的，但往往体积较大。本文介绍的LED电子钟克服了以往的弊端，而且采用了家电通用的红外遥控器进行控制，方便使用。有一路闹铃输出，可以通过遥控器设置闹铃时间及允许与否。

二．电子钟硬件设计

电子钟的正面

电子钟的背面

一．工作原理

DS1302为达拉斯公司的一种实时时钟芯片，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32768Hz晶振。AT89C2051作为主控芯片，一是对接收到的红外遥控编码进行判断识别，并执行相应的处理；第二就是定期的读取时钟芯片DS1302中的时间并把小时和肥以示在4位LED中；第三就是对设置的闹铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许，那么蜂鸣器就会以1秒的周期鸣响一分钟，提醒使用者。如果要停止鸣闹，只要按遥控器相应键就可以关闭闹铃。闹铃时间保存在DS1302自带的RAM中，不需要单独的EEPROM。

二．硬件电路

图一为电子钟的原理图，IC2为DS1302，电子爱好者可以向MAXIM公司索取免费样品。Y2为 32768 Hz石英晶振，可以用普通电子表里的。IC3为三脚的塑封一体化红外接收头。LED1-4 为高亮度共阳数码管。89C2051所用的晶振Y1如果没有10MHz也可以用其他12M以内的代替，只要修改程序中YS1和YS2的延时参数，让其保持延时长度不变就行。调整R2可以改变数码管亮度。P1口接数码管的八字段。数码管左两位显示小时，右两位显示分，当显示的是闹铃时间时闪动。第二位和第三位的小数点作为秒闪动，注意第三位数码管按图一布好印制版后安装时要旋转180°，以便让时和分之间出现“:”，最后一位小数点作为闹铃开关标志，亮表示闹铃开启。蜂鸣器B2采用小型自带音源的。要特别说明的是备用电源B1，可以用电池或者超级电容（10万uF以上）。虽然DS1302在主电源掉电后，耗电很小，但如果要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。可以用老式电脑主板上的那种3.6V充电电池。如果断电时间较短（几小时或几天）时，就可以用漏电较小的普通电解电容代替。100uF就可以保证1小时的正常走时。DS1302在第一次加电后，须进行初始化操作。初始化后就可以按正常方法调整时间及闹铃。

三．软件

软件部分的重点是对DS1302的操作以及红外遥控的解码。单片机解码可参看其他文章，这里主要对设置部分作一些说明：
遥控器采用长虹彩电K11F型遥控器，遥控器按照16位地址码，8位数据码以及8位数据码的反码发送。表一列出了各按键的编码及本电子钟对应的动作。如果采用其他遥控器，需对程序相应部分的编码作修改。操作方法中，任意是指该键第一次按后，进入该状态，再次按后退出该状态。时间设置：按“菜单”键进入设置状态，LED只显示正常时间的小时，按“↑↓”键调整数值，按“←“、”→”键可在闹铃与正常时间之间移动。任意时刻再次按“菜单”键就退出设置。闹铃设置：闹铃时间在时间设置中进行。闹铃允许和取消可在任意时刻按“静音”键。显示开关：可在任意时刻按“显示”键开启和关闭显示器。

初始化：在按“菜单”键进入设置状态后任意时刻按“日历”键，初始化后的时间为
2002/12/1/12:00:00

;DS1302+AT89C2051的LED钟

;遥控器各按键数据码,可根据不同的遥控器修改对应的键码

muteM EQU 10h ;静音键闹铃开/关

timerT EQU 0Ch ;菜单键进入/退出设置状态

leftL EQU 46h ;左移键

rightR EQU 47h ;右移键

upU EQU 19h ;增加键

downD EQU 1dh ;减少键

d_off EQU 16H ;显示键 LED数码管显示/关闭

recall EQU 44H ;日历键 DS1302初始化操作

K_on BIT P3.0 ;闹铃输出

LED1 BIT P3.3

LED2 BIT P3.4

LED3CLK BIT P3.5 ;DS1302

LED4IO BIT P3.7

RST BIT P3.1

SECOND EQU 60H

;60H 秒

;61h 分

;62h 时

;63h 日

;64h 月

;65h DAY

;66h 年

;6Ah 闹分 from 00(1302)

