单片机课程设计电子时钟doc.docx
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单片机课程设计电子时钟doc
单片机课程设计
题目：
多功能电子时钟
系别：
电气与电子工程系
专业：
姓名：
学号：
指导教师：
年月日
1概述………………………………………………………………………………3
1.1设计任务………………………………………………………………………3
1.2设计要求………………………………………………………………………3
1.3扩展功能………………………………………………………………………3
2系统总体方案及硬件设计………………………………………………………3
2.1系统总体方案………………………………………………………………3
2.2硬件各部分设计………………………………………………………………4
3软件设计……………………………………………………………………………5
3.1软件设计流程……………………………………………………………………6
3.2子程序模块………………………………………………………………………6
4Proteus软件仿真…………………………………………………………………7
参考文献
附：
源程序代码
1概述
1.1设计目的
设计一多功能智能电子时钟。
1.2设计要求
（1）主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、驱动器及显示器、校时电路；
（2）秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加来实现，译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态在六位LED七段显示器显示出来；
（3）可以来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的；
（4）可以设置三个定时闹钟；
（5）编写程序，用Proteus软件进行仿真。
1.3扩展功能
（1）增加跑表功能；
（2）可以设置数码管定时开启与关闭；
（3）可以设置闹钟的开启与关闭。
2系统总体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
2.1.1单片机芯片的选择
本设计选用STC89C52单片机，它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，足够本设计之用,高性能CMOS8位微处理器该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
功能强大、使用方便的STC89C52单片机适用于许多较为复杂的应用场合。
2.1.2总体设计及系统原理
定时闹钟的整体设计较简单，包括单片机、自动复位电路、键盘电路、显示电路、驱动与指示电路、闹钟报警电路。
在确定系统的大体形式之后，画出本系统的总体结构布局，电路原理如图2-1所示
显示电路用的是七段数码管，数码管段选通过锁存器74HC573接单片机的P2口，数码管由74LS138译码器控制位选，并且每位均接有一个或门，以增强驱动能力；本设计还有模式指示LED灯，由P1口控制，以此来识别不同的设置模式；系统的输入控制按键有P3口来实现，可以设置各个时间参数及闹钟使能。
2.2.硬件各部分设计
2.2.1单片机
单片机最小系统选用STC89C52，包含上电自动复位电路和手动复位电路，可对单片机进行复位操作。
2.2.2显示部分
本设计显示用的是四位七段显示共阴数码管，用来显示时间及跑表参数，LED数码管显示器成本低，配置灵活，与单片机接口简单，在单片机应用系统中广泛应用。
7段LED由7个发光二极管按“日”字型排列，所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法，阳极连在一起称为共阴极接法。
本文选用共阴极LED，所有发光二极管的阴极连在一起与或门74LS34相连，当某个发光二极管的阳极加入高电平时，对应的二极管点亮。
因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮，实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字显示码来控制LED的显示，此数据称为字符的段码或称为字型码。
LED显示器与单片机的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式，本设计采用动态显示方式。
在这种显示电路中，一个字位一个字位地轮流点亮各个LED,每一字位停留1ms左右，由于人的视觉暂留，好像6只LED是同时点亮的，并不察觉有闪烁现象。
这种动态LED显示接口由于所有数码管共用一个段码出口，分时轮流通电，从而大大简化课硬件线路，降低了成本。
2.2.3驱动部分
为是数码管有足够的亮度，本设计中增加了数码管驱动电路，用74HC573和或门74LS34来驱动，其中锁存器利用其驱动能力，并未用其锁存数据的功能。
2.2.4模式指示电路
为了区别该时钟的不同运行状态，在设计中加入了指示电路：
LED1：
闹钟1时间设定指示；
LED2：
闹钟2时间设定指示；
LED3：
闹钟3时间设定指示；
LED4：
数码管熄灭时间设定，第二功能：
指示闹钟的开启与关闭；
组合指示：
LED全部亮，表示设定数码管开显示时间。
2.2.5按键部分
按键设定部分比较简单，因为本系统按键少，所以在设计上采用了独立按键方式，程序的编制上也采用了简单的扫描方式。
按下操作键K1-K6动作如下：
操作键K1:
模式调整；
操作键K2:
时间位设置；
操作键K3:
时间值增加键；
操作键K4:
跑表开始与停止；
操作键K5:
闹钟开启与关闭键；
操作键K6:
时间秒位清零键，用于细调时间。
2.2.6电铃电路
此电路由电源、一个蜂鸣器、一个三极管和一个电阻组成，当定时时间到，由STC89C52单片机的P1.5口向三极管基极输入低电平，三极管导通蜂鸣器报警，这时三极管充当开关的作用。
3软件设计
3.1软件设计流程
3.2子程序模块
主要控制子程序说明如下:
✓delay:
延时子程序；
✓Timer0Interrupt:
定时器T0计时中断程序,每隔0.2ms中断一次；
✓disp1:
跑表显示子程序；
✓disp:
时间显示子程序；
其中显示分六路，第一个和第二个数码管显示的是时，第三个和第四个数码管显示分，第五个和第六个数码管显示的是秒。
