51单片机电子时钟课程设计报告.docx
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51单片机电子时钟课程设计报告
第一部分设计任务和要求
1.1单片机课程设计内容…………………………………………………2
1.2单片机课程设计要求…………………………………………………2
1.3系统运行流程…………………………………………………………2
第二部分设计方案
2.1总体设计方案说明……………………………………………………2
2.2系统方框图……………………………………………………………3
2.3系统流程图……………………………………………………………3
第三部分主要器材及基本简介
3.1主要器材………………………………………………………………4
3.2主要器材简介…………………………………………………………4
第四部分系统硬件设计
4.1最小系统………………………………………………………………6
4.2LCD显示电路…………………………………………………………6
4.3键盘输入电路…………………………………………………………7
4.4蜂鸣器和LED灯电路…………………………………………………7
第五部分仿真电路图与仿真结果………………………………………………8
第六部分 课程设计总结…………………………………………………………8
第七部分参考文献………………………………………………………………9
附录A实物图
附录B系统源程序
第一部分设计任务和要求
1.1单片机课程设计内容
利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。
1.2单片机课程设计要求
1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示；
2．能实现调时功能；
3．能实现12/24小时制切换；
4．能实现8：
00—22：
00整点报时功能。
1.3系统运行流程
程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。
若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。
若没到则循环执行。
计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。
调时闪烁中断服务程序用于被调单元的闪烁显示。
调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。
实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。
相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。
第二部分设计方案
2.1总体设计方案说明
1．程序设计及调试
根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。
2．硬件焊接及调试
根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。
3．后期处理
对设计过程进行总结，完成设计报告。
2.2单片机系统方框图
2.2单片机系统流程图
主流程图键盘扫描流程图
时钟流程图
第三部分主要器件及简介
3.1主要器件
1.STC89C51单片机；
2．LCD1602液晶显示屏；
3.2主要器件简介
1．STC89C51单片机简介
STC89C51是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8KBytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
2．LCD1602液晶显示屏简介
LCD1602可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0—D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V,并且带有字符对比度调节和背光。
LCD1602引脚说明如下表所示：
LCD液晶显示器各引脚功能及结构
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
双向数据口
2
VDD
电源正极
10
D3
双向数据口
3
VL
对比度调节
11
D4
双向数据口
4
RS
数据/命令选择
12
D5
双向数据口
5
R/W
读写/选择
13
D6
双向数据口
6
E
模块使能端
14
D7
双向数据口
7
D0
双向数据口
15
BLK
背光源地
8
D1
双向数据口
16
BLA
背光源正极
VDD：
电源正极，4.5V—5.5V,通常使用5V电压；
VL：
LCD对比度调节端，电压调节范围为0—5V。
接正极时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地；
RS：
MCU写入数据或者指令选择端。
MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平；
R/W：
读写控制端。
R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据；
EN：
LCD模块使能信号控制端。
写数据时，需要下降沿触发模块。
D0—D7：
8为数据总线，三态双向。
如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4—D7接口传送数据。
A：
LED背光正极。
