基于单片机原理的电子时钟设计Word文档格式.docx
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程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LED显示“00：
00：
00”，然后开始计时。
三设计原理分析
3.1单片机原理
单片机是一种集成电路芯片，采集超大规模集成电路技术把具有数据处理能力（如算数运算、逻辑运算、数据传送、中断处理）的微型处理器,随机存取数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、输入/输出电路（I/O）,可能还包括定时/计数器、串行通信口（SCI）、显示驱动电路（LCD或LED驱动电路）、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转化器及A/D转化器等电路集成到一片芯片上，构成一个最小而又完善的计算机系统。
这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。
3.2时钟的总体设计思路
按照系统的设计功能要求，本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力配合按键控制，来控制时钟的调整及显示。
四硬件资源及其分配
4.1单片机控制系统
本次设计时钟电路，采用了ATC89C51单片机芯片控制电路，这种单片机芯片比较简单，并且省去了很多复杂的线路，更容易表达和理解，通过按钮来调节电子钟的时、分、秒。
并且这次电路我采用了一个按钮控制一个显示的方案，在调节小时/分钟/秒数时，只需要按下对其控制的按钮进行调节就行了，不要普遍所见的需要进入调节界面。
同时这次我采用了c语言控制整个时钟的显示，这样通过三个模块:
单片机芯片、LED显示屏、按钮控制电路即可达到设计要求。
4.2键盘控制系统设计
按键需要3个，分别实现为调整小时、分钟、秒数三个功能。
用单片机的3个I/O口接收控制信号，其电路如图下：
通过控制键来控制所要调节的是时、分、还是秒。
在按下小时/分/秒键后将对小时/分/秒进行调整调整，从而调整到自己所需要的时间
。
4.3显示电路
显示电路如图所示：
LM016L液晶模块采用HD44780控制器，hd44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，hd44780控制器由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM（AC）。
IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者暂存从DDRAM和CGRAM读出的数据，BF为1时，液晶模块处于内部模式，不响应外部操作指令和接受数据，DDTAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种.8位字符编码和字符的对应关系,CGRAM是为用户编写特殊字符留用的，它的容量仅64字节，可以自定义8个5*7点阵字符或者4个5*10点阵字符，AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR,则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或CGRAM
4.4硬件原理及说明
AT89C51是美国Intel公司生产的低电压，高性能CHMOS8位单片机，片内含有4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM）,器件采用Intel公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用4位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
4.5主要性能参数
与MCS-51产品指令和引脚完全兼容
4k字节可重擦写Flash闪速存储器
1000次擦写周期
全静态操作:
0Hz—24MHz
三级加密程序存储器
128×
8字节内部RAM
32个可编程I/O口线
2个16位定时/计数器
5个中断源
可编程串行UART通道
低功耗空闲和掉电模式
五硬件图
六程序框图
6.1软件主要完成的功能
（1）显示时间程序
用软件调节时间，通过程序的调节，最后用LED现实时钟
（2）调节时间程序
按键调节时间，能实现时、分的调节
6.2软件设计的主要流程
时间控制程序
时间控制程序，用中断准确的控制时间，采用60进制，60秒为一分钟，60分钟为一个小时，全天设置为24小时。
程序用C语言编写。
编程时采用KEILC，而仿真用PROTUES，仿真时仿真图如图所示
七汇编源程序
#include<
reg51.h>
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineDelayNOP（）{_nop_（）;
_nop_（）;
}
sbitK1=P1^0;
sbitK2=P1^1;
sbitK3=P1^2;
sbitK4=P1^3;
sbitSPK=P3^0;
sbitRS=P2^0;
sbitRW=P2^1;
sbitE=P2^2;
ucharcodeStr1[]="
CurrentTime"
;
//一下两个字符串的串长均为16
ucharcodeStr2[]="
SetNewTime..."
