单片机智能电子钟大学论文.doc

目录目录1一 设计内容及要求11.1 设计内容11.2 设计要求21.3设计报告主要内容2二 总体设计方案22.1 设计方案原理图22.1.1 原理框图22.1.2 电路原理图42.1.3 方案讨论42.1.4 设计任务明晰52.2 程序框图52.3调试72.3.1 软件调试72.3.2 仿真调试8三 项目设计总结或结论8参考文献9附录9一 设计内容及要求1.1 设计内容 以AT89C52单片机为核心，外加LCD1602。制作一LCD显示的智能电子钟。1.2 设计要求 (1) 计时：秒、分、时、天、周、月、年。 (2) 闰年自动判别。 (3)自定任意时刻自动开/关屏。 (4) 计时精度：误差1秒/月（具有微调设置）。 (5) 键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。1.3设计报告主要内容 单片机课程设计是以课题或项目设计方式开设的一门课程，具有较强的综合性、实践性，是工科、工程类院校电类的一门必修课。是将单片机原理的理论知识转化为应用技术的重要环节。这个环节不但可以加深对单片机原理的深入了解，而且还能培养学生的实践动手能力，开发学生的分析、解决问题的能力。二 总体设计方案2.1 设计方案原理图2.1.1 原理框图按键实时时钟/日历电路定时电路LCD显示电路AT89C51电源图一 原理框图2.1.2 电路原理图 图二 电路原理图2.1.3 方案讨论方案一：采用实时时钟芯片 实时时钟芯片具有年、月、日、星期、时、分、秒计时功能和多点计时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示，因此计时功能的实现无需占用CPU时间，程序简单。此外，实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具有永不停止的计时功能，具有可编程方波输出功能，可用作实时测控系统的采样信号等。有的实时时钟芯片内还带有非易失性RAM，可用来长期保存但有时也需变更数据，由于功能完善，精度高，软件程序设计简单，且计时不占用CPU时间，因此，在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。方案二：软件控制 利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时和秒表计时。该方案节省硬件成本，且能使设计者对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而掌握单片机应用技术的程序设计方法，因此，本系统设计采用此种软件控制方式来实现计时。而有Atmel公司的AT89C52是一种自带8KB Flash存储器的低电压、高性能的COMS 8位微处理器。该器件采用Atmel高密度非易失性存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出引脚相兼容。AT89C52将多功能8位CPU和闪存集成在一个芯片中，是一个高效的微控制器，使用也更方便，寿命更长，可以反复擦除1000次。形成了强大的功能、使用灵活和具有较高性价比的微控制器。它的功能强大，而且也比较容易购买，故本设计选用单片机芯片为AT89C52。2.1.4 设计任务明晰采用AT89C52单片机作为系统的控制核心。时钟数据通过市场上流行的时钟芯片DS1302来获取。DS1302是DALLAS公司推出的涓流过串行接口与计算机进行通信，使的管脚数量减少。实时时钟/日历电路可以计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的具有闰年自动判别调整功能。实时电路能够实现自定任意时刻自动开/关屏,采用LCD LM016L显示年、月、日、星期、时、分、秒。通过开关实现微调，确保计时精确:误差小于1秒/月。DS1302时钟芯片的主要功能特性：(1) 能计算2100年之前的年、月、日、星期、时、分、秒的信息；每月的天数和闰年的天数可以自动调整；时钟可设置为24或12小时格式。(2) 31B的8位暂存数据存储RAM.(3) 串行I/O口方式使得引脚数量最少。(4) DS1302与单片机之间能简单地采用串行的方式进行通信，仅需3根线。(5) 宽范围工作电压2.0-5.5V。(6) 工作电流为2.0A时，小于300nA。功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mA。2.2 程序框图 图三2.3调试2.3.1 软件调试目前设计过程中容易造成原件和仪器仪表的损坏，而借助Keil和Proteus进行单片机系统的开发，可以节省设计成本，提高设计速度。Keil软件包是一个功能强大的开发平台，它包括项目管理器、CX51编译器、AX51宏汇编器、BL51/LX51连接定位器、RTX51实时操作系统、Simulator软件模拟器及Monitor51硬件目标调试器。它是一种集成化程度高的文件编译环境，主要功能为编译C语言源程序，汇编程序和混合语言源程序，连接和定位目标文件和库，创建HEX文件，调试目标程序等。Keil是目前最好的51系列单片机开发工具之一。Keil支持软件模拟仿真（Simulator）和用户目标测试（Monitor51）两种工作模式。前者不需要任何单片机硬件即可完成用户程序仿真、调试，后者利用软件目标板中的监控程序可以直接调试目标硬件系统。Proteus是一个完整的嵌入式系统软件、硬件设计仿真平台，它包括原理图输入系统ISIS、带扩展的Prospice混合模拟仿真器、动态元件库、高级图形分析模块和处理器虚拟系统仿真模型VSM。ISIS是Proteus系统的中心，具有超强的控制原理设计环境。Proteus VSM最重要的特点是把微处理器软件作用在处理器上，并和该处理器的任何模拟和数字原件协同仿真，仿真执行目标码就像在真正的单片机系统上运行一样，VSM CPU模型能完整仿真I/O接口、中断、定时器、通用外部设备口及其他与CPU有关的外部设备，甚至能仿真多个处理器。