流程图如下：
4Proteus软件仿真
本设计已在Proteus中仿真，程序运行正常，图4-1是仿真截图：
图4-1
参考文献
1、《单片机原理及应用》张毅刚主编高教出版社
2、《单片机原理及C51编程》宋彩利等编西安交通大学出版社
3、《单片机原理及应用技术》黄惟公等编西安电子科技大学出版社
附源程序代码
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitled1=P1^2;
sbitled2=P1^1;
sbitled3=P1^0;
sbitled4=P1^4;
sbitlk138=P1^3;
sbitbeep=P1^5;
sbitkey1=P3^0;//模式设定
sbitkey2=P3^1;//时间位
sbitkey3=P3^2;//时间调整
sbitkey4=P3^4;//跑表
sbitkey5=P3^5;//开关闹钟
sbitkey6=P3^6;//秒位清零键
uinttemp,temp1;
ucharp1,p2,p3;
ucharmoshi,shi,fen,miao;//正常显示设定
ucharshi1,fen1,miao1;
ucharshi2,fen2,miao2;//闹钟设定
ucharshi3,fen3,miao3;
ucharshi4,fen4,miao4;
ucharshi5,fen5,miao5;//开关显示设定
ucharsmoshi;
ucharcodetable[]={0xde,0x82,0x57,0x97,0x8b,0x9d,0xdd,0x86,
0xdf,0x9f,0xcf,0xd9,0x5c,0xd3,0x5d,0x4d,0xcb,0x20};
voidkey_s1（void）;//模式选择键
voidkey_s2（void）;//操作位调整键
voidkey_s3（void）;
voidkey_s3_n1（void）;
voidkey_s3_n2（void）;
voidkey_s3_n3（void）;
voidkey_s3_n4（void）;
voidkey_s3_n5（void）;
voidms（void）;
voiddelay（uintms）;
voiddisp1（ucharhp,ucharmp,ucharsp）;
voiddisp（ucharh,ucharm,uchars）;
voidinitTimer0（）
{
TMOD=0x12;//定时器0，方式2;定时器1，方式1
TH0=0x38;
TL0=0x38;
TH1=0x0D8;
TL1=0x0F0;//定时10ms
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
TR1=0;//先关闭定时器1
temp=0;
temp1=0;
p3=0;
shi1=12;
}
voidmain（）
{
initTimer0（）;
while
（1）
{key_s1（）;
ms（）;
if（miao>0x3b）
{miao=0;
fen++;
if（fen>0x3b）
{
fen=0;
shi++;
if（shi>0x17）
{shi=0;
}
}
}
if（p3>0x63）
{
p3=0;
p2++;
if（p2>0x3b）
{
p2=0;
p1++;
if（p1>0x09）
{p1=0;
}
}
}
if（key6==0）
{miao=0;
}
if（key4==0）
{TR1=~TR1;
}
if（key5==0）
{
temp1=~temp1;
}
if（temp1==0）
{
led4=0;
beep=1;
}
if（（（shi==shi1）&（fen==fen1）&（miao==miao1）&temp1）||（（shi==shi2）&（fen==fen2）&（miao==miao2）&temp1）||（（shi==shi3）&（fen==fen3）&（miao==miao3）&temp1））
{
beep=0;
}
if（（（shi==shi1）&（fen==fen1）&（miao==miao1+10））||（（shi==shi2）&（fen==fen2）&（miao==miao2+10））||（（shi==shi3）&（fen==fen3）&（miao==miao3+10）））
{
beep=1;
}
if（（shi==shi4）&（fen==fen4）&（miao==miao4））
{
lk138=0;led3=0;
}
if（（shi==shi5）&（fen==fen5）&（miao==miao5））
{
lk138=1;led3=1;
}
}
}
voiddisp（ucharh,ucharm,uchars）
{
P0=0xf0;
P2=table[s%10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf1;
P2=table[s/10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=table[m%10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=0x20;
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf3;
P2=table[m/10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=table[h%10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=0x20;
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf5;
P2=table[h/10];
delay
（1）;
P2=0x00;
}
voiddisp1（ucharhp,ucharmp,ucharsp）
{
P0=0xf0;
P2=table[sp%10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf1;
P2=table[sp/10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=table[mp%10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=0x20;
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf3;
