proteus仿真大作业数字时钟实验报告Word文件下载.docx
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从应用领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器（MicrocontrollerUnit）或嵌入式控制器。
单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型
AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，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，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
综上所诉，数字时钟设计方案采用单片机机型：
AT89C51；
计时方案设计采用单片机内部计数/定时功能，利用软件控制单片机实现数字时钟时间设置功能；
显示方案中利用单片机并行I/O端口，实现LED动态显示；
第二章数字时钟电路设计
2.1设计要求
设计并制作出具有以下功能的数字钟：
（1）自动计时，由六位LED显示器显示时、分、秒
（2）具备校准功能，可以设置当前时间。
（3）具备定时启闹功能，可以设置启闹时间，启闹10s后自动关闭闹铃
2.2数字电路模块图：
2.2模块简介：
（1）主程序函数main：
完成系统初始化，包括时钟、闹铃初始参数及初始标志的设定；
I/O端口、定时/计数器初始状态的设定：
更新显示时间，循环扫描按键，根据案件分别进行闹铃和时钟的设置管理。
（2）LED显示函数dispiay：
根据显示单元首地址显示时钟（或闹铃）时间，实现6位LED的动态显示功能。
（3）键盘检测函数keytest和查键值函数search：
这两个函数都属于键盘扫描模块，函数keytest判断是否有按键输入，函数search识别并返回行列式按键的键号。
（4）时钟设置函数ftion0：
根据用户按下0#键的次数，依次选择设置时钟的秒、分、时的修改标志位。
加1修改功能函数将根据该标志位进行时钟时间的设置修改。
（5）闹铃设置函数ftion1：
根据用户按下:
1#键的次数，依次选择设置闹铃的分、时的修改标志位。
加1修改功能函数将根据该标志位进行时钟闹铃的设
（6）加1修改功能函数cum：
用户按下2#键后，根据时钟和闹铃设置函数设置的标志位将时钟（或闹铃）相应的时、分、秒计数单元加1。
（7）闹铃判断启动函数alarm：
半段闹铃启动时间到否，若时间到，则启动闹铃，延时10s后自动关闹铃，并清除闹铃设置标志。
（8）定时器中断函数clock：
定时修改时钟参数中断服务子程序。
综上各模块功能，数字时钟设计方案采用单片机机型：
2.3系统功能操作实现
（1）键盘功能定义。
系统采用4*3矩阵键盘。
共计12个按键任务中使用了三个按键，0#、1#和2#键，其余按键为系统功能扩展预留。
0#键：
时钟参数表修改功能选择键。
按一次修改秒，按二次修改分，按三次修改小时，按四次确认修改完毕。
1#键：
闹铃时间设置功能选择键。
按一次修改分，按两次修改小时，按三次确认修改完成。
2#键:
增1功能键,每按一次该键,根据0#、1#键的选择结果将相应单元内容加1。
修改“小时”时，加到23后再加1“清零”；
修改“分”时，加到59后再加1“清零”。
（2）显示定义。
6位LED从左到右依次显示时、分、秒，采用24小时计时。
（3）系统工作流程设计
时间显示：
上电后，系统自动进入时钟显示，从00:
00:
00开始计时。
时间调整：
按下0#键，系统停止计时，进入时间设定状态，保持原有显示。
按一次修改秒表，按二次修改分，按三次修改小时，直至按四次确认修改完成，系统由设定后的时间开始计时显示。
闹铃设置/启闹/停闹：
按下1#键，数码管显示00:
00，进入闹铃设置状态。
等待键入启闹时间，按一次设置分，按两次设置小时，按三次确认设置完毕。
将启动定时启闹功能，并恢复时间显示。
当定时时间到，蜂鸣器鸣叫10s后停闹。
在闹铃设置过程中，系统继续计时。
在时间调整和闹铃设置状态下，均可以按2#键，采用增1方式修改相应的参数。
