基于C单片机的数字时钟专业课程设计.doc

单片机技术课程设计数字电子钟学院： 班级： 姓名： 学号： 老师： 摘 要电子钟在生活中应用很广泛，而一个简单方便数字电子钟则更能受到大家欢迎。所以设计一个简易数字电子钟很有必需。本电子钟采取AT89C52单片机为关键，使用12MHz 晶振和单片机AT89C52 相连接,经过软件编程方法实现以二十四小时为一个周期，同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒要求,并在计时过程中含有定时功效，当初间抵达提前定好时间进行蜂鸣报时。该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行对应操作就可实现校时、定时、复位功效。含有时间显示、整点报时、校正等功效。走时正确、显示直观、运行稳定等优点。含有极高推广应用价值。关键词：电子钟 AT89C52 硬件设计 软件设计目 录一、数字电子钟设计任务、功效要求说明及方案介绍41.1 设计课题设计任务41.2 设计课题功效要求说明41.3 设计课设计总体方案介绍及工作原理说明4二、设计课题硬件系统设计52.1硬件系统各模块功效简明介绍52.1.1 AT89C52介绍52.1.2 按键电路6三、设计课题软件系统设计63.1 使用单片机资源情况63.2 软件系统个模块功效简明介绍73.3 软件系统程序步骤框图73.4 软件系统程序清单7四、设计课题设计结论、仿真结果、误差分析94.1 设计结论及使用说明94.2 仿真结果10结 束 语12参考文件12附 录13附录A:程序清单13一、数字电子钟设计任务、功效要求说明及方案介绍1.1 设计课题设计任务设计一个含有特定功效电子钟。含有时间显示，并有时间设定，时间调整 功效。 1.2 设计课题功效要求说明设计一个含有特定功效电子钟。该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提醒符“d.1004-22”， 进入时钟准备状态；第一次按电子钟开启/调整键，电子钟从12时59分0秒开始运行，进入时钟运行状态；按电子钟S5键，则电子钟进入时钟调整状态，此时可利用各调整键调整时间，调整结束后可按S5键再次进入时钟运行状态。 1.3 设计课设计总体方案介绍及工作原理说明本电子钟关键由单片机、键盘、显示接口电路和复位电路组成，设计课题总体方案图1所表示： 图1-1总体设计方案图本电子钟全部软件、参数均存放在AT89C52Flash ROM和内部RAM中，降低了芯片使用数量简化了整体电路也降低了整机工作电流。键盘采取动态扫描方法。利用单片机定时器及计数器产生定时效果经过编程形成数字钟效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理数据，同时经过端口读入目前外部控制状态来改变程序不一样状态，实现不一样功效。二、设计课题硬件系统设计2.1硬件系统各模块功效简明介绍 2.1.1 AT89C52介绍 (1) 兼容MCS51指令系统；（2）8kB可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；（3）32个双向I/O口；（4）256x8bit内部RAM；（5）3个16位可编程定时/计数器中止；（6）时钟频率0-24MHz；（7）2个串行中止，可编程UART串行通道；（8）2个外部中止源，共8个中止源；（9）2个读写中止口线，3级加密位；（10）低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功效；（11）有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等多个封装形式，以适应不一样产品需求。它价格廉价，功效强大，能耗低。很大程度上降低总电路复杂性，提升了所设计系统稳定性。其芯片引脚图图2-1所表示。图2-1 单片机AT89S52引脚图2.1.2 按键电路 图22 按键图三、设计课题软件系统设计3.1 使用单片机资源情况设计课题使用单片机资源情况以下：P0口输出数码管段选信号，P2口输出数码管位选信号；晶振12MHz；调整选择键KEY1：P1.0；经过选择键选择调整位，选中位闪烁；增加键KEY2：P1.1；按一次使选中位加1；降低键KEY3：P1.2；按一次使选中位减1；此数字钟可实现基础走时和显示时间时、分、秒；时间调整；闹钟设定和调整；闹钟开启和关闭功效，具体以下：（1）实现基础走时和显示时间时、分、秒，上电自动显示初始时间12-59-00，且控制闹钟状态红色led灯为亮状态；（2）当第一次按下第一个弹性按键时进入时间调整状态，此时实现对显示时间小时调整，按下第二个按键时实现小时加一调整，按下第三个按键时实现小时减一调整；（3）当第二次按下第一个弹性按键时进入显示时间分钟调整状态，按下第二个按键时实现分钟加一调整，按下第三个按键时实现分钟减一调整；（4）当第三次按下第一个弹性按键时进入闹钟小时调整状态，按下第二个按键时实现闹钟小时加一调整，按下第三个按键时实现闹钟小时减一调整；（5）当第四次按下第一个弹性按键时进入闹钟分钟调整状态，按下第二个按键时实现闹钟分钟加一调整，按下第三个按键时实现闹钟分钟减一调整；（6）当第五次按下第一个弹性按键时返回正常显示时间走时状态；（7）当同时按下第二和第三个弹性按键时，关闭闹钟，且此时蓝色led灯为灭，及定时时间到蜂鸣器并不响，若再次同时按下第二和第三个弹性按键，则开启闹钟，且此时红色led灯为亮，定时时间到蜂鸣器发出滴滴闹铃声，同时按下第二和第三个弹性按键即可关闭闹铃。