单片机电子时钟设计报告.docx

1、单片机电子时钟设计报告电子时钟实验报告全部代码在文档末尾：51单片机，LCD1602液晶显示屏平台下编程实现，可直接编译运行目录：一， 实验目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以电子钟是以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，得到了广泛的

2、使用。1. 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LCD液晶显示的设计方法。2. 设计任务及要求 利用实验平台上LCD1602液晶显示屏， 设计带有闹铃功能的数字时钟二，实验要求 A.基本要求：1. 在LCD1602液晶显示屏上显示当前日期，时间。 2. 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示设置闹玲的时间。闹玲时间到蜂鸣器发出声响，一分钟后闹铃停止。B.扩展部分：1.日历功能（能对年，月，日，星期进行显示，分辨平年，闰年以及各月天数，并调整）实现年月日时分秒的调整，星期准确的随着日期改变而改变进行显示。2.定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闹铃提示）C.可扩展部分：1.闹铃重响功能

3、（闹铃被停止后，以停止时刻开始，一段时间后闹铃重响，且重响时间的间隔可调）2可进行备忘录提示，按照年月日，可在设定的某年某月进行闹铃提示。三，实验基本原理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0.05s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为20，每中断一次中断计数初值加1，当减到20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,是否一天到了，是否一个月到了，是否一年到了。将时间在LCD液晶屏上显示，降低了程序的编写难度。LCD的固定显示特性是我们省去了数码管的动态扫描显示。 四，实验设计分析针对要实现的功能，采用AT89S52单

4、片机进行设计，AT89S52 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、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。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。首先，在编程之前必

5、须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，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：先学习理解C语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般

6、能实现想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的功能！五，实验要求实现A.电路设计1. 整体设计此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用lcd1602显示，年份，月份，星期，小时、分钟和秒（日），使电路更加简单。单片机采用AT89S51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。电路的总体设计框架如下： 2. 分块设计模块电路主要分为：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，由按键开关提供。以下为输入部分样例：在本实验中主要用用P3口输入按键信号，还用到了特殊的P0口。对于P0口，由于其

7、存在高阻状态，为了实现开关功能，给其添加上拉电阻，具体如下图所示：2.2 输出部分本电路的输出信号LCD的写入命令和写入数据，闹铃脉冲信号。闹铃由P1.5端输出，模块如下：日期时间由LCD1602输出，模块如下：2.3 晶振与复位电路本实验单片机时钟用内部时钟，模块如下：复位电路为手动复位构成，模块如下：B.程序设计B.1 程序总体设计本实验用汇编程序完成.程序总的流程图如下：B.2 程序主要模块中断服务程序：/*一秒定时中断函数*/void timer0() interrupt 1 using 1 ET0=0; /关闭定时器T0中断允许位 TR0=0; /关闭定时器T0 jiamiao+;

8、TH0=(65536-50000)/256; /设定每次中断间隔50ms TL0=(65536-50000)%256; TR0=1; /启动定时器T0 ET0=1; /打开定时器T0中断允许位本实验中，计数器T0有运用，其中T0中断为时钟定时所用，T1中断用于秒表的准确性保证。T0的定时长度为0.05s,工作于方式1，计数1次，时长1us，故计数器计数20次，进入中断，装满定时器需要0.05s的时间，从而20次中断为一秒，一秒之后，判断是否到60秒，若不到则秒加一，然后返回，若到，则秒赋值为0，分加一，依次类推。包括日期显示的功能也是如此。另外，由于要实现倒计时功能，因此在中断程序中还要加入加

9、一的寄存器，需要时将其进行显示。 程序中日历的实现较为复杂，要考虑平年，闰年，特殊的2月，每月的天数的不尽相同。具体的逻辑判断方法为：首先，要考虑年份是不是闰年，闰年的判断方法是：将年份除以100，若能整除，则将年份除以400，若还能整除，则为闰年，若不能，则为平年；若不能被100整除，则判断是否能被4整除，若能，则为闰年，若不能则为平年。只有2月与平、闰年相关，因此在闰年和平年的子程序中，要判断是不是2月，若是则在相应的年中进行日期的增加，若不是则转入平时的月份。其中1、3、5、7、8、10、12月是每月31天，4、6、9、11月为每月30天。显示子程序：/*刷新液晶屏显示内容子函数*/vo

