数字时钟设计报告.docx
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数字时钟设计报告
单片机实验报告
题目：
数字时钟的设计
指导老师：
班级：
姓名：
学号：
一、实验目的
通过实践设计出能准确显示时、分、秒的时钟，并可以调时、定时，包括蜂鸣器的整点报时与闹钟功能。
二、实验要求
基本功能：
准确计时，以数字形式显示时间，24时制；具备时、分调整和整点报时功能。
扩展功能：
定时与闹钟功能
三、设计方案及论证
Ⅰ、硬件部分：
1、时钟显示
用七段LED数码管来实现，采用共阳管和PNP驱动方式。
PNP工作于开关状态，基极通过1K的电阻连到单片机的P2口。
为节省P口，将六位数码管的8段段选端分别并接并加上470Ω的限流电阻，由P0口控制，给低电平的段会被点亮。
因为六位管的段被并接只能通过动态扫描的方式来显示，即利用管子的余晖和人眼的视觉残留实现六位管子在“同一时间”显示不同的值，而扫描这是靠位选的轮流有效实现。
如左图。
2、整点报时和闹钟铃
此部分用一个5V有源蜂鸣器来做，同样用PNP作为开关来控制，此外为防止其可能的方向电压尖峰在蜂鸣器两端反接一个IN4148二极管来保护。
如右图。
3、校时、定时
此部分由4个按键控制，如下图，key1和key3用来选定要调校的时、分的位，被选中的为将闪烁；key2用来是选中的为按相应的进制增1变化；key4是进入定时模式，定时的时数改变与调时方法相同。
4、单片机最小系统
本实验采用STC89C52RC单片机，指令系统完全与51兼容。
其最小系统包含电源电路、晶振电路、复位电路。
本实验才用STC单片机的典型系统，各模块参数配置如图：
其中晶振频率为12MHz，震荡部分电容为30pF的瓷片电容。
复位电路采用图示的兼有上电复位和按键复位功能的方式，其中的电容为10uF电解电容。
5、硬件系统全电路图
Ⅱ、软件部分
软件部分主要有两大块：
一是上电后程序靠定时器T1产生的中断而实现的常规时钟显示，这里面就是要处理时、分、秒的六位数字的循环和进位问题。
按照24时制的规则，其进位逻辑为：
秒的个位为十进制（0~9）满10向秒的十位进1，而秒的十位为六进制（0~5）满6向分的个位进1，分与秒相似，时的个位在时的十位为0、1的时候也是10进制，而在时的十位为2的时候则只是0到4就进位了。
但时的十位是3进制的（0~2）。
m0++;
if（m0==10）
{m0=0;
m1++;
if（m1==6）
{
m1=0;
f0++;
if（f0==10）
{
f0=0;
f1++;
if（f1==6）
{
f1=0;
h0++;
if（h0==10）
{
h0=0;
h1++;
}
}
}
}
}
二是程序监控4个按键的状态并进行相应处理。
本实验中我们并未利用外中断来监控键盘，只是在主函数中用一个函数key_scan（）来不停地扫4个键的状态并进行相应处理，这一部分的程序中主要的问题是按键抖动的去除，试验中，我们用的是软件延时的办法。
四、心得体会
通过本次课程设计，我学习到了很多，也收获了很多。
总结如下：
一、我对单片机的理论知识有了进一步的掌握，对单片机的原理和实际应用有了更多地理解和掌握。
二、我对单片机的C语言编程有了更深刻的认识和更扎实的掌握，我们不断修改，不断尝试，对源代码各个模块的函数都有了一个非常深入的掌握。
三、理论与实践相结合才能更好的理解和掌握所学的知识。
五、附件（程序源代码）
#include
sbitk1=P1^4;
sbitk2=P1^5;
sbitk3=P1^6;
sbitk4=P1^7;
sbitvoice=P3^6;//蜂鸣器使能端
unsignedcharcodeduan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};//段的共阳编码：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、灭灯
unsignedcharcodewei[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07};//共阳位选编码：
第0位、第1位、第2位、第3位、第4位、第5位、第6位、第7位
unsignedcharm0=0,m1=0,f0=0,f1=0,h0=0,h1=0,num=0,con=0;//正常时钟模式
unsignedchard_f0=0,d_f1=0,d_h0=0,d_h1=0,d_con=0;//定时模式相关变量
unsignedshan=0;//闪烁函数中量、灭的次数的控制变量
unsignedsound=0;//蜂鸣器叫与不叫的次数的控制变量
bitxiang=0;//蜂鸣器使能变量
bitdingshi=0;//定时模式的使能变量
bitnaozhong=0,only=0;//闹钟的止叫控制变量
voidinit（）;//初始化定时器1
voiddisplay（）;//正常时钟显示
voidd_display（）;//定时模式的显示
voiddelay_ms（unsigned）;//非准确延时
voidkey_scan（）;//按键扫描、处理函数
voidshanshuo（unsignedchar）;//数码管闪烁显示
voidfengming（unsigned）;//蜂鸣器叫
//**********************************************************************main（）
voidmain（）
{init（）;
while
（1）
{key_scan（）;
//整点报时
if（m0==0&&m1==0&&f0==0&&f1==0）xiang=1;
if（m0==2&&m1==0&&f0==0&&f1==0）{voice=1;xiang=0;}//蜂鸣器叫两声
//闹钟
if（h1==d_h1&&h0==d_h0&&f1==d_f1&&f0==d_f0&&naozhong==0&&only==1）naozhong=1;//预定时间到
if（naozhong==1&&（k1==0||k2==0||k3==0||k4==0））{naozhong=0;only=0;voice=1;while（!
k1）;while（!
k2）;while（!
k3）;while（!
k4）;}//禁止闹钟叫
if（only==0&&h1!
=d_h1&&h0!
=d_h0&&f1!
=d_f1&&f0!
