基于c语言单片机电子时钟优秀课程设计.docx

课程设计汇报课程名称：单片机程序设计汇报题目：电子时钟学生姓名：所在学院：信息科学和工程学院专业班级：学生学号：指导老师：12月25日课程设计任务书汇报题目电子时钟完成时间12.25学生姓名专业班级电子信息工程指导老师职称讲师总体设计要求和技术关键点设计要求以下：以AT89C51单片机为关键时钟，在LCD显示器上显示目前时间：使用字符型LCD显示器显示目前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。用4个功效键操作来设置目前时间。功效键K1K4功效以下。n K1进入设置现在时间。n K2设置小时。n K3设置分钟。n K4确定完成设置。程序实施后工作指示灯LED闪动，表示程序开始实施，LCD显示“00：00：00”，然后开始计时。工作内容立即间进度安排第17周周1-3立题、论证方案设计周4-5仿真试验第18周周1-3综合调试周4-5验收答辩课程设计结果1和设计内容对应软件程序2课程设计总结汇报摘要 单片计算机即单片微型计算机。由RAM、ROM、CPU组成。定时，计数和 多个接口于一体微控制器。它体积小，成本低，功效强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为经典和最有代表性一个。这次课程设计经过对它学习，应用，从而达成学习、设计、开发软、硬能力。 本设计关键设计了一个基于AT89C51单片机电子时钟。并在数码管上显示对应时间。并经过一个控制键用来实现时间调整和是否进入省电模式转换。应用ProteusISIS软件实现了单片机电子时钟系统设计和仿真。该方法仿真效果真实、正确，节省了硬件资源。关键词：单片机；子时钟；键控制目录一、 概述51.1电子时钟介绍51.2电子时钟基础特点51.3电子时钟原理5二、方案设计选择52.1计时方案52.2显示方案5三、硬件设计63.1单片机型号选择63.2数码管显示工作原理63.3键盘电路设计73.4电路原理图7四、软件设计7五、结论和心得15六、参考文件16一、概述1.1 电子时钟介绍 1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟基础， 电子时钟开始快速发展起来。现代电子时钟是基于单片机一个计时工具，采取延时程序产生一定时间中止用于一秒定义，经过计数方法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。从而达成计时功效，是人民日常生活补课缺乏工具。1.2 电子时钟基础特点 现在高精度计时工具大多数全部使用了石英晶体振荡器，因为电子钟、石英钟、石英表全部采取了石英技术，所以走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要常常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码替换机械式传动，用LED显示器替换指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表含有时、分、秒显示时间功效，还能够进行时和分校对，片选灵活性好。1.3 电子时钟原理 该电子时钟由89C51，BUTTON，六段数码管等组成，采取晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生一秒定时，达成时分秒计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一一个控制键却拥有多个不一样功效，按下又松开，能够实现屏蔽数码管显示功效，达成省电目标；直接按下不松开，则能够经过按键实现分钟累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时调整，一样每按一次小时加一。二、方案设计选择 2.1计时方案 方案1：采取实时时钟芯片 现在市场上有很多实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302等。这些实时时钟芯片含有年、月、日、时、分、秒计时功效和多点定时功效，计时数据更新每秒自动进行一次，不需要程序干预。所以，在工业实时测控系统中多采取这一类专用芯片来实现实时时钟功效。 方案2：使用单片机内部可编程定时器。 利用单片机内部定时计数器进行中端定时，配合软件延时实现时、分、秒计时。该方案节省硬件成本，但程序设计较为复杂。 2.2显示方案 对于实时时钟而言，显示显然是另一个关键步骤。通常LED显示有两种方法：动态显示和静态显示。 静态显示优点是程序简单、显示亮度有确保、单片机CPU开销小，节省CPU工作时间。但占有I/O口线多，每一个LED全部要占有一个I/O口，硬件开销大，电路复杂。需要多个LED就必需占有多个并行口，比较适适用于LED数量较少场所。当然当LED数量较多时候，能够使用单片机串行口经过移位寄存器方法加以处理，但程序编写比较麻烦。 LED动态显示硬件连接简单，但动态扫描显示方法需要占有CPU较多时间，在单片机没有太多实时测控任务情况下能够采取。 本系统需要采取6位LED数码管来分别显示时、分、秒，因数码管个数较多，故本系统选择动态显示方法。三、硬件设计 3.1单片机型号选择 经过对多个单片机性能分析，最终认为89C51是最理想电子时钟开发芯片。89C51是一个带4K字节闪烁可编程可擦除只读存放器低电压，高性能CMOS8 位微处理器，器件采取ATMEL高密度非易失存放器制造技术制造，和工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容。因为将多功效8位CPU和闪烁存放器组合在单个芯片中，ATMEL89C5是一个高效微控制器，而且它和MCS-51兼容，且含有4K字节可编程闪烁存放器和1000写/擦循环，数据保留时间为等特点，是最好选择。 3.2数码管显示工作原理 数码管是一个把多个LED显示段集成在一起显示设备。有两种类型，一个是共阳型，一个是共阴型。共阳型就是把多个LED显示段阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示段阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管正极，又称为正极，阴极即为二极管负极，又称为负极。通常数码管又分为8段，即8个LED显示段，这是为工程应用方便如设计，分别为A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP是小数点位段。而多位数码管，除某一位公共端会连接在一起，不一样位数码管相同端也会连接在一起。即全部A段全部会连在一起，其它段也是如此，这是实际最常见使用方法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管8段输入及其公共端电平一直有效。动态显示原理是，各个数码管相同段连接在一起，共同占用8位段引管线；每位数码管阳极连在一起组成公共端。利用人眼视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清楚显示出来。 3.3键盘电路设计该设计只用了一个键盘，但实现功效却是比较完善，降低了硬件资源损耗，该键盘能够实现小时和分钟调整；直接按下不松开，则能够经过按键实现分钟累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时调整，一样每按一次小时加一。达成时间调整目标。