P2=table[mp/10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=table[hp%10];
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=0x20;
delay
（1）;
P2=0x00;
P0=0xf5;
P2=0x4f;
delay
（1）;
P2=0x00;
}
voidkey_s1（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfe）
{
delay（5）;
if（P3==0xfe）
{delay（100）;
if（P3==0xff）
moshi++;
}
if（moshi>6）moshi=0;
}
}
voidms（void）
{switch（moshi）
{
case0:
disp（shi,fen,miao）;led4=1;key_s2（）;key_s3（）;break;
case1:
disp（shi1,fen1,miao1）;led1=0;led2=1;led3=1;led4=1;
key_s2（）;key_s3_n1（）;break;
case2:
disp（shi2,fen2,miao2）;led1=1;led2=0;led3=1;led4=1;
key_s2（）;key_s3_n2（）;break;
case3:
disp（shi3,fen3,miao3）;led1=1;led2=1;led3=0;led4=1;
key_s2（）;key_s3_n3（）;break;
case4:
disp（shi4,fen4,miao4）;led1=1;led2=1;led3=1;led4=0;
key_s2（）;key_s3_n4（）;break;
case5:
disp（shi5,fen5,miao5）;led1=0;led2=0;led3=0;led4=0;
key_s2（）;key_s3_n5（）;break;
case6:
disp1（p1,p2,p3）;led1=1;led2=1;led3=1;led4=1;
if（key5==0）p1=p2=p3=0;
break;
default:
break;
}
}
voidkey_s2（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfd）
{delay（5）;
if（P3==0xfd）
{delay（100）;
if（P3==0xff）
smoshi++;
}
if（smoshi>2）smoshi=0;
}
}
voidkey_s3（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfb）
{
switch（smoshi）
{
case0:
miao++;if（miao>59）miao=0;break;
case1:
fen++;if（fen>59）fen=0;break;
case2:
shi++;if（shi>23）shi=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n1（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfb）
{
switch（smoshi）
{
case0:
miao1++;if（miao1>49）miao1=0;break;
case1:
fen1++;if（fen1>59）fen1=0;break;
case2:
shi1++;if（shi1>23）shi1=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n2（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfb）
{
switch（smoshi）
{
case0:
miao2++;if（miao2>49）miao2=0;break;
case1:
fen2++;if（fen2>59）fen2=0;break;
case2:
shi2++;if（shi2>23）shi2=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n3（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfb）
{
switch（smoshi）
{
case0:
miao3++;if（miao3>49）miao3=0;break;
case1:
fen3++;if（fen3>59）fen3=0;break;
case2:
shi3++;if（shi3>23）shi3=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n4（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfb）
{
switch（smoshi）
{
case0:
miao4++;if（miao4>59）miao4=0;break;
case1:
fen4++;if（fen4>59）fen4=0;break;
case2:
shi4++;if（shi4>23）shi4=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n5（void）
{
P3=0xff;
if（P3==0xfb）
{
switch（smoshi）
{
case0:
miao5++;if（miao5>59）miao5=0;break;
case1:
fen5++;if（fen5>59）fen5=0;break;
case2:
shi5++;if（shi5>23）shi5=0;break;
default:
break;
}
}
}
voiddelay（uintms）
{
uintx,y;
for（x=0;x<60;x++）
for（y=0;y}
voidTimer0Interrupt（void）interrupt1
{temp++;
if（temp==0x1388）//设置定时器工作循环500次
{
temp=0;
miao++;
}
}
voidTimer1Interrupt（void）interrupt3
{
TH1=0x0D8;
TL1=0x0F0;
p3++;
}
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