需要背光时，A串接一个限流电阻接VDD，K接地。
K：
LED背光地端。
第四部分系统硬件设计
4.1最小系统
复位时单片机的初始化操作，只要给RST引脚加上两个机器周期以上的高电平信号，就可以使STC89C51单片机复位。
本次采用的是12M晶振，按钮复位电路。
4.2LCD显示电路
LCD显示屏的D0到D7与单片机P0口相连，LCD显示屏EN口与单片机P3.4口相连，RS与P3.5相连。
通过滑动变阻器改变LCD显示屏的显示对比度。
4.3键盘输入电路
本次设计采用独立键盘，键盘按下时，相应的I/O口电平由高变低，一次检测按键是否被按下。
4个独立按键与单片机P3.0—P3.3口相连。
4.3蜂鸣器和LED灯电路
蜂鸣器的作用为准点报时产生报警声，LED在秒钟为偶数时或者功能键被按下时亮。
蜂鸣器与单片机P2.2口相连，LED灯与单片机P2.3口相连。
第五部分仿真电路图与仿真结果
用Keil和Protues进行仿真调试，仿真结果完全达到预期目的。
第六部分课程设计总结
本次单片机课程设计，在我和我的搭档陈雅琴默契配合，以及邹老师的指导和同学的帮助下顺利完成了。
在设计过程中，从仿真电路的设计，源程序的书写和修改以及实物电路的焊接中都遇到了不少问题，但在我们的共同努力下解决了，并且从中学到了不少知识。
我们在设计过程中还不断提出自己的疑点以及新的想法，联系实际应用，将课本上学习的东西运用到实际中，这些都令我们受益匪浅。
课程设计需要很大的耐心，尤其是遇到困难的时候，这也是对我们的考验。
在设计过程中，我们遇到问题不是感到急躁，而是耐心地寻找解决的办法，与老师、同学进行交流讨论，寻求最佳的解决办法。
总之，在此次的课程设计中，我们不仅动手、动脑，也学会了不少东西，同时，谢谢对我们的设计带来建议、意见和帮助的老师和同学们！
谢谢！
第七部分参考文献
《单片机原理及应用（第二版）》高等教育出版社
《新概念51单片机C语言教程》电子工业出版社
附录A实物图
附录B系统源程序
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitlcdrs=P3^5;//定义1602液晶RS端
sbitlcden=P3^4;//定义1602液晶LCDEN端
sbits1=P3^0;//定义按键--功能键
sbits2=P3^1;//定义按键--增加键
sbits3=P3^2;//定义按键--减小键
sbits4=P3^3;//定义按键--闹钟键
sbitbeep=P2^2;//定义蜂鸣器端
sbitled=P2^3;//定义LED灯端
ucharcount,s1num,s4num;
charyear,month,day,week,miao,shi,fen,pshi;
ucharcodetable[]="20--";//定义初始上电时液晶默认显示状态
voiddelay（uintz）//延时函数
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidzhuanhuan（）
{
if（shi==0）
pshi=12;
if（shi<=12&&shi>=1）
pshi=shi;
if（shi>12）
pshi=shi-12;
}
voiddi（）//蜂鸣器发声函数
{
beep=0;
delay（300）;
beep=1;
delay（300）;
}
voidwrite_com（ucharcom）//液晶写命令函数
{
lcdrs=0;
lcden=0;
P0=com;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidwrite_date（uchardate）//液晶写数据函数
{
lcdrs=1;
lcden=0;
P0=date;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
void_shi（）//写"AM"、"PM"函数
{
if（shi>=12）
{
write_com（0x80+0x40+1）;//写出"PM"
write_date（'P'）;
write_date（'M'）;
}
else
{
write_com（0x80+0x40+1）;//写出"AM"
write_date（'A'）;
write_date（'M'）;
}
}
voidwrite_ymd（ucharadd1,uchardate1）//写年月日函数
{
ucharshi,ge;
shi=date1/10;//分解一个2位数的十位和个位
ge=date1%10;
write_com（0x80+add1）;//设置显示位置
write_date（0x30+shi）;//送去液晶显示十位
write_date（0x30+ge）;//送去液晶显示个位
}
voidwrite_sfm（ucharadd,uchardate）//写时分秒函数
{
ucharshi,ge;
shi=date/10;//分解一个2位数的十位和个位
ge=date%10;
write_com（0x80+0x40+add）;//设置显示位置
write_date（0x30+shi）;//送去液晶显示十位
write_date（0x30+ge）;//送去液晶显示个位
}
voidwrite_week（charweek）//写液晶星期显示函数
{
write_com（0x80+12）;
switch（week）
{
case1:
write_date（'M'）;delay（5）;
write_date（'O'）;delay（5）;
write_date（'N'）;
break;
case2
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