2.3.2 仿真调试图四 仿真图三 项目设计总结或结论一分耕耘，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。参考文献 单片机原理与应用 倪云峰 主编 51单片机c语言教程 郭天祥 主编 51单片机原理与应用 陈海宴 主编 单片机c语言应用100历 王东锋 主编附录项目设计评 语项目设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longuchar code table=2011:01:01 000;uchar code table1= 00:00:00 00:00;uchar code table2=0123456789;sbit lcd_rs =P33;/定义LCD端口sbit lcd_rw=P34;sbit lcd_en=P35;sbit Sclk=P26;sbit Io=P27;sbit Rst=P25;sbit S1=P10;/菜单键sbit S2=P11;/加键sbit S3=P12;/减键sbit S4=P13;/退出菜单键sbit ss=P14;/秒表键，第一次启动，第二次暂停，第三次清零sbit FMQ=P23;void yue31();/31天的月份函数 void yue30();/30天的月份函数void yue29();/29天的月份函数void yue28();/28天的月份函数void Timing(); /闹钟设置void miaobiao();/秒表函数uchar count, k1num;/声明秒的变量char shi,fen,miao;/声明时分秒uint nian, yue,ri,ji=0,mm=0;/声明年月日，秒表计数，和秒表按键次数uchar f,s;/定时器/void delay(uchar z)/延时函数 uchar x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)/lcd写指令 lcd_rs=0; lcd_rw=0; lcd_en=0; P0=com; delay(5); lcd_en=1; delay(5); lcd_en=0;void write_data(uchar date)/lcd写数据 lcd_rs=1; lcd_rw=0; lcd_en=0; P0=date; delay(5); lcd_en=1; delay(5); lcd_en=0;void miaobiao(char kk)/秒表函数 uchar biao_bai,biao_shi,biao_ge; biao_bai=kk/100;biao_shi=kk%100/10;biao_ge=kk%100%10; write_com(0x80+13); write_data(table2biao_bai);write_com(0x80+14);write_data(table2biao_shi);write_com(0x80+15);write_data(table2biao_ge);write_com(0x0c); void write_fsm(uchar add,uchar date)/计算时分秒位 uchar shi,ge; shi=date/10; ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add); write_data(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void write_nyr(uchar add,uchar date)/计算月日位 uint shi,ge; shi=date/10; ge=date%10; write_com(0x80+0x00+add); write_data(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void write_nian(uchar add,uchar date)/计算年位，年是百位 uint bai,shi,ge; bai=date/100%10; shi=date/10; ge=date%10; write_com(0x80+0x00+add); write_data(0x30+bai); write_data(0x30+shi); write_data(0x30+ge);void jiaxian()/设置键盘加显 if(k1num!=0) if(S2=0) delay(10); if(S2=0) while(!S2);/松手检测if(k1num=1) miao+; if(miao=60) miao=0; write_fsm(8,miao);/write_com(0x0e); write_com(0x80+0x40+8); if(k1num=2) fen+; if(fen=60) fen=0; write_fsm(5,fen); write_com(0x80+0x40+5); if(k1num=3) shi+; if(shi=24) shi=0; write_fsm(2,shi); write_com(0x80+0x40+2); if(k1num=4) ri+; if(ri=31) ri=1; write_nyr(8,ri); write_com(0x80+0x00+8); if(k1num=5) yue+; if(yue12) yue=1; write_nyr(5,yue); write_com(0x80+0x00+5); if(k1num=6) nian+; if(nian=90) nian=0; write_nian(1,nian); write_com(0x80+0x00+1); if(k1num=7) s+; if(s=24)s=0; write_fsm(11,s); write_com(0x80+0x40+11); if(k1num=8) f+; if(f=59)f=0; write_fsm(14,f); write_com(0x80+0x40+14); void jianxian()/设置键盘减显 if(k1num!