时钟仿真实验报告
一、任务及要求
用51单片机设计时、分、秒计时器，具体要求如下。
1、具有时、分、秒计时功能和8位数码管显示功能，显示格式为：“时－分－秒”；
2、用Proteus设计仿真电路进行结果仿真；
3、4人组成设计小组完成，小组成员有明确分工，1人负责总体方案设计及报告撰写，2人负责功能模块函数设计，1人负责仿真电路设计及调试。
4、完成程序设计、仿真电路设计、结果仿真，完成报告并上传空间课程栏目中的课程设计报告子栏目中。
二、设计方案：
1、总体方案构思：通过使用定时计数器以及中断溢出，50ms中断溢出一次，溢出20次为1S。
所以当定时溢出计数变量temp自加20次时计数变量miao自加1，直到加到第60次时miao(秒)清零，并且计数变量fen自加1，直到fen加到第60次时，fen(分)清零且shi(时)
自加1，直到shi加到第24次时,shi(小时)清零。
最后经译码后，通过扫描显示模块程序将得到的时钟结果以动态显示的方式显示在8位一体共阳数码管上。
2、程序功能模块说明：此时钟程序包括时钟中断计时、延时函数、显示函数等模块
3、仿真电路构成：此次时钟程序的仿真电路的设计较简单，硬件部分主要有AT89C52单片机芯片一块、八位一体LED共阳数码管一块、8个普通电阻以及8个逻辑非门。
其中8个普通电阻用作P0口上拉电阻。
另外，由于数码管是共阳的，而实际程序中的位码是以低电平有效的，所以八个逻辑非门用来取反单片机输出的位码。
4、时钟计时程序设计思想分析：采用定时计数器T0，工作方式1，定时50ms，再对定时溢出中断次数计数，若溢出了20次则时间为1秒！
5、函数模块程序流程图：
时钟中断计时模块流程图：
6、仿真电路设计
三、程序代码汇集：
/*时钟及显示程序,适用于寻迹小车实验板*/
#include<reg51.h>//头文件
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,
0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};//共阳七段编码
uchar temp=0;//定义定时器溢出计数变量，每隔50ms产生1次溢出，temp加1
uchar miao=00; //定义时钟变量，当temp计数加20(20x50ms=1s)时，miao加1
uchar fen=00; //定义时钟变量，当miao计数加60(60x20x50ms=60s)
时，fen加1
uchar shi=00; //定义时钟变量，当fen计数加60时，shi加1 sbit P0_6=P0^6 ;//定义P0端口
/*--定时计数器T0及其中断初始化函数--*/
void timer0init(void)
{
TMOD=0x01;//设置定时器0为工作方式1
TH0=(65536-50000)/256;//16位计数初值除以256得到高8位初值
TL0=(65536-50000)%256;//16位计数初值除以256的余数得到低8位初值
EA=1;//开总中断
ET0=1;//开定时器0中断
TR0=1;//启动定时器0
}
/*----------延时函数---------------*/
void delay(uint n)
{
uint i,j;
for(i=n;i>0;i--)
for(j=124;j>0;j--);
}
/*定时计数器中断程序，每当定时计数器溢出时触发中断，执行该程序*/
void time0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;//重装初值
TL0=(65536-50000)%256;
if(temp==20)
{
temp=0;
if(miao==59)
{miao=0;
if(fen==59)
{fen=0;
if(shi==23) shi=0;
else shi++;
}
else fen++;
}
else miao++;
}
else temp++;
}
/*--------------显示函数------------*/
void display(void)
{
/*P1=0xfe;*/P1=0x7f;//输出秒的个位的位码 P0=table[miao%10]; //输出秒的个位的段码 delay(5); //亮5ms
/*P1=0xfd;*/P1=0xbf;//输出秒的十位的位码 P0=table[miao/10]; //输出秒的十位的段码 delay(5); //亮5ms
/*P1=0xfb;*/P1=0xdf;
P0=0xbf;
delay(5);
/*P1=0xf7;*/ P1=0xef; //输出分的个位的位码P0=table[fen%10]; //输出分的个位的段码
delay(5);
/*P1=0xef;*/P1=0xf7; //输出分的十位的位码
P0=table[fen/10]; //输出分的十位的段码
delay(5);
/*P1=0xdf;*/P1=0xfb;
P0=0xbf;
delay(5);
/*P1=0xbf;*/P1=0xfd; //输出时的个位的位码
P0=table[shi%10]; //输出时的个位的段码
delay(5);
/*P1=0x7f;*/P1=0xfe; //输出时的十位的位码
P0=table[shi/10]; //输出时的十位的段码
delay(5);
}
/*----------主函数-----------------*/
void main(void)
{
timer0init();//调用初始化函数对定时计数器进行初始化 while(1)
{
display();//调用显示函数显示时间
}
四、仿真调试：
在完成程序仿真调试过程中，出现了很多小问题，这些问题虽然简单，但真正解决起来还是比较棘手的。
例如，数码管显示时、分、秒的位置错乱，或者是某一位数码管不亮，这样的问题对于高手来说就是小菜一碟，一看就知道是哪出了问题，可我却找了半天才查到，原来是显示函数模块中送入位码时位码的编码出错，为了解决这个下问题，我将每一个数码管的位码都重新编写一次。
这个问题解决后，再次仿真时钟并没有按要求显示出来，而是出现下图一样的错误显示，通过仔细观察发现，只是小时与分、分与秒之间的那两位数码管显示错误，于是直接检查那两个标志位数码管的段码，发现原来是输送段码时只是将g段送了个0，以致显示时标志位总是跟随前一位数码管显示。
通过我们的不断修改和调试，最终八位数码管能正确显示时钟如下（零时零二分二十三秒）：
五、设计总结：
对于51单片机设计时、分、秒计时器程序的编写与结构的分析，我想这些都是我们从不懂到懂的慢慢转变的一个过程，记得在刚开始做这个实验报告的时候，我们遇到了很多的问题，首先的时候我们感觉连程序都读不懂，更不用去说写这些程序并分析它的逻辑了。
但是困难总是伴随着我们的努力慢慢的解决。
我们开始学会参照老师的原始的99秒计数的程序，根据其逆向的思维进行我们分秒时的程序编写。
当我们慢慢的了解每个语句的意思所在时，我们再根据其逻辑思想，慢慢的我们了解到了这个程序我们应该怎么去写！怎么去分析它了。
通过这次也让我对数字钟的设计与制作，了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，在实际接线中有着各种各样的条件制约着。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
总的来说在这一次的实验报告中我们学到了很多，我们开始学会去分析程序，然后写出程序了。
我感觉这是我们学习C语言的一次非常大的进步！
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