2.4方案设计元件清单
元件名称
数量
参数
名称
所属库
单片机
1
AT89C51
MCS8051
按钮
12
BUTTON
ACTIVE
晶振
12MHZ
CRYSTLE
DEVICE
电
阻
8
RES
3
电阻排
10K
RESPACK-8
电解电容
10uF/16V
GENELECT10U16V
CAPACITORS
瓷片电容
2
30pF
CERAMIC33P
或非门
-
71LS02
蜂鸣器
BUZZER
第三章Protues仿真电路
3.1绘制数字时钟电路Protues仿真原理图：
3.1.1启动ISIS7Professional软件
元件的加载：
找到原件后双击原件即可完成加载原件。
仿真电路绘制
放置元件→调整原布局→连线→绘制总线→放置网络标号
网络标号放置如下图所示。
3.1.3数字时钟原理图
连线后最终数字时钟电路原理图如下
电路检测
电路连接完毕后，单击运行按钮（如下图）检测电路是否有误，
如果电路如果无误进行软件检测。
3.2软件设计：
3.2.1运行keil软件编写程序
3.2.2编译、连接
将程序烧入单片机
3.2.4、程序运行
附录
程序：
/***************数字钟程序***************/
#pragmaSMALL
#include<
reg51.h>
absacc.h>
#defineucharunsignedchar
sbitP2_7=P2^7;
//定义蜂鸣器控制端口
/**************函数声明*************/
voiddelay（ucharx）;
voiddisplay（uchar*p）;
ucharkeyscan（）;
//扫描键盘有无键按下
ucharsearch（）;
//按键识别
voidalarm（）;
//闹钟判断启动
voidftion0（）;
//时钟修改
voidftion1（）;
//闹钟修改
voidcum（）;
//加1修改
/***************全局变量定义****************/
ucharclockbuf[3]={0,0,0};
//存放时钟时分秒的十进制数
ucharbellbuf[3]={0,0,0};
//存放闹钟时分秒的十进制数
ucharmsec1;
//10ms中断次数
ucharmsec2;
//1s循环次数
uchartimdata,rtimdata;
//时钟和闹钟修改位置标志
ucharcount;
//闹钟启动后10s计时单元
uchar*dis_p;
//显示缓冲区指针
bitarmbit;
//闹钟标志，为0闹钟未设定，为1已设定
bitrtimbit;
//闹钟是否启动标志，为1已启动
bitrhourbit;
//闹钟小时修改标志，为1正在修改闹钟小时
bitrminbit;
//闹钟分修改标志，为1正在修改闹钟分
bithourbit;
//时钟小时修改标志，为1正在修改时钟小时
bitminbit;
//时钟分修改标志，为1正在修改时钟分
bitsecbit;
//时钟秒修改标志，为1正在修改时钟秒
/****************主函数****************/
voidmain（）
{
uchara;
armbit=0;
//清零闹钟标志位
msec1=0;
//设置10ms中断次数初值
msec2=0;
//设置1s中断次数初值
timdata=0;
//时钟内容修改位置记忆单元清零
rtimdata=0;
//闹钟内容修改位置记忆单元清零
count=0;
//闹钟启动后保持10s计时单元清零
TMOD=0x02;
//定时器T0为工作方式2
TL0=0x06;
//定时初始值为250us
TH0=0x06;
EA=1;
//中断总允许位开启
ET0=1;
//定时器0开中断
TR0=1;
//启动定时器T0
dis_p=clockbuf;
//将时钟值所在地址送入显示指针
while
（1）
a=keyscan（）;
//调用键盘扫描子程序
if（a==0x0f）
display（dis_p）;
//无键输入调用显示程序
if（armbit==1）alarm（）;
//判断闹钟设定否，若设定则调用闹钟启动函数
}
else
//调用显示子函数作为延时去抖动
if（a!