10、id brush_lcd() static uchar old_second=0x01; if(dis_val6!=old_second) old_second=dis_val6; /刷新原来的秒为新秒值 in_command(0x80); /设定第一行字符串起始显示位置 in_data(2); /年的千位 in_data(0); /年的百位 in_data(num_tabdis_val0/16); /显示年 in_data(num_tabdis_val0%16); in_data(-); /显示分隔符 in_data(num_tabdis_val1/16); /显示月 in_data(num

11、_tabdis_val1%16); in_data(-); /显示分隔符 in_data(num_tabdis_val2/16); /显示日 in_data(num_tabdis_val2%16); in_data( ); /显示分隔符 in_data(); /显示分隔符 week_disp(dis_val3); /LCD1602显示星期值 in_data(); /显示分隔符 in_command(0xc0); /设定第二行字符串起始显示位置 in_data(-); /显示分隔符 in_data(-); /显示分隔符 in_data(-); /显示分隔符 in_data(-); /显示分隔符

12、in_data(num_tabdis_val4/16); /显示时 in_data(num_tabdis_val4%16); in_data(:); /显示分隔符 in_data(num_tabdis_val5/16); /显示分 in_data(num_tabdis_val5%16); in_data(:); /显示分隔符 in_data(num_tabdis_val6/16); /显示秒 in_data(num_tabdis_val6%16); in_data(-); /显示分隔符 in_data(-); /显示分隔符 in_data(-); /显示分隔符 in_data(-); /显示分

13、隔符 本程序通过Keil单片机开发平台实现程序的编译，链接，生成HEX文件。程序再编译过程中可以发现错位，并及时改正，在设计时非常重要，使错误被扼杀在摇篮中。五.实验总结及感想一分耕耘，一分收获。只有亲自用实践来验证这句话，在能得其要领。经过这次单片机课程设计，我从一个单片机实践的门外汉，已经越升为略知一二的新手。虽然还有很多有关单片机的应用有待学习，但万变不离其宗，只要深入了解单片的原理，全部知识点，各个细节，一切设计皆有可能。在实验的开始几天，基本上没有收获，不知何从下手，不知所措。为了看得更远，不妨站在前人的肩膀上，我在整体思路模糊的情况下，在网上大量招资粮，各种与电子时钟相关的文章，我

14、阅读了不少。随着涉猎的点滴积累，我对电子时钟的设计方案已经慢慢酝酿而成。有了方向和不少知识储备后，在接下来的几天，几乎每天都有突破，虽然有时只是一句程序的修改或诞生，但那种收获的感觉很暖人心。实验中遇到了不少问题，接下来总结一下，共同探讨。1， P0口开关问题。P0口比较特殊，它存在高阻态，要使其输入不是高电平就是低电平，就要接上拉电阻，给其高电平输入。以上就是实验中遇到的主要问题，基本上都找到了相应的解决之道。整个实验的过程就是一个解决问题的过程，每天都解决一些问题，我的实验也就解决了，当然结果不重要，功利化的追求结果，会使人浮躁，还是享受那份疑难迎刃而解的快感吧！全部完整代码：此代码未经本

15、人优化，可以根据自己的需求优化代码。盗版不究，可直接引用。/*/基于STC89S52单片机以及液晶1602显示的万年历项目/*/#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*液晶1602相关参数*/#define data_port P0 /液晶屏指令、数据通信接口sbit rs=P10; /液晶屏寄存器选择接口（rs=0时选择指令寄存器，rs=1时选择数据寄存器） sbit rw=P11; /液晶屏读写选择接口（rw=0时选择写入，rw=1时选择读出） sbit en=P12; /液晶屏使能接口（e

