单片机课程设计电子时钟Word文档格式.docx
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2系统总体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
2.1.1单片机芯片的选择
本设计选用STC89C52单片机,它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,足够本设计之用,高性能CMOS8位微处理器该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
功能强大、使用方便的STC89C52单片机适用于许多较为复杂的应用场合。
2.1.2总体设计及系统原理
定时闹钟的整体设计较简单,包括单片机、自动复位电路、键盘电路、显示电路、驱动与指示电路、闹钟报警电路。
在确定系统的大体形式之后,画出本系统的总体结构布局,电路原理如图2-1所示
显示电路用的是七段数码管,数码管段选通过锁存器74HC573接单片机的P2口,数码管由74LS138译码器控制位选,并且每位均接有一个或门,以增强驱动能力;
本设计还有模式指示LED灯,由P1口控制,以此来识别不同的设置模式;
系统的输入控制按键有P3口来实现,可以设置各个时间参数及闹钟使能。
2.2.硬件各部分设计
2.2.1单片机
单片机最小系统选用STC89C52,包含上电自动复位电路和手动复位电路,可对单片机进行复位操作。
2.2.2显示部分
本设计显示用的是四位七段显示共阴数码管,用来显示时间及跑表参数,LED数码管显示器成本低,配置灵活,与单片机接口简单,在单片机应用系统中广泛应用。
7段LED由7个发光二极管按“日”字型排列,所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法,阳极连在一起称为共阴极接法。
本文选用共阴极LED,所有发光二极管的阴极连在一起与或门74LS34相连,当某个发光二极管的阳极加入高电平时,对应的二极管点亮。
因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮,实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字显示码来控制LED的显示,此数据称为字符的段码或称为字型码。
LED显示器与单片机的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式,本设计采用动态显示方式。
在这种显示电路中,一个字位一个字位地轮流点亮各个LED,每一字位停留1ms左右,由于人的视觉暂留,好像6只LED是同时点亮的,并不察觉有闪烁现象。
这种动态LED显示接口由于所有数码管共用一个段码出口,分时轮流通电,从而大大简化课硬件线路,降低了成本。
2.2.3驱动部分
为是数码管有足够的亮度,本设计中增加了数码管驱动电路,用74HC573和或门74LS34来驱动,其中锁存器利用其驱动能力,并未用其锁存数据的功能。
2.2.4模式指示电路
为了区别该时钟的不同运行状态,在设计中加入了指示电路:
LED1:
闹钟1时间设定指示;
LED2:
闹钟2时间设定指示;
LED3:
闹钟3时间设定指示;
LED4:
数码管熄灭时间设定,第二功能:
指示闹钟的开启与关闭;
组合指示:
LED全部亮,表示设定数码管开显示时间。
2.2.5按键部分
按键设定部分比较简单,因为本系统按键少,所以在设计上采用了独立按键方式,程序的编制上也采用了简单的扫描方式。
按下操作键K1-K6动作如下:
操作键K1:
模式调整;
操作键K2:
时间位设置;
操作键K3:
时间值增加键;
操作键K4:
跑表开始与停止;
操作键K5:
闹钟开启与关闭键;
操作键K6:
时间秒位清零键,用于细调时间。
2.2.6电铃电路
此电路由电源、一个蜂鸣器、一个三极管和一个电阻组成,当定时时间到,由STC89C52单片机的P1.5口向三极管基极输入低电平,三极管导通蜂鸣器报警,这时三极管充当开关的作用。
3软件设计
3.1软件设计流程
3.2子程序模块
主要控制子程序说明如下:
✓delay:
延时子程序;
✓Timer0Interrupt:
定时器T0计时中断程序,每隔0.2ms中断一次;
✓disp1:
跑表显示子程序;
✓disp:
时间显示子程序;
其中显示分六路,第一个和第二个数码管显示的是时,第三个和第四个数码管显示分,第五个和第六个数码管显示的是秒。
流程图如下:
4Proteus软件仿真
本设计已在Proteus中仿真,程序运行正常,图4-1是仿真截图:
图4-1
1、《单片机原理及应用》张毅刚主编高教出版社
2、《单片机原理及C51编程》宋彩利等编西安交通大学出版社
3、《单片机原理及应用技术》黄惟公等编西安电子科技大学出版社
附源程序代码
#include<
reg52.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitled1=P1^2;
sbitled2=P1^1;
sbitled3=P1^0;
sbitled4=P1^4;
sbitlk138=P1^3;
sbitbeep=P1^5;
sbitkey1=P3^0;
//模式设定
sbitkey2=P3^1;
//时间位
sbitkey3=P3^2;
//时间调整
sbitkey4=P3^4;
//跑表
sbitkey5=P3^5;
//开关闹钟
sbitkey6=P3^6;
//秒位清零键
uinttemp,temp1;
ucharp1,p2,p3;
ucharmoshi,shi,fen,miao;
//正常显示设定
ucharshi1,fen1,miao1;
ucharshi2,fen2,miao2;
//闹钟设定
ucharshi3,fen3,miao3;
ucharshi4,fen4,miao4;
ucharshi5,fen5,miao5;
//开关显示设定
ucharsmoshi;
ucharcodetable[]={0xde,0x82,0x57,0x97,0x8b,0x9d,0xdd,0x86,
0xdf,0x9f,0xcf,0xd9,0x5c,0xd3,0x5d,0x4d,0xcb,0x20};
voidkey_s1(void);
//模式选择键
voidkey_s2(void);
//操作位调整键
voidkey_s3(void);
voidkey_s3_n1(void);
voidkey_s3_n2(void);
voidkey_s3_n3(void);
voidkey_s3_n4(void);