=0) if(S3=0)/K3设置 delay(10); if(S3=0) while(!S3); if(k1num=1) miao-; if(miao=-1) miao=59; write_fsm(8,miao); write_com(0x80+0x40+8); if(k1num=2) delay(5); fen-; if(fen=-1) fen=59; write_fsm(5,fen); write_com(0x80+0x40+5); if(k1num=3) shi-; if(shi=-1) shi=23; write_fsm(2,shi); write_com(0x80+0x40+2); if(k1num=4) ri-; if(ri1) ri=31; write_nyr(8,ri); write_com(0x80+0x00+8); if(k1num=5) yue-; if(yue1) yue=12; write_nyr(5,yue); write_com(0x80+0x00+5);if(k1num=6) nian-; if(nian=0) nian=90; write_nian(1,nian); write_com(0x80+0x00+1); if(k1num=7) s-; if(s=0)s=23; write_fsm(11,s); write_com(0x80+0x40+11); if(k1num=8) f-; if(f=-1) f=59; write_fsm(14,f); write_com(0x80+0x40+14); void keyk4()/S4是退出菜单键 if(S4=0) delay(5); if(S4=0) TR0=1; while(!S4); k1num=0; write_com(0x0c);/开显示，不显示光标，光标不闪烁 void keyk1()/菜单光标设置if(S1=0) delay(10); while(1) if(S1=0) while(!S1); k1num+; TR0=0; /关定时中断 if(k1num=1) write_com(0x80+0x40+8);write_com(0x0f);/开显示，显示光标，光标闪烁 if(k1num=2) write_com(0x80+0x40+5);write_com(0x0f); if(k1num=3) write_com(0x80+0x40+2); write_com(0x0f); if(k1num=4) write_com(0x80+0x00+8);write_com(0x0f); if(k1num=5) write_com(0x80+0x00+5);write_com(0x0f); if(k1num=6) write_com(0x80+0x00+1);write_com(0x0f); if(k1num=7) write_com(0x80+0x40+11); write_com(0x0f); if(k1num=8) write_com(0x80+0x40+14); write_com(0x0f);if(k1num=9)k1num=1; jiaxian(); jianxian(); keyk4(); void init()/启动 LCD初始化数据 uchar num; lcd_rs=0; lcd_en=0; shi=0; fen=0; miao=0; nian=0000; yue=7; ri=1; s=21; f=48; write_com(0x38);/不监察忙信号 write_com(0x0f);/显示开光标设置 write_com(0x06);/显示光标移动设置 write_com(0x01);/显示清屏 write_com(0x80);/数据指针 write_com(0x80+0x00);for(num=0;num16;num+)/延时15ms write_data(tablenum);/年月日的数据延时 delay(5); write_com(0x80+0x40); for(num=0;num12)yue=1;nian+; if(nian999) nian=0; write_nian(1,nian); write_nyr(5,yue); write_nyr(8,ri); write_fsm(2,shi); write_fsm(5,fen); write_fsm(8,miao); write_fsm(11,s); write_fsm(14,f); void yue31()/31天的月份 if(ri31)ri=1;yue+;void yue30()/30天的月份 if(ri30)ri=1;yue+;void yue29()/29天的月份 if(ri29)ri=1;yue+;void yue28()/28天的月份 if(ri28)ri=1;yue+;void main()/主函数 P0=0; init(); while(1) keyk1(); display();Timing(); if(ss=0)delay(2);if(ss=0) mm+; /mm记录按键ss的按下次数delay(5);while(!ss); if(mm=1)/如果ss第一次按下，开始启动秒表 ji+;if(ji=100)ji=0;miaobiao(ji);delay(50); if(mm=3) mm=0;ji=0; miaobiao(ji);void time0() interrupt 1/中断子函数，定时器0设置为模式1,50毫秒的定时 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; count+;/时钟void Timing()/定时闹钟设置。 if(shi=s&fen=f) FMQ=0;else FMQ=1; 21