16、n=0时通信接口中断，en=1时通信接口接通）uchar code line1_str=-Welcome!-;/液晶屏第一行要显示的字符串uchar code line2_str= made by: MCU ;/液晶屏第二行要显示的字符串/*按键设置的相关参数*/sbit timer=P15; /蜂鸣器sbit sound=P34; /进入闹铃设置状态键uchar sflag=0,ssflag=0; /闹铃设置标志位；闹铃工作标志位sbit set_key=P37; /进入设置sbit up_key=P36; /加号键sbit cancle_key=P35; /完成设置键uchar set=0

17、; /是否进行了设置uchar flag=0; /设置选择标志uchar year=0x00; /年寄存器 uchar month=0x01; /月寄存器 uchar day=0x01; /日寄存器 uchar week=0x06; /星期寄存器uchar hour; /时寄存器 uchar minite; /分寄存器 uchar second; /秒寄存器 uchar jiamiao=0; /加秒参数uchar fen1,fen2; /（数据交换）分定时寄存器uchar shi1,shi2; / （数据交换）时定时寄存器 /液晶屏要显示的数字表uchar dis_val7=0x00,0x01

18、,0x01,0x06,0x00,0x00,0x00;/依次存储:年,月,日,星期,时,分,秒/*子函数部分*/void lcd_int(); /初始化1602液晶void welcome(); /欢迎界面void in_command(uchar com); /向液晶屏输入命令void in_data(uchar dat); /向液晶屏输入数据void delay(uint ms); /延时函数void key(); /按键设置函数uchar calculate_week(); /星期计算函数void week_disp(uchar x); /LCD1602显示星期值子函数声明void lcd

19、_disp_string(uchar str); /液晶屏显示一串字符子函数声明void brush_lcd(); /刷新液晶屏显示内容子函数声明void run(); /万年历正常运行函数/*/void main() TMOD=0x01; /0000 0001 使用定时器T0的模式1（16位模式） TH0=(65536-50000)/256; /设定每次中断间隔50ms TL0=(65536-50000)%256; jiamiao=1; EA=1; /打开总中断允许 ET0=1; /打开定时器T0中断允许位 TR0=1; /启动定时器T0 lcd_int(); welcome(); dela

20、y(1000); while(1) key(); if(jiamiao=20) second+; dis_val6=(second/10)4)|(second%10); /刷新秒 jiamiao=0; run(); if(flag=0) if(dis_val0=0x00 & dis_val1=0x01 & dis_val2=0x01)/2000年1月1日为星期六 dis_val3=0x06; brush_lcd(); /刷新液晶屏显示内容 if(hour=shi2 & minite=fen2 &ssflag=1) timer=0; else timer=1; /*延时子函数*/void del

21、ay(uint ms) uchar i; while(ms-) for(i=0;i=1) days_number=(year-1)/4)+1); /从00年到year-1年的闰年个数 days_number=days_number+(year*365); /从00年到year-1年的总天数 else days_number=0; for(i=1;imonth;i+) switch(i) case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12:days_number+=31;/大月31天 break; case 4: case 6: ca

22、se 9: case 11:days_number+=30;/小月30天 break; case 2: if(year%4=0) /闰年2月29天 days_number+=29; else /平年2月28天 days_number+=28; break; days_number+=day; /加上本月日期 if(days_number+5)%7=0) /计算现在的星期值,并返回其值 return(7); else return(days_number+5)%7); /*LCD1602显示星期值子函数*/void week_disp(uchar x) switch(x) case 1: lcd

23、_disp_string(MON); /显示星期一 break; case 2: lcd_disp_string(TUE); /显示星期二 break; case 3: lcd_disp_string(WED); /显示星期三 break; case 4: lcd_disp_string(THU); /显示星期四 break; case 5: lcd_disp_string(FRI); /显示星期五 break; case 6: lcd_disp_string(SAT); /显示星期六 break; case 7: lcd_disp_string(SUN); /显示星期日 break; /*按键设置函数*/void key() if(set