voidkey_s3_n5(void);
voidms(void);
voiddelay(uintms);
voiddisp1(ucharhp,ucharmp,ucharsp);
voiddisp(ucharh,ucharm,uchars);
voidinitTimer0()
{
TMOD=0x12;
//定时器0,方式2;
定时器1,方式1
TH0=0x38;
TL0=0x38;
TH1=0x0D8;
TL1=0x0F0;
//定时10ms
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
TR1=0;
//先关闭定时器1
temp=0;
temp1=0;
p3=0;
shi1=12;
}
voidmain()
{
initTimer0();
while
(1)
{key_s1();
ms();
if(miao>
0x3b)
{miao=0;
fen++;
if(fen>
{
fen=0;
shi++;
if(shi>
0x17)
{shi=0;
}
}
if(p3>
0x63)
p2++;
if(p2>
p2=0;
p1++;
if(p1>
0x09)
{p1=0;
}
if(key6==0)
{miao=0;
if(key4==0)
{TR1=~TR1;
if(key5==0)
temp1=~temp1;
if(temp1==0)
{
led4=0;
beep=1;
}
if(((shi==shi1)&
(fen==fen1)&
(miao==miao1)&
temp1)||((shi==shi2)&
(fen==fen2)&
(miao==miao2)&
temp1)||((shi==shi3)&
(fen==fen3)&
(miao==miao3)&
temp1))
beep=0;
(miao==miao1+10))||((shi==shi2)&
(miao==miao2+10))||((shi==shi3)&
(miao==miao3+10)))
beep=1;
if((shi==shi4)&
(fen==fen4)&
(miao==miao4))
lk138=0;
led3=0;
if((shi==shi5)&
(fen==fen5)&
(miao==miao5))
lk138=1;
led3=1;
voiddisp(ucharh,ucharm,uchars)
P0=0xf0;
P2=table[s%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf1;
P2=table[s/10];
P0=0xf2;
P2=table[m%10];
P2=0x20;
P0=0xf3;
P2=table[m/10];
P0=0xf4;
P2=table[h%10];
P0=0xf5;
P2=table[h/10];
voiddisp1(ucharhp,ucharmp,ucharsp)
P2=table[sp%10];
P2=table[sp/10];
P2=table[mp%10];
P2=table[mp/10];
P2=table[hp%10];
P2=0x4f;
voidkey_s1(void)
P3=0xff;
if(P3==0xfe)
delay(5);
if(P3==0xfe)
{delay(100);
if(P3==0xff)
moshi++;
if(moshi>
6)moshi=0;
voidms(void)
{switch(moshi)
case0:
disp(shi,fen,miao);
led4=1;
key_s2();
key_s3();
break;
case1:
disp(shi1,fen1,miao1);
led1=0;
led2=1;
led3=1;
led4=1;
key_s3_n1();
case2:
disp(shi2,fen2,miao2);
led1=1;
led2=0;
key_s3_n2();
case3:
disp(shi3,fen3,miao3);
led3=0;
key_s3_n3();
case4:
disp(shi4,fen4,miao4);
led4=0;
key_s3_n4();
case5:
disp(shi5,fen5,miao5);
key_s3_n5();
case6:
disp1(p1,p2,p3);
if(key5==0)p1=p2=p3=0;
default:
voidkey_s2(void)
if(P3==0xfd)
{delay(5);
if(P3==0xfd)
smoshi++;
if(smoshi>
2)smoshi=0;
voidkey_s3(void)
if(P3==0xfb)
switch(smoshi)
miao++;
59)miao=0;
fen++;
59)fen=0;
shi++;
23)shi=0;
voidkey_s3_n1(void)
miao1++;
if(miao1>
49)miao1=0;
fen1++;
if(fen1>
59)fen1=0;
shi1++;
if(shi1>
23)shi1=0;
voidkey_s3_n2(void)
miao2++;
if(miao2>
49)miao2=0;
fen2++;
if(fen2>
59)fen2=0;
shi2++;
if(shi2>
23)shi2=0;
voidkey_s3_n3(void)
miao3++;
if(miao3>
49)miao3=0;
fen3++;
if(fen3>
59)fen3=0;
shi3++;
if(shi3>
23)shi3=0;
voidkey_s3_n4(void)
miao4++;
if(miao4>
59)miao4=0;
fen4++;
if(fen4>
59)fen4=0;
shi4++;
if(shi4>
23)shi4=0;
voidkey_s3_n5(void)
miao5++;
if(miao5>
59)miao5=0;
fen5++;
if(fen5>
59)fen5=0;
shi5++;
if(shi5>
23)shi5=0;
voiddelay(uintms)
uintx,y;
for(x=0;
x<
60;
x++)
for(y=0;
y<
ms;
y++);
voidTimer0Interrupt(void)interrupt1
{temp++;
if(temp==0x1388)//设置定时器工作循环500次
miao++;
voidTimer1Interrupt(void)interrupt3
TH1=0x0D8;
TL1=0x0F0;
p3++;