;6BH 闹时 from 01(1302)

ORG 0000H

AJMP START

ORG 0003H

LJMP S_INT ;IRF

ORG 000BH ;200Us

LJMP P_INT ;

ORG 001BH ;display LED

LJMP DISPLAY

;main program

ORG 0030H

START: CLR RST

MOV SP,#2AH

SETB 05H

CLR 06H

SETB 07H;CLR 07H

CLR 08H

CLR 09H

CLR 0AH

CLR 0BH

CLR 0CH

SETB 0DH

CLR 0EH

CLR 0FH

CLR 10H

CLR 11H

MOV R2,#00H ;

MOV R3,#00H ;

MOV TMOD,#12H

MOV TL1,#0e5H ;wait

MOV TH1,#0BeH

MOV TH0,#3FH ;200uS 3f

MOV TL0,#3FH

SETB ET0

SETB ET1

setb pt0

SETB TR0

SETB TR1

SETB IT0 ;

SETB EX0 ;

CLR PX0

;LCALL SET1302 ;初始化

MOV R1,#0C1H ;取定时参数从1302中

acall T_6061

MOV 6AH,A ;M

MOV R1,#0C3H

ACALL T_6061

MOV 6BH,A ;H

MOV 61H,#0

MOV 62H,#0

SETB EA

sjmp $

DISPLAY: PUSH ACC

PUSH PSW

MOV TL1,#0e0H ;wait how long to display (20ms)

MOV TH1,#0b0H

mov dptr,#tab1

JB 0EH,DIS2

JB 0FH,DIS3

JB 10H,DIS4

JB 11H,DIS5

JNB 0DH,D_OUT

JNB 08H,D_GO ;定时到时，显示闪烁

JNB 07H,D_OUT

D_GO: MOV DPTR,#TAB1

MOV A,62H

ANL A,#0FH

MOV B,A

MOV A,62H

SWAP A

ANL A,#07H

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED1

LCALL DL2M

SETB LED1

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV C,07H

MOV acc.7,C ;秒灯闪烁

MOV P1,A

CLR LED2

LCALL DL2M

SETB LED2

mov dptr,#tab2 ;倒装LED字段表

MOV A,61H

ANL A,#0FH

MOV B,A

MOV A,61H

SWAP A

ANL A,#0FH

MOVC A,@A+DPTR

MOV C,07H

MOV acc.6,C ;秒灯闪烁

MOV P1,A

CLR LED3CLK

LCALL DL2M

SETB LED3CLK

mov dptr,#tab1

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV C,06H

cpl c

MOV acc.7,C ;闹铃指示灯

MOV P1,A

CLR LED4IO

LCALL DL2M

SETB LED4IO

D_OUT: SETB TR1

POP PSW

POP ACC

RETI

DIS2: AJMP DIS_2

DIS3: AJMP DIS_3

DIS4: AJMP DIS_4

DIS5: AJMP DIS_5

DIS_2: mov dptr,#tab1 ;显示设置小时

MOV 6FH,62H

ACALL BCD_HEX

MOV B,#10

DIV AB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED1

LCALL DL2M

SETB LED1

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED2

LCALL DL2M

SETB LED2

SETB TR1

POP PSW

POP ACC

RETI

DIS_3: MOV DPTR,#TAB2 ;显示设置分

MOV 6FH,61H

ACALL BCD_HEX

MOV B,#10

DIV AB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED3CLK

LCALL DL2M

SETB LED3CLK

MOV A,B

MOV DPTR,#TAB1

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED4IO

LCALL DL2M

SETB LED4IO

SETB TR1

POP PSW

POP ACC

RETI

DIS_4: mov dptr,#tab1 ;显示设置闹时

JNB 07H,D4_OUT ;显示时闪烁

MOV A,6BH

MOV B,#0AH

DIV AB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED1

LCALL DL2M

SETB LED1

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED2

LCALL DL2M

SETB LED2

D4_OUT: SETB TR1

POP PSW

POP ACC

RETI

DIS_5: MOV DPTR,#TAB2

JNB 07H,D5_OUT ;显示时闪烁

MOV A,6AH ;显示设置闹分

MOV B,#0AH

DIV AB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED3CLK

LCALL DL2M

SETB LED3CLK

MOV DPTR,#TAB1

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

CLR LED4IO

LCALL DL2M

SETB LED4IO

D5_OUT: SETB TR1

POP PSW

POP ACC

RETI

DL2M: MOV 43H,#14H ; every LED(2ms)

