基于C51单片机的数字时钟课程设计C语言带闹钟资料.docx
《基于C51单片机的数字时钟课程设计C语言带闹钟资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于C51单片机的数字时钟课程设计C语言带闹钟资料.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于C51单片机的数字时钟课程设计C语言带闹钟资料
单片机技术课程设计
数字电子钟
学院:
班级:
姓名:
学号:
教师:
摘要
电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用AT89C52单片机为核心,使用12MHz晶振与单片机AT89C52相连接,通过软件编程的方法实现以24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、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
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、功能要求说明及方案介绍4
1.1设计课题设计任务4
1.2设计课题的功能要求说明4
1.3设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明4
二、设计课题的硬件系统的设计5
2.1硬件系统各模块功能简要介绍5
2.1.1AT89C52简介5
2.1.2按键电路6
三、设计课题的软件系统的设计6
3.1使用单片机资源的情况6
3.2软件系统个模块功能简要介绍7
3.3软件系统程序流程框图7
3.4软件系统程序清单7
四、设计课题的设计结论、仿真结果、误差分析9
4.1设计结论及使用说明9
4.2仿真结果10
结束语12
参考文献12
附录13
附录A:
程序清单13
一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍
1.1设计课题设计任务
设计一个具有特定功能的电子钟。
具有时间显示,并有时间设定,时间调整功能。
1.2设计课题的功能要求说明
设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-22”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/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设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明
本电子钟主要由单片机、键盘、显示接口电路和复位电路构成,设计课题的总体方案如图1所示:
图1-1总体设计方案图
本电子钟的所有的软件、参数均存放在AT89C52的FlashROM和内部RAM中,减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。
键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通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的数据,同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态,实现不同功能。
二、设计课题的硬件系统的设计
2.1硬件系统各模块功能简要介绍
2.1.1AT89C52简介
(1)兼容MCS51指令系统;
(2)8kB可反复擦写(大于1000次)FlashROM;
(3)32个双向I/O口;
(4)256x8bit内部RAM;
(5)3个16位可编程定时/计数器中断;
(6)时钟频率0-24MHz;
(7)2个串行中断,可编程UART串行通道;
(8)2个外部中断源,共8个中断源;
(9)2个读写中断口线,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能;
(11)有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求。
它的价格便宜,功能强大,能耗低。
很大程度上减少总电路的复杂性,提高了所设计系统的稳定性。
其芯片引脚图如图2-1所示。
图2-1单片机AT89S52引脚图
2.1.2按键电路
图2—2按键图
三、设计课题的软件系统的设计
3.1使用单片机资源的情况
设计课题使用单片机资源的情况如下:
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;通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;减少键KEY3:
P1.2;按一次使选中位减1;此数字钟可实现基本的走时和显示时间时、分、秒;时间的调整;闹钟的设定和调整;闹钟的开启和关闭功能,具体如下:
