STC51单片机课程设计电子时钟.docx
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STC51单片机课程设计电子时钟
课程设计
课程名称：
单片机课程设计
题目名称：
单片机电子时钟
学院：
河南工院
专业：
计算机控制
姓名：
王过
学号：
123456789
指导教师：
XXX
2012年6月21日
硬件描述及系统设计构思
一．单片机电子时钟功能
二．系统硬件描述
1．控制器用AT89S51,12M晶振
2．数码管动态扫描驱动——P2口
3．数码管段码驱动——P0口
4．闹铃驱动——P0.4
5．调整键K1——P3.3（外部中断0,正常、调时、调分）
6．定时/正常切换键K2——P3.2
7．时间参数低位加1键K3——P3.4
8．时间参数高位加1键K4——P3.5
三．系统设计构思
1．主流程是取时间参数，显示时间参数。
2．利用T0中断来完成计时、比较定时时间、驱动闹铃。
3．利用T1中断完成动态显示中，调整时间闪烁效果的定时。
4．利用外部中断0来完成调整选择功能。
5．利用外部中断1完成定时显示，当前时间显示的切换
6．K3、K4键完成时间参数的循环加1操作。
1、课程设计名称：
51单片机电子时钟
2、设计方案：
1、通过单片机内部的计数/定时器，采用软件编程来实现时钟计数，一般称为软时钟，这种方法的硬件线路简单，系统的功能一般与软件设计相关，通常用在对时间精度要求不高的场合。
2、采用时钟芯片，它的功能强大，功能部件集成在芯片内部，具有自动产生时钟等相关功能，硬件成本相对较高；软件编程简单，通常用在对时钟精度要求较高的场合。
三、设计内容：
这里采用应用广泛的AT89C52作为时钟控制芯片，利用单片机内部的定时/计数器T0实现软时钟的目的。
首先将T0设定工作于定时方式，对机器周期计数形成基准时间（50ms），然后用另一个定时/计数器T1对基准时间计数形成秒，妙计60次形成分，分计60形成小时，小时计到12。
最后通过数码管把它们的内容在相应的位置显示出来，达到时、分、秒计时的功能。
此外还要实现对时间的调整功能，89C52的P1.0、P1.1、P1.2外接三个独立按键，当按下P1.0按键时，系统进入调时间的状态或启动时间显示的功能；当按下P1.1按键时，对显
示的数码管进行加一的功能；当按下P1.2按键时，对显
示的数码管进行减一的功能，达到调整时间的目的。
四、系统软件程序设计
1.主程序
先对显示单元和定时器/计数器初始化，然后重复调用数码管显示模块和按键处理模块，当有按键按下时，则转入相应的功能程序。
2、数码管显示模块
本实验有1个四段数码管，从右到左为分、时。
在本系统中数码管显示采用软件译码动态显示。
在存储器中首先建立一张显示信息的字段码表，显示时，先从显示缓冲区中取出显示的信息，然后通过查表程序在字段表中查出所显示的信息的断码，从P0端口输出，同时在P2端口进行数码管显示。
3、定时器/计数器T0中断服务程序
T0用于计时，选中方式一，重复定时，定时时间设为50ms，定时时间到则中断，在中断服务程序中用一个计数器对50ms计数，计20次则对秒单元加一。
秒单元加到60则对分单元加一，同时秒单元清0；分单元加到60则对时单元加一，同时分单元清0；时单元加到24则对时单元清0，标
志一天时间计满。
在对各单元计数的同时，把他们的值放到存储器单元的指定位置。
流程图如下：
4、按键处理模块
按键设置为：
如果没有按键吗，则时钟正常走时。
当按下K0键时，进入调分状态，时钟停止走动；按K1和K2按键可以进行加一和减一操作；继续按K0键可以分别进行分和小时的调整；最后按K0键启动计时。
5、C语言程序
#include"reg51.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineSMGdataP2
sbitSMGHH=P0^3;//小时位
sbitSMGHL=P0^2;//小时位
sbitSMGMH=P0^1;//分钟位
sbitSMGML=P0^0;//分钟位
sbitSlemp1=P1^2;
sbitSlemp2=P1^5;
sbitSPKlemp=P1^0;
sbitkeysub=P3^5;//定时减1
sbitkeyadd=P3^4;//定时加1
sbitSPK=P0^4;
ucharhhdata,hldata,mhdata,mldata;
uchardhhdata,dhldata,dmhdata,dmldata;
ucharSecdata,T0num1,T0num2;
ucharcodeSMGtab[]={0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09,0x11,0xC1,0x63,0x85,0x61,0xfd};
bitflagxs=0;
ucharflagxz=0;
ucharloopss=0;
bitflagss=0;
bitflagspk=0;
bitflagspkout=1;
voiddelayxs（uinti）;
voidmain（）
{
keysub=keyadd=1;
Secdata=0;
hhdata=1;
hldata=7;
mhdata=5;
mldata=8;
dhhdata=1;
dhldata=8;
dmhdata=0;
dmldata=5;
SPK=SPKlemp=1;
Slemp1=Slemp2=0;
EA=ET0=ET1=EX0=IT0=EX1=IT1=1;
TMOD=0x61;//T0,定时方式1,T1计数方式2
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
T0num1=10;//10
T0num2=2;
TH1=TL1=255;
TR0=TR1=1;
while
（1）
{
while（!