DL2: MOV 44H,#14H

DL1: NOP

NOP

DJNZ 44H,DL1

DJNZ 43H,DL2

RET

;************************定时读取1302时间及判断闹铃时间是否到*******

P_INT: PUSH ACC

PUSH PSW

INC R2

CJNE R2,#250D,P_OUT

MOV R2,#00H

INC R3

CJNE R3,#10D,P_OUT

MOV R3,#00H

CPL 07H

MOV P1,#0FFH

ACALL R_1302

OUT: JNB 06H,P_OUT

MOV A,6BH

MOV B,#10

DIV AB

SWAP A

ADD A,B

CJNE A,62H,PP_OUT

MOV A,6AH

MOV B,#10

DIV AB

SWAP A

ADD A,B

CJNE A,61H,PP_OUT

SETB 08H ;定时到标志

MOV C,07H

cpl c

MOV K_ON,C

P_OUT: POP PSW

POP ACC

RETI

PP_OUT: SETB K_ON

CLR 08H

POP PSW

POP ACC

RETI

;************************有接收到遥控器信号*******

S_INT:CLR EA

PUSH ACC

PUSH PSW

PUSH DPH

PUSH DPL

PUSH 02H

PUSH 03H

MOV R6,#10D ;

SB: ACALL YS1

JB P3.2,EXIT

DJNZ R6, SB

JNB P3.2, $ ;

ACALL YS2 ;

JB P3.2,EXIT

MOV R1,#1AH ;

MOV R2,#4D

PP: MOV R3,#8D

JJJJ: JNB P3.2,$

ACALL YS1

MOV C,P3.2

JNC UUU

JB P3.2,$

UUU: MOV A,@R1

RRC A

MOV @R1,A

DJNZ R3,JJJJ

INC R1

DJNZ R2,PP

;-------------------------------------

MOV A,1AH ;

XRL A,#40h ;判断1AH的值是否等于遥控器低8位地址（40h）

JNZ EXIT ;

MOV A,1bH

XRL A,#0bfh ;再判断高8位地址是否正确（0bfh）

JNZ EXIT

MOV A,1CH

CPL A

XRL A,1DH ;将1CH的值取反后和1DH比较不同则无效丢弃（核对数据是否准确）

JNZ EXIT

ACALL DO ;相应按键的处理

EXIT: SETB EA

POP 03H

POP 02H

POP DPL

POP DPH

POP PSW

POP ACC

RETI

;--------------------delay-----------------------

YS1: MOV 70H,#16D ;延时1

D1: MOV 71H,#21D

DJNZ 71H,$

DJNZ 70H,D1

RET

YS2: MOV 70H,#09D ;延时2

D2: MOV 71H,#220D

DJNZ 71H,$

DJNZ 70H,D2

RET

;---------------------------------------------------------

TAB: DB 00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H ;TAB1 LED数码管显示表 TAB遥控器键值表（未用）

;TAB1: DB 3FH,11H,5EH,5BH,71H,6BH,6FH,19H,7FH,7bH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

tab1: DB 0C0H,0F9H,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0a7h,0a1h,86h,8EH

TAB2: DB 0c0H,0f9H,64H,70H,59H,52H,42H ;倒装LED段码表

;0CH 为设置标志，0DH为全显示标志，0EH为显示设置小时标志，0FH为显示设置分标志

;10H 为显示设置闹时标志，11H为显示设置闹分标志

;增加闹时静音功能

;mute-10h,timer-0eh,left-46h,right-47h,up-19h,down-1dh

DO: MOV A,1CH

CJNE A,#TIMERT,REDO ;代码不是设置/退出键

JNB 0CH,SET1 ;是，则进入

CLR 0CH ;是，已经进入，则退出

SETB 0DH ;恢复正常显示

CLR 0EH

CLR 0FH

CLR 10H

CLR 11H

RET

SET1: SETB 0CH

SETB 0EH

CLR 0DH

CLR 0FH

CLR 10H

CLR 11H

RET

REDO: CJNE A,#MUTEM,REDO1 ;不是设置键的处理REDO1,2,3,4...

