基于单片机的汇编语言电子钟设计

ID:556863 · 发表于 2020-11-18 11:44

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 longto 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: DB00H,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:  DB3FH,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
;-----------------------------DISPLAYOFF--------
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
      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
      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
      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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