沈理单片机课设电子钟Word格式文档下载.docx
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1引言
现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。
从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
数字式电子钟用集成电路计时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，设定闹钟和整点报时。
电子钟在工业控制和日常生活中是很重要的，它不仅可以用于计时、提醒又可用于对机器的控制，在自动化的过程中必然有电子钟的参与，因此，电子钟的应用会越来越广泛。
而且随着电子技术的不断提高，电子钟也将向着更加精确、更低的功耗、多功能的方向发展。
这是由于电子钟有如此多的功能及广泛的应用范围，因此，电子钟的研究及扩大其在各个领域的应用，有着非常现实和价值的意义。
2总体设计
2.1时钟的基本原理分析
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0.01s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100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0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译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。
由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。
2.2时钟设计分析
针对要实现的功能，采用AT89S52单片机进行设计，AT89S52单片机是一款低功耗，高性能的单片机，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-52指令系统及80C52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。
程序可分为闹钟的时间显示程序、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。
准备实现的目标：
（1）可以像正常的时钟一样准确显示时间。
（2）整点报时功能，能够在整点时刻进行短暂的报警。
（3）闹钟功能，能够在预先设定的时刻进行近乎10秒的报警，以实现闹钟。
（4）电子钟可自由设定时间。
2.3系统的结构框图
图1电路的总体设计框架
图2电路的分部设计框架
3详细设计
3.1硬件设计
3.1.151单片机的简单介绍
单片机是一种采用超大规模集成电路技术，它把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器、计数器等集成到一块硅片上，构成了一个小而完善的小计算机系统的集成电路芯片。
51单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称，该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flanshrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一。
51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。
3.1.2时间设置
如图3开关从上到下分别是秒钟加1、分钟加1、分钟减1、时钟加1、时钟减1和设定闹铃。
图3时间设置模块
3.1.3闹钟设置
如图4开关从上到下分别是秒钟加1、秒钟减1、分钟加1、分钟减1、时钟加1、时钟减1。
图4闹钟设置模块
3.1.4显示部分
设定电子钟的初始值为12：
00：
00，显示部分如图5所示。
图5显示模块
3.1.5硬件原理图
各模块拼接组合，电路总体设计图如图5。
数码管位选的8个端口接在单片机的P2口，段选端则接在单片机的P0口，由于P0口；
内部没有接电阻，因此需在P0口外部接一个10k的排阻，并将其上拉。
按键分别接在单片机的P1和P3口，用来调整时间。
图6硬件原理图
3.2软件设计
3.2.1整体程序
#include<
reg51.h>
absacc.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,//段定义
0xbf,0x86,0xcb,0xcf,0xef,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xdf,};
ucharsecond=0;
ucharminute=0;
ucharhour=12;
//正常显示时间的定义
//闹钟时的定义
ucharshi=0;
//闹钟时的定义
ucharfen=0;
//闹钟分的定义
ucharmiao=0;
//闹钟秒的定义
ucharbjcs;
//报警次数
ucharmstcnt=0;
sbitP10=P1^0;
//秒键加
sbitP11=P1^1;
//分键加
sbitP12=P1^2;
//分键减
sbitP13=P1^3;
//时键加
sbitP14=P1^4;
//时键减
sbitP15=P1^5;
//整点报时
sbitP16=P1^6;
//闹钟
sbitP17=P1^7;
//关闭闹铃
sbitP30=P3^0;
//闹钟秒的调整加
sbitP31=P3^1;
//闹钟秒的调整减
sbitP32=P3^2;
//闹钟分的调整加
sbitP33=P3^3;
//闹钟分的调整减
sbitP34=P3^4;
//闹钟时的调整加
sbitP35=P3^5;
//闹钟时的调整减
/*函数声明*/
voiddelay（uintk）;
voidtime_pro（）;
voiddisplay（）;
voidkeyscan（）;
voidzhengdian（）;
voidnaozhong（）;
//延时子程序，采用for循环的方法实现
voiddelay（uintk）
{
ucharj;
while（（k--）!