LJMP MUTE ;MUTE?

REDO1: CJNE A,#D_OFF,DO_SET2

LJMP DIS_OFF ;关闭显示

DO_SET2:JB 0CH,SET2 ;时间设置的处理

RET

SET2: CJNE A,#UPU,SET2A

LJMP INC1 ;+加(^)

SET2A: CJNE A,#DOWND,SET2B

LJMP DEC2 ;- 减

SET2B: CJNE A,#RIGHTR,SET2C

LJMP RIGHT ;RIGHT右移(>)

SET2C: CJNE A,#LEFTL,SET2D

LJMP LEFT ;LEFT左移(<)

SET2D: CJNE A,#RECALL,SET2EXT ;DS1302初始化

LJMP SET1302

SET2EXT:RET

;--------------------------------INC------------------------

INC1: JB 0EH,INCH

JB 0FH,INCM

JB 10H,INC_H

JB 11H,INC_M

RET

INC_H: INC 6BH ;闹钟小时增加

MOV A,6BH

CJNE A,#24D,INCH3

MOV 6BH,#0

INCH3: MOV R1,#0C2H

MOV R0,6BH

ACALL SETONE ;写入DS1302

RET

INC_M: INC 6AH ;闹钟分增加

MOV A,6AH

CJNE A,#60D,INCH4

MOV 6AH,#0

INCH4: MOV R1,#0C0H

MOV R0,6AH

ACALL SETONE ;

RET

INCH: ;INC 62H ;

MOV 6FH,62H

ACALL BCD_HEX

INC A

CJNE A,#24D,INCH1

MOV A,#0

INCH1: MOV 6FH,A

ACALL HEX_BCD

MOV 62H,A

MOV R1,#84H

MOV R0,62H

ACALL SETONE ;

RET

INCM: ;INC 61H ;

MOV 6FH,61H

ACALL BCD_HEX

INC A

CJNE A,#60D,INCH2

MOV A,#0

INCH2: MOV 6FH,A

ACALL HEX_BCD

MOV 61H,A

MOV R1,#82H

MOV R0,61H

ACALL SETONE ;