flagxs）
{
if（flagxz）
{loopss++;
if（loopss==8）
{
loopss=0;
flagss=!
flagss;}
}
else
loopss=0;
if（（flagspk）&&（!
flagspkout））
SPK=!
SPK;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[hhdata];
SMGHL=SMGMH=SMGML=1;
if（flagxz==1）
SMGHH=flagss;
else
SMGHH=0;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[hldata];
SMGHH=SMGMH=SMGML=1;
if（flagxz==1）
SMGHL=flagss;
else
SMGHL=0;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[mhdata];
SMGHL=SMGHH=SMGML=1;
if（flagxz==2）
SMGMH=flagss;
else
SMGMH=0;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[mldata];
SMGHL=SMGHH=SMGMH=1;
if（flagxz==2）
SMGML=flagss;
else
SMGML=0;
}
while（flagxs）
{
if（flagxz）
{loopss++;
if（loopss==8）
{
loopss=0;
flagss=!
flagss;}
}
else
loopss=0;
if（flagxz!
=0）
{
if（keyadd==0）
{
delayxs（120）;
if（flagxz==1）
{
dhldata++;
if（（dhhdata==2）&&（dhldata==4））
dhhdata=dhldata=0;
elseif（（dhhdata!
=2）&&（dhldata==10））
{
dhldata=0;
dhhdata++;
if（dhhdata==3）
dhhdata=0;}
}
if（flagxz==2）
{
dmldata++;
if（dmldata==10）
{
dmldata=0;
dmhdata++;
if（dmhdata==6）
dmhdata=0;}
}
}
if（keysub==0）
{
delayxs（120）;
if（flagxz==1）
{
if（（dhhdata==0）&&（dhldata==0））
{dhhdata=2;
dhldata=3;}
elseif（dhldata==0）
{dhldata=9;
dhhdata--;}
else
{dhldata--;}
}
if（flagxz==2）
{
if（（dmhdata==0）&&（dmldata==0））
{dmhdata=5;
dmldata=9;}
elseif（dmldata==0）
{dmldata=9;
dmhdata--;}
else
{dmldata--;}
}
}
}
if（（flagspk）&&（!
flagspkout））
SPK=!
SPK;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[dhhdata];
SMGHL=SMGMH=SMGML=1;
if（flagxz==1）
SMGHH=flagss;
else
SMGHH=0;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[dhldata];
SMGHH=SMGMH=SMGML=1;
if（flagxz==1）
SMGHL=flagss;
else
SMGHL=0;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[dmhdata];
SMGHL=SMGHH=SMGML=1;
if（flagxz==2）
SMGMH=flagss;
else
SMGMH=0;
delayxs（20）;
SMGdata=SMGtab[dmldata];
SMGHL=SMGHH=SMGMH=1;
if（flagxz==2）
SMGML=flagss;
else
SMGML=0;
}
}
}
voiddelayxs（uinti）
{
ucharj;
while（i--）
for（j=0;j<50;j++）;
}
voidwbzd0（）interrupt0
{
flagxz=0;
TMOD=0x61;
TR0=1;
flagxs=!
flagxs;
}
voidwbzd1（）interrupt2
{
flagxz++;
flagxz%=3;
if（!
flagxs）
{
if（flagxz!
