单片机之电子时钟（带闹铃）

（一） 实验目的

学习 8051定时器时间计时处理、按键扫描及 LED数码管显示的设计方法。

（二） 设计任务及要求

利用实验平台上 4 个 LED数码管， 设计带有闹铃功能的数字时钟，要求：

1． 在 4 位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分” 2． 由 LED闪动做秒显示。

3． 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发 出声响，按停止键使可使闹玲声停止。

（三）工作原理及设计思路

利用单片机定时器完成计时功能，定时器 0 计时中断程序每隔 5ms 中断一次并当作一个计数，每中断一次计数加 1，当计数 200 次时，则表示 1s 到了，秒变量加 1，同理再判断是否 1min 钟到了，再判断是否 1h 到了。为了将时间在 LED 数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现

LED显示。其显示电路如图 1

闹铃声由交流蜂鸣器产生，电路如图 2，当 P1.7 输出不同频率的方波，.蜂鸣器便会发出不同的声音。

（四）设计方案

1.软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值

数字电子技术实验报告

加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。

2.数码管显示：

方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。

方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。

从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。

（五）源程序

ORG 0000H

MAIN: CLR EA ;程序初始化 CLR PSW.3 ;选择寄存器组0 CLR PSW.4

MOV TMOD,#10H ;定时器1，方式1，定时方式 MOV 50H,#00H ;闹铃初始时间 08:00

MOV 51H,#00H ;分别对应分的低、高位，时的低、高位 MOV 52H,#08H MOV 53H,#00H

MOV R0,#00H ;设置时间初值 07:59

MOV R1,#09H ;分别对应分的低、高位，时的低、高位 MOV R2,#05H MOV R3,#07H MOV R4,#00H

CLR TF1 ;清标志

START: ACALL ALARM ;判断是否闹铃

MOV R5,#02H ;两层外循环，每层循环500ms START1: MOV R7,#10 ;10次内循环，10*50ms=500ms START2: ACALL DELAY ;调用延时 10ms ACALL DISPLAY ;调用延时 40ms

M0: JB P3.2,M1 ;是否设闹铃，查询3.2口，为一转到M1，为0设置闹铃 ACALL SETALARM

M1: JB P3.3,M2 ;是否设时间 ACALL SETCLOCK

M2: DJNZ R7,START2 ;R7减1循环

CPL P1.2 ;每500ms给P1.2一个正负交替的电平信号 DJNZ R5,START1 ;R5为2，循环两次后为1s INC R0 ;R0加1

CJNE R0,#60,START ;判断R0为60,跳转 MOV R0,#00H ;R0清零

M3: CJNE R1,#09H,L1 ;时间逻辑，如果为23：59分，则全部清零 CJNE R2,#05H,L2 CJNE R4,#02H,L3

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CJNE R3,#03H,L4 MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H AJMP START

L1: INC R1 ;上面的几个分支 AJMP START L2: INC R2

MOV R1,#00H AJMP START

L3: CJNE R3,#09H,L4 INC R4 MOV R3,#00H MOV R2,#00H MOV R1,#00H AJMP START L4: INC R3

MOV R2,#00H MOV R1,#00H AJMP START

DISPLAY: MOV DPTR,#TABLE ; MOV A,R1 ; MOVC A,@A+DPTR ; ACALL BIT1 ; MOV A,R2 ; MOVC A,@A+DPTR ACALL BIT2

MOV A,R3 ; MOVC A,@A+DPTR ACALL BIT3

MOV A,R4 ; MOVC A,@A+DPTR ACALL BIT4 RET

BIT1: MOV R6,#08H ; LOOP1: RLC A ;A MOV P1.0,C ; CLR P1.1 ; SETB P1.1

DJNZ R6,LOOP1 ;8 CLR P1.3 ; ACALL DELAY ; SETB P1.3 ; RET

BIT2: MOV R6,#08H ; LOOP2: RLC A MOV P1.0,C CLR P1.1 SETB P1.1

显示子程序，把TABLE的首地址送给DPTR 将偏移量给A

将对应地址中的量给A

显示第一个字节，也就是分的低位 显示第二个字节，分的高位 显示第三个字节，时的低位 显示第四个字节，时的高位 显示第一个字节（分的低位）的子程序 带进位左移，移出的最高位存到C中 把C的值给P1.0口

在P1.1产生一个上升沿，将P1.0的值输入 次循环，输入第一个字节8段的值

给P1.3一个低电平，点亮分的低位对应的数码管 延时 5ms 置位 显示第二个字节（分的高位）的子程序 3

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DJNZ R6,LOOP2 CLR P1.4 ACALL DELAY SETB P1.4 RET

BIT3: MOV R6,#08H ;显示第三个字节（时的低位）的子程序 LOOP3: RLC A MOV P1.0,C CLR P1.1 SETB P1.1 DJNZ R6,LOOP3 CLR P1.5 ACALL DELAY SETB P1.5 RET

BIT4: MOV R6,#08H ;显示第四个字节（时的高位）的子程序 LOOP4: RLC A MOV P1.0,C CLR P1.1 SETB P1.1 DJNZ R6,LOOP4 CLR P1.6 ACALL DELAY SETB P1.6 RET