RET

;----------------------------------DEC----------------------

DEC2: JB 0EH,DECH

JB 0FH,DECM

JB 10H,DEC_H

JB 11H,DEC_M

RET

DECH: MOV 6FH,62H

ACALL BCD_HEX

DEC A

CJNE A,#0FFH,DECH1

MOV A,#23

DECH1: MOV 6FH,A

ACALL HEX_BCD

MOV 62H,A

MOV R1,#84H

MOV R0,62H

ACALL SETONE

RET

DECM: MOV 6FH,61H

ACALL BCD_HEX

DEC A

CJNE A,#0FFH,DECM1

MOV A,#59

DECM1: MOV 6FH,A

ACALL HEX_BCD

MOV 61H,A

MOV R1,#82H

MOV R0,61H

ACALL SETONE

RET

DEC_H: DEC 6BH

MOV A,6BH

CJNE A,#0FFH,DECH3

MOV 6BH,#23D

DECH3: MOV R1,#0C2H

MOV R0,6BH

ACALL SETONE

RET

DEC_M: DEC 6AH

MOV A,6AH

CJNE A,#0FFH,DECH4

MOV 6AH,#59D

DECH4: MOV R1,#0C0H

MOV R0,6AH

ACALL SETONE

RET

;--------------------------------RIGHT----------------------

RIGHT: JB 0EH,RIGHT1

JB 0FH,RIGHT2

JB 10H,RIGHT3

JB 11H,RIGHT4

RET ;右移

RIGHT1: CLR 0EH

SETB 0FH

RET

RIGHT2: CLR 0FH

SETB 10H

RET

RIGHT3: CLR 10H

SETB 11H

RET

RIGHT4: CLR 11H

SETB 0EH

RET

;--------------------------------LEFT-----------------------

LEFT: JB 0EH,LEFT1

JB 0FH,LEFT2

JB 10H,LEFT3

JB 11H,LEFT4

RET ;左移

LEFT1: SETB 11H

CLR 0EH

RET

LEFT2: SETB 0EH

CLR 0FH

RET

LEFT3: SETB 0FH

CLR 10H

RET

LEFT4: SETB 10H

CLR 11H

RET

;------------------------------MUTE--------------

MUTE: setb k_ON

CPL 06H ;静音

CLR 08H

RET

;-----------------------------DISPLAY OFF--------

DIS_OFF:CLR ET1

CPL 05H

JNB 05H,REDORE

SETB ET1

REDORE: RET

;------------------------------------初始化1302-------------------------

SET1302: CLR RST ;2002年1月1日12:00:00

CLR LED3CLK

MOV SECOND,#0

MOV 61H,#0

MOV 62H,#18 ;

MOV 63H,#1

MOV 64H,#1

MOV 65H,#1

MOV 66H,#2

SETB RST

MOV A,#8EH

LCALL R_BIT

MOV A,#00H

LCALL R_BIT

SETB LED3CLK

CLR RST

MOV R0,#SECOND

MOV R7,#7

MOV R1,#80H

SET1302A:CLR RST

CLR LED3CLK

SETB RST

MOV A,R1

LCALL R_BIT

MOV A,@R0

LCALL R_BIT

INC R0

INC R1

SETB LED3CLK

CLR RST

DJNZ R7,SET1302A

CLR RST

CLR LED3CLK

sETB LED3CLK

nop

CLR RST

nop

clr led3clk

SETB RST

MOV A,#90H

LCALL R_BIT

MOV A,#10100101B ;充电器设置

LCALL R_BIT

SETB LED3CLK

CLR RST

CLR LED3CLK

SETB RST

MOV A,#8EH

LCALL R_BIT

MOV A,#80H

LCALL R_BIT

SETB LED3CLK

CLR RST

RET

;----------------------读取一RAM ------

T_6061: CLR RST

CLR LED3CLK

SETB RST

MOV A,R1

LCALL R_BIT

LCALL W_BIT

SETB LED3CLK

CLR RST

RET

;-----------------------------

R_1302: MOV R0,#SECOND

MOV R7,#7

MOV R1,#81H

R_1302A: CLR RST

CLR LED3CLK

SETB RST

MOV A,R1

LCALL R_BIT

LCALL W_BIT

MOV @R0,A

INC R0

INC R1

SETB LED3CLK

CLR RST

DJNZ R7,R_1302A

RET

;------------------R_BIT------------------

R_BIT: MOV R4,#8

R_BIT1: RRC A

MOV LED4IO,C

SETB LED3CLK

CLR LED3CLK

DJNZ R4,R_BIT1

RET

;-------------------W_BIT-----------------------

W_BIT: MOV R4,#8

W_BIT1: MOV C,LED4IO

RRC A

SETB LED3CLK

CLR LED3CLK

DJNZ R4,W_BIT1

RET

;--------------------------------------------------

BCD_HEX:

MOV A,6FH

ANL A,#0FH

MOV B,A

MOV A,6FH

MOV 6FH,B

SWAP A

ANL A,#0FH

MOV B,#0AH

MUL AB

ADD A,6FH

;MOV 6FH,A

RET

HEX_BCD:

MOV A,6FH

MOV B,#10

DIV AB

SWAP A

ADD A,B

;MOV 6FH,A

RET

;-----写一地址---R1 为地址，R0 为数据----------

SETONE: CLR LED3CLK

CLR RST

CLR LED3CLK

NOP

SETB RST

MOV A,#8EH

LCALL R_BIT

MOV A,#00H

LCALL R_BIT

SETB LED3CLK

CLR RST

CLR LED3CLK

NOP

CLR RST

CLR LED3CLK

SETB RST

MOV A,R1

LCALL R_BIT

MOV A,R0

LCALL R_BIT

NOP

SETB LED3CLK

CLR RST

NOP

CLR RST

CLR LED3CLK

SETB RST

MOV A,#8EH

LCALL R_BIT

MOV A,#80H

LCALL R_BIT

SETB LED3CLK

CLR RST

RET

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