=d_f0）only=1;//时刻唤醒闹钟、另外，在退出定时模式时也能唤醒闹钟
//正常显示
if（dingshi==0）display（）;
//闹钟定时模式
if（dingshi==1）d_display（）;
}
}
//*************************************************************************
//********************************************************************init（）
/*参数：
无
返回值：
无
功能：
设置T1计数器相关的特殊功能寄存器，初始化计时器T1
细节：
备注：
*/
voidinit（）
{
TMOD=0X10;
TH1=0X3C;TL1=0XB0;
EA=1;
ET1=1;
TR1=1;
}
//*************************************************************************
//*******************************************************TI_time（）interrupt3
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voidTI_time（）interrupt3
{
TH1=0X3C;TL1=0XB0;
num++;
if（num==20）
{
num=0;
m0++;
if（m0==10）
{m0=0;
m1++;
if（m1==6）
{m1=0;
f0++;
if（f0==10）
{
f0=0;
f1++;
if（f1==6）
{
f1=0;
h0++;
if（h0==10）
{h0=0;
h1++;
}
}
}
}
}
}
if（h1==2）
{if（h0==4）
{
h0=0;h1=0;
}
}
}
//*********************************************************************
//**************************************************************display（）
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voiddisplay（）
{
intj;
for（j=0;j<8;j++）
{P2=wei[j];
switch（j）
{
case0:
if（!
naozhong&&xiang）fengming（400）;if（naozhong==1）fengming（200）;
P0=duan[m0];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case1:
P0=duan[m1];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case3:
if（con==1）shanshuo（f0）;elseP0=duan[f0];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case4:
if（con==2）shanshuo（f1）;elseP0=duan[f1];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case6:
if（con==3）shanshuo（h0）;elseP0=duan[h0];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case7:
if（con==4）shanshuo（h1）;elseP0=duan[h1];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
}
}
}
//********************************************************************
//**********************************************************d_display（）
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voidd_display（）
{intj;
for（j=0;j<8;j++）
{P2=wei[j];
switch（j）
{
case0:
P0=0xff;delay_ms
（1）;break;
case1:
P0=0xff;delay_ms
（1）;break;
case3:
if（d_con==1）shanshuo（d_f0）;elseP0=duan[d_f0];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case4:
if（d_con==2）shanshuo（d_f1）;elseP0=duan[d_f1];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case6:
if（d_con==3）shanshuo（d_h0）;elseP0=duan[d_h0];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
case7:
if（d_con==4）shanshuo（d_h1）;elseP0=duan[d_h1];delay_ms
（1）;P0=0xff;break;
}
}
}
//*********************************************************************
//***********************************************************keyscan（）
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voidkey_scan（）
{
//****************************************调时
if（dingshi==0&&naozhong==0）
{if（k1==0）//调时选位
{delay_ms（60）;//去抖动延时
if（k1==0）
{con++;
if（con==5）con=0;
while（!