=0）
{
TR0=Slemp1=Slemp2=0;
Secdata=0;
TR1=1;
TMOD=0x66;
TH0=TL0=255;
TR0=1;
}
else
{
TMOD=0x61;
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
T0num1=10;//10
T0num2=2;
TR0=1;
TF1=0;
}
}
}
voidt1zd（）interrupt3
{
if（!
flagxs）
{
if（flagxz==1）
{
if（（hhdata==0）&&（hldata==0））
{hhdata=2;
hldata=3;}
elseif（hldata==0）
{hldata=9;
hhdata--;}
else
{hldata--;}
}
elseif（flagxz==2）
{
if（（mhdata==0）&&（mldata==0））
{mhdata=5;
mldata=9;}
elseif（mldata==0）
{mldata=9;
mhdata--;}
else
{mldata--;}
}
}
if（（!
flagxs）&&（flagxz==0））
{flagspk=!
flagspk;
SPKlemp=!
flagspk;
}
}
voidt0zd（）interrupt1
{
if（（（!
flagxs）&&（flagxz==0））||（flagxs））
{
TH0=0x3c;
TL0=0xb0;
T0num1--;
if（T0num1==0）
{
T0num1=10;//10
if（!
flagxs）
{Slemp1=!
Slemp1;
Slemp2=!
Slemp2;}
else
{Slemp1=1;
Slemp2=1;}
T0num2--;
if（T0num2==0）
{
T0num2=2;
Secdata++;
if（Secdata==60）
{
Secdata=0;
mldata++;
if（mldata==10）
{
mldata=0;
mhdata++;
if（mhdata==6）
{
mhdata=0;
hldata++;
if（（hhdata==2）&&（hldata==4））
hhdata=hldata=0;
elseif（（hhdata!
=2）&&（hldata==10））
{
hldata=0;
hhdata++;
if（hhdata==3）
hhdata=0;}}}
if（（flagspk==1）&&（hhdata==dhhdata）&&（hldata==dhldata）&&（mhdata==dmhdata）&&（mldata==dmldata））
flagspkout=0;
else
SPK=flagspkout=1;
}}}}
if（（flagxz==1）&&（!
flagxs））
{
hldata++;
if（（hhdata==2）&&（hldata==4））
hhdata=hldata=0;
elseif（（hhdata!
=2）&&（hldata==10））
{
hldata=0;
hhdata++;
if（hhdata==3）
hhdata=0;}
}
if（（flagxz==2）&&（!
flagxs））
{
mldata++;
if（mldata==10）
{
mldata=0;
mhdata++;
if（mhdata==6）
mhdata=0;}}
}
6、软件编译环境：
KeiluVision2
确保生成".Hex"文件
5、系统硬件电路的设计
系统的硬件主要包括单片机芯片，数码管显
示，按键开关电路，它的硬件电路如下图所示，单片机采用广泛使用的AT89C52，系统时钟采用12MHz的晶振，八个数码管显示，小时与分钟与秒钟间用短横线，采用共阳极七段式数码管，P0口为段选码输出端，P2口为位选码输出端。
STC-ISP如图所示：
6、课程设计总结
经过一周的时间以及对整本教材的知识总结，把课程设计分成了硬件和软件两大模块。
总的来说，硬件部分很好入手，电路也教简单，主要涉及的是简单的按键、电容、电阻、晶振和数码管。
在软件部分，细分为了按键模块、显示模块、定时/计数模块，最后把几个模块整合在主程序模块中，使得程序简单明了。
整个设计过程中遇到的最大问题是软件的
编写，由于采用的是汇编语言，其间使用到的各种寄存器、存储器地址、变量很多，很难对程序的整体把握。
通过电子钟的设计，对单片机的原理、结构、外围电路进一步的了解。
在整个设计过程中学到了团体精神和独立解决问题的重要性。
为以后的求职之路打下了基础。
7、参考资料
[1]《单片机原理与应用》谢维成杨加国编著
[2]《单片机应用与仿真调试》严天峰编著
[3]《模拟电子技术（第三版）》胡宴如耿苏燕编著
[4]《数字电子技术（第三版）》杨志忠卫桦林编著
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