ucharHMS_String[]="
00:
00:
00"
//带显示的时间串
bitSettime=0;
//是否修改时间
bitChange_H_or_M=1;
//1表示修改时.0表示修改分
ucharMilliSecond,Hour=0,Minute=0,Second=0;
//延时函数
voidDelayMS（uintx）
{
uchari;
while（x--）for（i=0;
i<
120;
i++）;
//LCD忙状态检测
bitLCD_Busy_Check（）
bitresult;
RS=0;
RW=1;
E=1;
DelayNOP（）;
result=（bit）（P0&
0x80）;
E=0;
returnresult;
//写LCD命令
voidLCD_Write_Command（ucharcmd）
while（LCD_Busy_Check（））;
//判断LCD是否忙碌
RW=0;
P0=cmd;
DelayNOP（）;
//设置LCD显示位置
voidLCD_Set_Pos（ucharpos）
LCD_Write_Command（pos|0x80）;
//写LCD数据
voidLCD_Write_Data（uchardat）
RS=1;
P0=dat;
//LCD初始化
voidLCD_Initialize（）
LCD_Write_Command（0x38）;
DelayMS
（1）;
LCD_Write_Command（0x0c）;
LCD_Write_Command（0x06）;
LCD_Write_Command（0x01）;
//显示函数，在LCD指定的行上显示字符串
voidDisplay_String（uchar*str,ucharLineNo）
uchark;
LCD_Set_Pos（LineNo）;
for（k=0;
k<
16;
k++）LCD_Write_Data（str[k]）;
//蜂鸣函数
voidBeep（）
uchari,j=70;
for（i=0;
200;
i++）
while（--j）;
SPK=~SPK;
DelayMS（300）;
SPK=0;
//时分秒显示
voidDisplay_HMS（ucharh,m,s）
if（Settime）HMS_String[3]='
>
'
//显示修改标志
elseHMS_String[3]='
'
//不显示修改标志
HMS_String[4]=h/10+'
0'
//时
HMS_String[5]=h%10+'
HMS_String[7]=m/10+'
//分
HMS_String[8]=m%10+'
HMS_String[10]=s/10+'
//秒
HMS_String[11]=s%10+'
Display_String（HMS_String,0x40）;
//设置时间
voidChange_Time（）
Settime=0;
if（K1==0||K2==0||K3==0）//按下k1k2k3中的任何一个键即进入修改状态
TR0=0;
Display_String（Str2,0x00）;
//第一行提示修改时间
Settime=1;
while（Settime）
{
if（K1==0）//确定调整小时还是分钟
Beep（）;
while（K1==0）
Change_H_or_M=!
Change_H_or_M;
elseif（K2==0）//增加
while（K2==0）;
if（Change_H_or_M==1）
{if（++Hour==24）Hour=0;
else
{if（++Minute==60）Minute=0;
elseif（K3==0）//减少
while（K3==0）;
if（Change_H_or_M==1）
{if（--Hour==0xff）Hour=23;
else
{if（--Minute==0xff）Minute=59;
elseif（K4==0）//确定
while（K4==0）;
Display_String（Str1,0x00）;
//第一行还原显示str1
Settime=0;
TR0=1;
Display_HMS（Hour,Minute,Second）;
}//外层While在这里结束
//定时器0中断
voidTime0（）interrupt1
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
//重新装入50MS定时
if（++MilliSecond==20）//50*20=1s
MilliSecond=0;
if（++Second==60）
Second=0;
if（++Minute==60）
Minute=0;
if（++Hour==24）
Hour=0;
//主函数
voidmain（）
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
IE=0x82;
SPK=0;
LCD_Initialize（）;
//第一行显示
P1=0xFF;
while
（1）
//第二行显示时分秒
DelayMS（500）;
Change_Time（）;
//显示过程中允许修改时间
八调试运行
1接硬件图接线
2从开始运行，检查电子时钟初始值，查看初始值是否为“00:
00”，如有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。
3调试初始值过后，检查四个功能键功能是否完好，如有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。
4整体运行，观察初始值和功能键是否都符合要求，如果不符合，则再调试，直至满足要求.
九Proteus仿真截图
用Protues软件画出电路，用keil软件代码进行编译成功后，未添加源程序时的仿真电路图
输入汇编源程序后程序后，电路的仿真图
十设计心得体会
通过这次的单片机课程设计，我更进一步了解到单片机的优点和强大功能,在查找资料的过程中,认识到单片机应用的广泛性。
在设计中，我通过查阅各种单片机资料，并以单片机课程设计指导书作为参考，在何春霞老师的细心指导下，我终于历经两周的时间完成了这次单片机的设计，这次单片机的设计不仅使我对单片机课程有了进一步的了解，同时更加深了我对单片机的应用。
学完单片机课程后我只是对单片机有了一些理论的了解，但这次单片机课程设计却加深了我对单片机理论与实践的结合。
但由于我的知识水平有限，设计的单片机电子时钟还是存在一些的缺点和不足，如在电子时钟的基础上实现闹钟音乐等方面的设计，希望能在以后的学习过程钟，能够尽快的解决这些问题。
最后，我觉得单片机的课程设计是很有意义的，在这个过程中可以学会如何把自己平时所学的东西应用到实际中。
虽然我对这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得有点难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这两个多星期的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。
我认为这个收获应该说是相当大的。
我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，这个过程对缺乏实际经验的我们是非常重要的。
通过这次单片机课程设计使我认识到自身知识及能力的薄弱，更让我知道实践的重要性。
在以后的学习过程中，我会更加努力学习相关知识和应用，真正能够运用单片机组成的微控制系统解决各种实际的问题。
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