k1）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示.但时间的进位并没有停，因为中断有优先权。
即时间还在走
}
}
if（k3==0）//tiao时选位
{delay_ms（60）;//去抖动延时
if（k3==0）
{con--;
if（con==-1）con=4;
while（!
k3）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（con==1&&k2==0）//调分的个位++
{
delay_ms（60）;
if（k2==0）
{
f0++;
if（f0==10）f0=0;
while（!
k2）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（con==2&&k2==0）//调分的十位++
{
delay_ms（60）;
if（k2==0）
{
f1++;
if（f1==6）f1=0;
while（!
k2）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（con==3&&k2==0）//调时的个位++
{delay_ms（60）;
if（k2==0）
{
if（h1==1||h1==0）
{
h0++;
if（h0==10）h0=0;
}
if（h1==2）
{
h0++;
if（h0==4）h0=0;
}
while（!
k2）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（con==4&&k2==0）//调时的十位++
{
delay_ms（60）;
if（k2==0）
{
h1++;
if（h1==3）h1=0;
while（!
k2）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（k4==0）//启动定时功能
{
delay_ms（60）;//去抖动延时
if（k4==0）
{
dingshi=1;
while（!
k4）;
}
}
}
//**************************************************定时
if（dingshi==1&&naozhong==0）
{
if（k4==0）//退出定时功能
{
delay_ms（60）;//去抖动延时
if（k4==0）
{
dingshi=0;
only=1;
d_con=0;
while（!
k4）;
}
}
if（k3==0）//定时选位
{
delay_ms（60）;//去抖动延时
if（k3==0）
{
d_con--;
if（d_con==-1）d_con=4;
while（!
k3）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（k1==0）//定时选位
{
delay_ms（60）;//去抖动延时
if（k1==0）
{
d_con++;
if（d_con==5）d_con=0;
while（!
k1）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示.但时间的进位并没有停，因为中断有优先权。
即时间还在走
}
}
if（d_con==1&&k2==0）//调定时分的个位++
{
delay_ms（60）;
if（k2==0）
{
d_f0++;
if（d_f0==10）d_f0=0;
while（!
k2）;
}//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
if（d_con==2&&k2==0）//调定时分的十位++
{delay_ms（60）;
if（k2==0）
{d_f1++;
if（d_f1==6）d_f1=0;
while（!
k2）;
}//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
if（d_con==3&&k2==0）//调定时时的个位++
{delay_ms（60）;
if（k2==0）
{if（d_h1==1||d_h1==0）
{d_h0++;
if（d_h0==10）d_h0=0;
}
if（d_h1==2）
{d_h0++;
if（d_h0==4）d_h0=0;
}
while（!
k2）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
if（d_con==4&&k2==0）//调定时时的十位++
{delay_ms（60）;
if（k2==0）
{d_h1++;
if（d_h1==3）d_h1=0;
while（!
k2）;//程序会停在这里，所以此时会没有任何显示但时间的进位并没有停
}
}
}
}//keyscan（）
//*************************************************************************
//*****************************************************************shanshuo（）
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voidshanshuo（unsignedcharw）
{
shan++;
if（shan<35）P0=duan[10];
elseP0=duan[w];
if（shan>=70）shan=0;
}
//*************************************************************************
//*****************************************************************fengming（）
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voidfengming（unsignedx）
{sound++;
if（soundelsevoice=1;
if（sound>=2*x）sound=0;
}
//*************************************************************************
//*****************************************************************delay_ms（）
/*参数：
返回值：
功能：
细节：
备注：
*/
voiddelay_ms（unsignedt）//六分之一毫秒
{inti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<120;j++）;}
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