(1)实现基本的走时和显示时间的时、分、秒,上电自动显示初始时间12-59-00,且控制闹钟状态的的红色led灯为亮的状态;
(2)当第一次按下第一个弹性按键时进入时间的调节状态,此时实现对显示时间的小时调节,按下第二个按键时实现小时的加一调节,按下第三个按键时实现小时的减一调节;
(3)当第二次按下第一个弹性按键时进入显示时间的分钟调节状态,按下第二个按键时实现分钟的加一调节,按下第三个按键时实现分钟的减一调节;
(4)当第三次按下第一个弹性按键时进入闹钟的小时调节状态,按下第二个按键时实现闹钟小时的加一调节,按下第三个按键时实现闹钟小时的减一调节;
(5)当第四次按下第一个弹性按键时进入闹钟的分钟调节状态,按下第二个按键时实现闹钟分钟的加一调节,按下第三个按键时实现闹钟分钟的减一调节;
(6)当第五次按下第一个弹性按键时返回正常的显示时间走时状态;
(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的闹铃声,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软件系统个模块功能简要介绍
本设计的软件系统主要采用以下基本模块来实现,主程序、中断服务程序、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:
主要是用于对输入信号的处理、输出信号的控制和对各个功能程序模块的运用及其控制。
中断服务程序:
主要是用于电子钟的准确运行、数据输入过程中的闪烁。
键盘输入程序模块:
主要是用于确定按键并得到特定的键码值。
数码管及其驱动模块:
主要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,一种是短延时用于判键按下等,一种是长延时。
3.3软件系统程序流程框图
系统软件采用汇编语言按模块化方式进行设计,然后通过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24小时制,8位数码管显示时分秒,显示式:
12-59-00。
通过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):
减少键,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主程序流程框图
图3-2显示时钟数组子程序图3-3中断服务程序程序
四、设计课题的设计结论、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的电子钟的设计。
刚开始,我们很多地方理不清头绪,无从下手,但通过认真研究设计课题,找书上网查资料,确定基本设计方案,对所用芯片功能进行查找、调试,然后画电路图等,积累了很多宝贵的经验。
本设计用2个四位一体的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为启动键,KEY2为加控制键KEY3为减控制键。
图4—1结果图
4.2仿真结果
在ProteusISIS的Debug菜单中选择Execute,运行程序,系统仿真结果如图所示。
实现功能:
可调整运行的电子钟具有三种工作状态:
“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,很复杂的设计。
这个设计用到了单片机,电路等方面的知识,通过这次课程设计,使我对单片机及其附属电路有了一定的了解,对课本上的知识有了近一步的掌握,也深刻明白了自己的不足。
完成本次课程设计的过程,是一个从无到有的过程,经历了兴奋、所悟、完成几个过程。
刚做做课程设计时,仔细阅读设计的题目和要求,以为没什么困难的,所用的知识书上都有。
可是当我动手开始做的时候,才发现其中的算法,设计是那么繁琐。
经过一天的努力,再到图书馆和网上查找资料,在经过借鉴很多类似的资料,文献后,总算是有点眉目了。
埋头苦干的过程是痛苦的,在思考算法和程序框架时,迷茫,烦躁,也参考别人的思路,不断循环中,终于最后完善了程序。
其中的煎熬是很痛苦的,深刻明白攻克自己“未知领域”的困难。
但当课程设计完成时,那感觉是甜蜜的,没有耕耘,哪来得收获的喜悦,就在这样的痛与快乐的交换中,我学到了知识。
通过这短短一周的实践,我感觉到自己从课本上学到的理论知识和实践仍有很大的差距。
知道了很多元器件有什么功效,在仿真仪器中是什么代码。
有的知识,自己感觉已经掌握得差不多了,但是实际操作起来就有问题出现了。
我遇到了不少问题,花费了很多的时间。
这让我重新反思我们的学习,深刻领悟到我们这个专业动手,实践的重要性。
理论不经过实践考验,是没法实施的,就像我们编的程序,很多方面考虑的都不够,几乎没有涉及到实际应用时的防范方法措施。
这次的课程设计,让我学到了很多书本上学不到的东西,学到了实际应用时。
最大的收获是:
对键盘,显示器,C51语言的应用有了深刻的了解。
参考文献
[1]XX文库,基于C51单片机的程序设计.