=0）
{
for（j=0;
j<
250;
j++）
{;
}
}
//时间处理子程序
voidtime_pro（void）
if（second==60）
second=0;
minute++;
if（minute==60）
minute=0;
hour++;
if（hour==24）
{hour=0;
}
//显示子程序
voiddisplay（void）
{
if（P16==1）
P2=0xfe;
//共阴极数码管低电平0有效
P0=dispcode[hour/10];
delay
（1）;
P2=0xfd;
P0=（dispcode[hour%10]）;
P2=0xfb;
P0=0x40;
P2=0xf7;
P0=（dispcode[minute/10]）;
P2=0xef;
P0=（dispcode[minute%10]）;
P2=0xdf;
P2=0xbf;
P0=dispcode[second/10];
P2=0x7f;
P0=dispcode[second%10];
//键盘扫描子程序
voidkeyscan（void）
if（P10==0）
delay（50）;
second++;
{second=0;
if（P11==0）
{minute=0;
if（P12==0）
minute--;
if（minute==-1）
{minute=59;
if（P13==0）
if（P13==0）
hour++;
if（P14==0）
hour--;
if（hour==-1）
{hour=23;
/***************************整点报警子程序***************************/
voidzhengdian（void）
if（（second==0）&
（minute==0））//整点报时
P15=0;
delay（50）;
P15=1;
/******************************闹钟*******************************/
voidnaozhong（void）
if（P16==0）//按住P16显示闹钟界面
P0=dispcode[shi/10];
P0=（dispcode[shi%10]）;
P0=（dispcode[fen/10]）;
P0=（dispcode[fen%10]）;
P0=dispcode[miao/10];
P0=dispcode[miao%10];
if（P30==0）//设定秒
delay（30）;
if（P30==0）
miao++;
if（miao==60）
miao=0;
if（P31==0）
miao--;
if（miao==-1）
{miao=59;
if（P32==0）
delay（30）;
fen++;
if（fen==60）
{fen=0;
if（P33==0）
fen--;
if（fen==-1）
{fen=59;
if（P34==0）
if（P34==0）
shi++;
if（shi==24）
{shi=0;
if（P35==0）
if（P35==0）
shi--;
if（shi==-1）
{shi=23;
if（（hour==shi）&
（minute==fen）&
（second==miao））//闹钟时间到，开始报警
for（bjcs=0;
bjcs<
5;
bjcs++）
P17=0;
delay（200）;
P17=1;
//中断系统子程序
voidtimer0（void）interrupt1using0//50ms中断一次
TH0=0x3c;
TMOD=0x01;
mstcnt++;
if（mstcnt==19）
second++;
mstcnt=0;
//主函数
voidmain（void）
voidzhengdian（void）;
P1=0xff;
//初始化
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
//预置计数初值,50ms
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
while
（1）
keyscan（）;
time_pro（）;
zhengdian（）;
naozhong（）;
display（）;
3.2.2程序流程图
4实验结果及分析
4.1硬件实物图
焊接好的电路如图8所示：
图8实物图
（1）
接通电源后如图9所示：
图9实物图
（2）
预设定时间，当到达时间后显示如图10
图10实物图（3）
4.2实验结果分析
电子钟通电之后，默认初始值为12：
00，左侧的按键可以校正时间，右侧按键设置闹钟。
到规定的闹钟时间响的时候，蜂鸣器会发生警报，并伴随着小灯的闪烁。
每到整点时，电子钟会自动报时。
5心得体会
本次课程设计很好的锻炼了我们的动手能力以及团队合作能力，使我加深了对单片机的认识，并且熟悉了单片机系统的设计流程，收获丰硕。
让我们开阔了视野，同时也增长了见识，在课余时间发挥想象和积极思考，锻炼了自己的思维能力。
在元件的选择和电路的设计上我们大胆创新，敢于尝试，并且积极搜查资料，认真分析，选择出最优的电路组合，使整个系统能够按照设计要求稳定运行。
功能上基本达标：
时钟的显示，调时功能，闹钟及整点报时功能。
精确度完全可以满足日常生活显示时间的需要，调时功能，方便快捷。
硬件设施合乎要求，软件设计可以配合硬件实现其功能。
从这次的课程设计中，我真正的体会到，知识的重要性，特别是理论联系实际，把我们所学的理论知识运用到实际生活当中。
参考文献
[1]刘盛雄，周奇，韦1.H.G.GragonTheElementsofSingle-ChipMicrocomputer
ArchitectureComputer,1980（13）27~41
[2]何立民我国单片机应用技术发展趋势及展望自动化与仪表，1992
（1）1~5
[3]张静基于单片机数字钟的设计办公自动化杂志，2006（89）4~5
[4]攀金荣，谢智文数字倒计时秒表的设计与实现中南敏粗大学计算机科学学院
院报，2005
（1）62~63
[5]周兴华一款电路极简单的单片机电子钟设计详解电子制作，2003（10）31
[6]郭长立DDJ-II型多功能单片机计时器的改进设计仪表技术2004（4）：
29~30
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