闹铃状态默认为开启。 3.2 软件系统个模块功效简明介绍 本设计软件系统关键采取以下基础模块来实现，主程序、中止服务程序、键盘输入程序模块、数码管及其驱动模块和延时模块。主程序：关键是用于对输入信号处理、输出信号控制和对各个功效程序模块利用及其控制。中止服务程序：关键是用于电子钟正确运行、数据输入过程中闪烁。键盘输入程序模块：关键是用于确定按键并得到特定键码值。数码管及其驱动模块：关键是用于驱动数码管及利用数码管显示时间。延时模块：程序中有两种延时子程序，一个是短延时用于判键按下等，一个是长延时。3.3 软件系统程序步骤框图系统软件采取汇编语言按模块化方法进行设计,然后经过Keil软件开发平台将程序转变成十六进制程序语言，接着使用Proteous 进行仿真，读出显示数据。3.4 软件系统程序清单本电子钟实现二十四小时制，8位数码管显示时分秒，显示式:12-59-00。经过4只按键来调整时间：KEY1(P1.0)：调整选择键，选中位闪烁；KEY2(P1.1)：增加键，按一次使选中位加1；KEY3(P1.2)：降低键，按一次使选中位减1；Bear(P3.1)：到了整点和闹钟就会响；Led (P1.2)：闪烁；P0口输出数码管段选信号，P2口输出数码管位选信号；晶振12MHz。图3-1主程序步骤框图图3-2显示时钟数组子程序 图3-3中止服务程序程序四、设计课题设计结论、仿真结果、误差分析4.1 设计结论及使用说明本设计为基于单片机电子钟设计。刚开始，我们很多地方理不清头绪，无从下手，但经过认真研究设计课题，找书上网查资料，确定基础设计方案，对所用芯片功效进行查找、调试，然后画电路图等，积累了很多宝贵经验。本设计用2个四位一体共阳数码管做为显示器，它显示时间值；设计中有三个按键，其中KEY1为开启键，KEY2为加控制键 KEY3为减控制键 。图41 结果图4.2 仿真结果 在Proteus ISISDebug菜单中选择Execute，运行程序，系统仿真结果图所表示。 实现功效： 可调整运行电子钟含有三种工作状态：“d.1004-22”状态、运行状态、调整状态。 图4-2“d.1004-22”上电初始化运行状态仿真结果 图4-3时钟正常运行状态仿真结果 图4-4闹钟定时调整状态仿真结果图4-5小时调整状态仿真结果图4-6分钟调整状态仿真结果结 束 语 单片机课程设计是一门很实用，很复杂设计。这个设计用到了单片机，电路等方面知识，经过这次课程设计，使我对单片机及其隶属电路有了一定了解，对书本上知识有了近一步掌握，也深刻明白了自己不足。完成此次课程设计过程，是一个从无到有过程，经历了兴奋、所悟、完成多个过程。刚做做课程设计时，仔细阅读设计题目和要求，认为没什么困难，所用知识书上全部有。可是当我动手开始做时候，才发觉其中算法，设计是那么繁琐。经过一天努力，再到图书馆和网上查找资料，在经过借鉴很多类似资料，文件后，总算是有点眉目了。埋头苦干过程是痛苦，在思索算法和程序框架时，迷茫，烦躁，也参考她人思绪，不停循环中，最终最终完善了程序。其中煎熬是很痛苦，深刻明白攻克自己“未知领域”困难。但当课程设计完成时，那感觉是甜蜜，没有耕耘，哪来得收获喜悦，就在这么痛和愉快交换中，我学到了知识。经过这短短一周实践，我感觉到自己从书本上学到理论知识和实践仍有很大差距。知道了很多元器件有什么功效，在仿真仪器中是什么代码。有知识，自己感觉已经掌握得差不多了，不过实际操作起来就有问题出现了。我碰到了不少问题，花费了很多时间。这让我重新反思我们学习，深刻领悟到我们这个专业动手，实践关键性。理论不经过实践考验，是没法实施，就像我们编程序，很多方面考虑全部不够，几乎没有包含到实际应用时防范方法方法。这次课程设计，让我学到了很多书本上学不到东西，学到了实际应用时。最大收获是：对键盘，显示器，C51语言应用有了深刻了解。参考文件1 baidu文库，基于C51单片机程序设计.2 baidu百科，AT89C52介绍附录附录A程序清单#include #include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit KEY1=P11; /切换键sbit KEY2=P12; /minute ,hour调整加1定义sbit KEY3=P17; /minute ,hour调整减1定义sbit bear=P31; /闹铃sbit led=P12; /闹钟，整时灯闪烁code unsigned char tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xc8,0x8e,0xff,0x21; /段码控制char code weikong_code=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;uchar ms8=2,2,10,4,0,0,1,14;uchar