[2]XX百科,AT89C52简介
附录
附录A 程序清单
#include
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitKEY1=P1^1;//切换键
sbitKEY2=P1^2;//minute,hour调整加1定义
sbitKEY3=P1^7;//minute,hour调整减1定义
sbitbear=P3^1;//闹铃
sbitled=P1^2;//闹钟,整时灯闪烁
codeunsignedchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0xbf,0xc8,0x8e,0xff,0x21};//段码控制
charcodeweikong_code[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
ucharms[8]={2,2,10,4,0,0,1,14};
ucharStrTab[8];
ucharminute=59,hour=12,second=0;//正常时钟秒,分,时定义
ucharminute1=00,hour1=00;second1=00;//闹钟时钟秒,分,时定义
ucharflag=0,flag1=0;//切换标志
ucharnum=0;
uintcount=0;//定时器计数,定时50ms,count满20,秒加1
/***********子函数声明*******************************************/
voidxianshishuzu();//显示数组子程序
voidalarm();//闹钟子程序
/**********************延时子程序*****************************/
voiddelay(uintz)
{
uintx,y;
for(x=0;xfor(y=0;y<110;y++);
}
/**********************显示时钟子函数***************************/
voiddispaly(ucharw[8])
{
unsignedinti,j,aa;
aa=0xfe;//位选初值11111110
for(i=0;i<8;i++)//依次将数组w中八个数取出,并显示
{
P2=aa;//位选
j=w[i];//取出要显示的数码
P0=tab[j];//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***********************/
voidxianshishuzu()
{
StrTab[1]=second/10;//秒个位
StrTab[0]=second%10;//秒十位
StrTab[2]=10;//间隔符-
StrTab[4]=minute/10;//分个位
StrTab[3]=minute%10;//分十位
StrTab[5]=10;//间隔符-
StrTab[7]=hour/10;//时个位
StrTab[6]=hour%10;//时十位
}
/**********************键盘扫描子程序*************************/
voidkeycan()
{
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去抖以及动作
if(KEY1==0)//确认按键是否按下
{
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1
if(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1
if(hour==0)hour=23;
dispaly(StrTab);
}
while(!
KEY3)
{
dispaly(StrTab);
}
}
}
if(flag==2)
{
if(KEY2==0)//按键去抖以及动作
{
delay(10);
if(KEY2==0)
{
minute++;//分加1
if(minute==60)minute=0;
}
while(!
KEY2)
{
dispaly(StrTab);
}
}
if(flag==3)//秒表的加1
{
if(KEY3==0)
{
delay(10);
if(KEY3==0)
{
second++;//秒加1
if(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)//按键去抖以及动作
{
delay(10);
if(KEY2==0)
{
minute1++;
if(minute1==60)minute1=0;//闹钟分加1
}
while(!
KEY2)
{
alarm();
}
}
if(KEY3==0)//按键去抖以及动作
{
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****************************/
voidbeng()
{
bear=1;
P3=0xfd;
delay(100);
bear=0;
P3=0XFf;
delay(100);
}
/*****************整点报警子程序***************************/
voidzhengdian(void)
{
uchari=0;
if((second==0)&(minute==0))//整点报时
{
for(i=0;i<10;i++)
{
TR0=1;beng();dispaly(ms);
}
}
}
/********************************定时闹钟*******************************/
voidalarm()
{
uinti;
if((hour==hour1&&second1==minute1&&(second>=second1&&secondfor(i=0;i<3;i++)
{beng();}
StrTab[1]=second1/10;//闹钟秒个位
StrTab[0]=second1%10;//秒十位
StrTab[2]=10;//间隔符-
StrTab[4]=minute1/10;//分个位
StrTab[3]=minute1%10;//分十位
StrTab[5]=10;//间隔符-
StrTab[7]=hour1/10;//时个位
StrTab[6]=hour1%10;//时十位
TR0=0;
dispaly(StrTab);
xianshishuzu();
}
/**************************中断子程序*********************************/
voidtime_()interrupt1//中断程序
{
count++;
TH0=(65536-50000)/256;//0.5ms重新送初值
TL0=(65536-50000)%256;
if(count==20)//定时器计数,定时50ms,count满20,秒加1
{
second++;count=0;
if(second==60)//秒值等于60,秒清零,分加1
{
second=0;minute++;
if(minute==60)//分值等于60,分清零,时加1
{
minute=0;hour++;
if(hour==24)//时值等于24,时清零,返回,全部归零
{
hour=0;
}
}
}
}
xianshishuzu();
}
/***********************数字电子钟主函数***************************/
voidmain()
{
P1=0XFF;
TMOD=0x11;//time0为定时器,方式1
TH0=(65536-50000)/256;//预置计数初值,50ms
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;//总中断开
ET0=1;//允许定时器0中断
TR0=1;//开启定时器0
while
(1)//主循环
{
if(flag==0)
{
TR0=0;dispaly(ms);//上电初始化就显示bad.1004-22
}
if(P1!
=0XFF)
{
keycan();//按键提前扫描
}
if(flag>0)
{
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,分时的调整
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
}
}
}