3.4电路原理图四、软件设计#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define somenop _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /宏定义掩延时函数sbit K1=P30; /位定义sbit K2=P31;sbit K3=P32;sbit K4=P33;sbit D34=P34;sbit SCL = P20;sbit SDA = P21;void diyi();void xianshi();/函数申明void panduan(); /函数申明void delay(uchar z); /函数申明uchar t=0,n=1,m=59,a,temp;/定义变量uchar code at=0xe0,0xd0,0xb0,0x70; /定义数组uchar code as10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uchar code b=0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01;uint cnt;void delay_us(uchar tt) /短延时函数 while(tt-);/*/*初始化*/ /*/*at24c02*/void I2C_start()/I2C模块SDA = 1;_nop_();SCL = 1;somenop;SDA = 0;somenop;SCL = 0;void I2C_stop()SDA = 0;_nop_();SCL = 1;somenop;SDA = 1;void I2C_ack(bit ackbit)if(ackbit)SDA = 0;elseSDA = 1;somenop;SCL = 1;somenop;SCL = 0;SDA = 1;somenop;bit I2C_waitack()SDA = 1;somenop;SCL = 1;somenop;if(SDA)SCL = 0;I2C_stop();return 0;elseSCL = 0;return 1;void I2C_write(uchar dat)uchar i;for(i=0;i8;i+)if(dat&0x80)SDA = 1;else SDA = 0;somenop;SCL = 1;dat = 1;somenop;SCL = 0;uchar I2C_read()uchar dat;uchar i;for(i=0;i8;i+)SCL = 1;somenop;dat = 1;if(SDA)dat |= 0x01;SCL = 0;somenop;return dat;void W_at24c02(uchar add,uchar dat)I2C_start();I2C_write(0xa0);I2C_waitack();I2C_write(add);I2C_waitack();I2C_write(dat);I2C_waitack();I2C_stop();delay_us(300);uchar R_at24c02(uchar add)uchar AT_temp;I2C_start();I2C_write(0xa0);I2C_waitack();I2C_write(add);I2C_waitack();I2C_start();I2C_write(0xa1);I2C_waitack();AT_temp = I2C_read();I2C_ack(0);I2C_stop();return AT_temp; /*/*main*/void main() diyi(); t= R_at24c02(24); /程序运行时，读取掉电前数据 m= R_at24c02(23); n= R_at24c02(25); while(1) panduan();/判定子函数 xianshi();/显示子函数 void diyi()/定义子函数 P2=0xbf; P0=0xbf; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1;void exer1() interrupt 1 /定时器/计数器 1 uchar t1; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; t1+; if(t1=10) P2=0x9f;P0=0x00; if(t1=20) P2=0x9f;P0=0xff; t1=0; t+; W_at24c02(24,t ); /每隔一秒，保留目前数据 delay(3); W_at24c02(23,m); delay(3); W_at24c02(25,n); if(t=60) t=0; m+; if(m=60) m=0; n+; if(n=24) n=0; void xianshi()/显示函数 P2 = 0xdf;P0 =b0; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =ast%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b1; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as(t/10)%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b2; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =0xbf; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b3; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =asm%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b4; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as(m/10)%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b5; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =0xbf; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b6; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =asn%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);P2 = 0xdf;P0 =b7; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as(n/10)%10; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);void delay(uchar z)/延时函数 uchar i,j; for(i=0;iz;i+) for(j=0;j110;j+);void panduan()/判定函数 P3=0xfe; delay(5); temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay(5); if(temp!=0xf0) while(P3!=0xfe);if(temp=at0) a+;TR0=0; if(a=4) a=0;TR0=1; if(temp=at1) if(a=1) t+; if(t=60) t=0; if(a=2) m+;if(m=60)m=0; if(a=3) n+;if(n=24)n=0;if(temp=at2) if(a=1) if(t=0)t=60;t-; if(a=2) if(m=0)m=60;m-; if(a=3) if(n=0)n=24;n-; P2 = 0xc0;P0 =b7; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P0=0x00;delay(3); 五、结论和心得 在廖亦凡和曹铁军老师耐心指导下，我顺利完成了这次单片机课程设计课题中电子时钟设计，过这次设计使我认识到本人对单片机方面知识知道太少了，对于书本上很多知识还不能灵活利用，尤其是对程序设计语句了解和利用，不能够充足了解每个语句具体含义，造成编程程序过于复杂，使得需要存放空间增大。损耗了过多内存资源。 此次设计使我从中学到了部分很关键东西，那就是怎样从理论到实践转化，怎样将我所学到知识利用到我以后工作中去。在大学课堂学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学用到我们现实生活中去，此次电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后竞争，同时在查找资料过程中我也学到了很多新知识，在和同学协作过程中促进同学间友谊，使我对团体精神主动性和关键性有了愈加充足了解。 最终，感谢廖亦凡和曹铁军老师对我细心指导，正是因为老师们细心教导和她们提供给我们参考资料，使得我课程设计能够顺利完成，同时在课程设计过程中，我们巩固和学习了我们单片机知识。相信这对我以后课程设计和毕业设计将会有很大帮助！ 六、参考文件 1 张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，2 谭浩强.C程序设计教程.清华大学出版社3 周兴华.单片机C程序设计.北京航空航天大学出版社老师评语及设计成绩老师评语：课程设计成绩：指导老师：（署名）日期：年月日