StrTab8;uchar minute=59,hour=12,second=0; /正常时钟 秒，分，时 定义uchar minute1=00,hour1=00; second1=00;/闹钟时钟 秒，分，时 定义uchar flag=0, flag1=0; /切换标志 uchar num=0;uint count=0; /定时器计数，定时50ms，count满20，秒加1/*子函数申明*/void xianshishuzu(); /显示数组子程序void alarm(); /闹钟子程序/* 延时子程序*/ void delay(uint z) uint x,y;for(x=0;xz;x+)for(y=0;y110;y+);/*显示时钟子函数*/ void dispaly(uchar w8) unsigned int i,j,aa; aa=0xfe; /位选初值1111 1110for(i=0;i8;i+) /依次将数组w中八个数取出，并显示 P2=aa; /位选j=wi; /取出要显示数码P0=tabj; /取出段选编码aa=_crol_(aa,1); /位选信号循环右移delay(1); /显示延时P0=0xff; /消影 /*显示时钟数组子程序*/void xianshishuzu() StrTab1=second/10; /秒个位 StrTab0=second%10; /秒十位 StrTab2=10; /间隔符 - StrTab4=minute/10; /分个位 StrTab3=minute%10; /分十位 StrTab5=10; /间隔符 - StrTab7=hour/10; /时个位 StrTab6=hour%10; /时十位 /*键盘扫描子程序*/ void keycan() if(KEY1=0) /按一次，正常显示，按第二次，时调整，按第三次，分调这整， delay(10); /按键1去抖和动作 if(KEY1=0) /确定按键是否按下 flag+; /切换标志 while(!KEY1); /释放按键 if(flag=1)if(KEY2=0) delay(10); if(KEY2=0) hour+; /正常时间 小时 加1if(hour=24)hour=0; while(!KEY2) /释放按键 dispaly(StrTab); if(KEY3=0) delay(10); if(KEY3=0) hour-; /正常时间小时 减1if(hour=0)hour=23; dispaly(StrTab); while(!KEY3) dispaly(StrTab); if(flag=2)if(KEY2=0) /按键去抖和动作 delay(10); if(KEY2=0) minute+; /分加1if(minute=60)minute=0; while(!KEY2) dispaly(StrTab); if(flag=3) /秒表加1 if(KEY3=0) delay(10); if(KEY3=0) second+; /秒加1if(second=0)second=59; while(!KEY3)dispaly(StrTab); if(flag=3) /闹钟对时 if(KEY2=0) delay(10); if(KEY2=0) hour1+;if(hour1=24)hour1=0; /闹钟时间 小时 加1 while(!KEY2) alarm(); if(KEY3=0) delay(10); if(KEY3=0) hour1-; if(hour1=0)hour1=23; /闹钟时间 小时 减 while(!KEY3) alarm(); if(flag=4) if(KEY2=0) /按键去抖和动作 delay(10); if(KEY2=0) minute1+;if(minute1=60)minute1=0; /闹钟分加1 while(!KEY2)alarm(); if(KEY3=0) /按键去抖和动作 delay(10); if(KEY3=0) minute1-;if(minute1=0)minute1=59; /闹钟分减1 while(!KEY3) alarm();/*蜂鸣器子程序*/void beng() bear=1;P3=0xfd;delay(100);bear=0;P3=0XFf;delay(100);/*整点报警子程序*/void zhengdian (void)uchar i=0;if(second=0)&(minute=0) /整点报时 for(i=0;i=second1&secondsecond1+5)|(minute=0&second1) for(i=0;i0) if(flag=1|flag=2) TR0=1; dispaly(StrTab); zhengdian ();/KEY1按第二次或第二次定时器开始，电子钟和整点报时正常显示if(flag=3|flag=4) TR0=0;alarm(); /按KEY1第三或第四次闹钟开始显示，分时调整if(flag=5) dispaly(StrTab); /按KEY1第五次返回电子钟正常显示if(flag=6) TR0=0; flag=0; dispaly(ms); /按KEY1第六次定时器关闭，切换标志请零，显示d.1004-22