ALARM: MOV A,R1 ;闹铃判断子程序，判断闹铃是否与时间各位相等 CJNE A,50H,RETURN ;分别判断，若不等则跳出 MOV A,R2

CJNE A,51H,RETURN MOV A,R3

CJNE A,52H,RETURN MOV A,R4

CJNE A,53H,RETURN MOV R6,#03H

MING: LCALL DOL ;若各位都相等，则驱动闹铃，响音乐 LCALL DOL LCALL SOL LCALL SOL LCALL LA LCALL LA LCALL SOL LCALL SOL LCALL FA LCALL FA LCALL MI LCALL MI LCALL RE LCALL RE LCALL DOL

RETURN:RET ;返回

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DOL:MOV R4,#131 ;低音DO子程序 DOL05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#21H MOV TH1,#0F9H SETB TR1

WAIT1:JNB TF1,WAIT1 CLR TF1 CPL P1.7

DJNZ R4,DOL05 RET ;返回

RE:MOV R4,#147 ;RERE05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#0E1H MOV TH1,#0F9H SETB TR1

WAIT2:JNB TF1,WAIT2 CLR TF1 CPL P1.7 DJNZ R4,RE05 RET ;返回

MI:MOV R4,#165 ;MIMI05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#8CH MOV TH1,#0FAH SETB TR1

WAIT3:JNB TF1,WAIT3 CLR TF1 CPL P1.7 DJNZ R4,MI05 RET ;返回

FA:MOV R4,#179 ;FAFA05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#0D8H MOV TH1,#0FAH SETB TR1

WAIT4:JNB TF1,WAIT4 CLR TF1 CPL P1.7 DJNZ R4,FA05 RET ;返回

SOL:MOV R4,#192 ;SOLSOL05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#68H MOV TH1,#0FBH SETB TR1

WAIT5:JNB TF1,WAIT5

子程序 子程序 子程序 子程序 5

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CLR TF1 CPL P1.7

DJNZ R4,SOL05 RET ;返回

LA:MOV R4,#220 ;LA子程序 LA05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#0E9H MOV TH1,#0FBH SETB TR1

WAIT6:JNB TF1,WAIT6 CLR TF1 CPL P1.7 DJNZ R4,LA05 RET ;返回

XI:MOV R4,#247 ;XI子程序 XI05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#5BH MOV TH1,#0FCH SETB TR1

WAIT7:JNB TF1,WAIT7 CLR TF1 CPL P1.7 DJNZ R4,XI05 RET ;返回

DOH:MOV R4,#255 ;高音DO子程序 DOH05:MOV TMOD,#11H MOV TL1,#8FH MOV TH1,#0FCH SETB TR1

WAIT8:JNB TF1,WAIT8 CLR TF1 CPL P1.7

DJNZ R4,DOH05

RET ;返回

TABLE:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

RET ;将数码管中显示的0~9分别对应的数存入TABLE开始的一段程序存储器中

SETALARM:MOV 40H,R1 ;闹铃设定子程序，保存当前时间 MOV 41H,R2 MOV 42H,R3 MOV 43H,R4

MOV R1,50H ;将初始设定的闹铃时间赋给偏移量R1~R4 MOV R2,51H MOV R3,52H MOV R4,53H

ACALL DISPLAY ;显示闹铃时间

KS: JB P3.4,LK0 ;闹铃设置逻辑，当P3.4口为低电平时，设定分(LK0

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为DISPLAY子程序） CJNE R1,#09H,LL0 ;当P3.4口为低电平时，不断加一，低位为9时，进位 MOV R1,#00H CJNE R2,#05H,LL1

MOV R2,#00H ;当为59分时，清零 AJMP LK0 LL1: INC R2 AJMP LK0 LL0: INC R1

LK0: ACALL DISPLAY ;设定一次显示一次时间

JB P3.5,LK1 ;P3.5口为低电平时，设定时（LK1为子程序） CJNE R4,#02H,KK0 CJNE R3,#03H,KK1

MOV R3,#00H ; MOV R4,#00H AJMP LK1 KK1: INC R3 AJMP LK1

KK0: CJNE R3,#09H,KK1 MOV R3,#00H INC R4 AJMP LK1

LK1: ACALL DISPLAY ; JNB P3.2,KS ; MOV 50H,R1 ; MOV 51H,R2 MOV 52H,R3 MOV 53H,R4

MOV R1,40H ; MOV R2,41H MOV R3,42H MOV R4,43H

ACALL DISPLAY ; RET

SETCLOCK:JB P3.4,MN0 ; CJNE R1,#09H,MM0 MOV R1,#00H

CJNE R2,#05H,MM1 MOV R2,#00H AJMP MN0 MM1: INC R2 AJMP MN0 MM0: INC R1

MN0: ACALL DISPLAY

JB P3.5,MN1 ; CJNE R4,#02H,NN0 CJNE R3,#03H,NN1 MOV R3,#00H MOV R4,#00H AJMP MN1 NN1: INC R3

当时为23时，清零 设定结束，显示设定时间

当控制闹铃设置的P3.2口变为高电平时，退出设定 保存闹铃时间 恢复时间 显示时间 用P3.4口设定分，原理同闹铃设定，低电平有效 用P3.5口设定时，低电平有效 7

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AJMP MN1

NN0: CJNE R3,#09H,NN1 MOV R3,#00H INC R4

AJMP MN1

MN1: ACALL DISPLAY

JNB P3.3,SETCLOCK ;若P3.3口仍处于低电平，继续处于时间设定状态 RET

DELAY1: MOV TH1,#0ECH ;5ms延时子程序

MOV TL1,#78H ;赋初值60536，实现5000次计数，历时5ms CLR TF1 SETB TR1 WAIT: JNB TF1,WAIT RET

DELAY:ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 RET END

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/63pd.html