=0x0f）//没有抖动，表示有键按下
a=search（）;
//调用查键值子函数
switch（a）
case0x00:
ftion0（）;
break;
//是时钟参数修改功能键，调用时钟设置子函数
case0x01:
ftion1（）;
//是闹钟参数修改功能键，调用闹钟设置子函数
case0x02:
cum（）;
//是加1功能键，调用加1修改功能子函数
default:
}
voiddelay（ucharx）
charj;
while（x--）
for（j=0;
j<
123;
j++）;
//***************6位LED显示函数***************/
voiddisplay（uchar*p）
ucharbuffer[]={0,0,0,0,0,0};
uchark,i,j,temp;
ucharled[]={0x3f,0x06,0x58,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f
};
buffer[0]=p[0]/10;
buffer[1]=p[0]%10;
buffer[2]=p[1]/10;
buffer[3]=p[1]%10;
buffer[4]=p[2]/10;
buffer[5]=p[2]%10;
for（k=0;
k<
3;
k++）
{
temp=0xfe;
for（i=0;
i<
6;
i++）
P1=0xff;
//关显示
j=buffer[i];
P1=led[j];
//P1送断码
P0=~temp;
//P0对应端口低电平选位
temp<
<
=1;
delay（5）;
//每一位显示延时
/**************键盘扫描函数************/
ucharkeyscan（）
ucharc;
P0=0xf0;
c=P2;
c=c&
0x07;
//按键行输入为P2.0-P2.2，屏蔽无关位
return（c）;
/**************查键值函数*************/
ucharsearch（）
uchara,b,c,d,e;
c=0xfe;
//首列扫描字送变量c
a=0;
//首列号送a
P0=c;
//列扫描字送P0口
d=P2;
//读入P2口的行状态
if（d&
0x01==0）{b=0;
}//第0行有键按下，第0行行首号送b
elseif（d&
0x02==0）{b=4;
}//第1行有键按下，第1行行首号送b
elseif（d&
0x04==0）{b=8;
}//第2行有键按下，第2行行首号送b
a++;
//扫描列号加1
c<
//修改列扫描字，扫描下一列
e=a+b;
//将行首号与列号相加，求键号
do{display（dis_p）;
while（（d=keyscan（））!
=0x07）;
//等待释放按键
return（e）;
/***********闹钟判断启动函数*************/
voidalarm（）
if（（clockbuf[0]==bellbuf[0]）&
&
（clockbuf[1]==bellbuf[1]））
P2_7=0;
rtimbit=1;
}//设置闹钟计时标志，时钟将进行10s计时标志
if（count==10）//判断闹钟保持10s时间到否
{
count=0;
//清除闹钟保持10s计时
P2_7=1;
//清除闹钟
armbit=0;
//清闹钟标志，否则闹钟设置将继续有效
rtimbit=0;
/*************时钟设置函数*************/
voidftion0（）
TR0=0;
//关定时器
rhourbit=0;
//禁止闹钟时间参数修改，请闹钟修改标志
rminbit=0;
dis_p=clockbuf;
//将时钟缓冲区首地址送显示指针
rtimdata=0;
//清闹钟修改位置标志记录
timdata++;
//将时钟修改记录值加1
switch（timdata）{
case0x01:
secbit=1;
//记录值为1，则将时钟秒修改标志置1
case0x02:
secbit=0;
minbit=0;
//记录值为2，则将时钟分修改标志置1
case0x03:
hourbit=1;
//记录值3，则将时钟时修改标志置1
case0x04:
hourbit=0;
//按4次则清时钟单元修改位置
//记录，定时器重新开启
default:
/***************闹钟设置函数**************/
voidftion1（）
secbit=0;
//禁止时钟时间修改
minbit=0;
hourbit=0;
dis_p=bellbuf;
//设置闹钟显示标志
timdata=0;
//清时钟修改位置标志记录
rtimdata++;
//将闹钟修改记录值加1
switch（rtimdata）
rminbit=1;
break
;
//记录值为1，将闹钟分修改标志置1
rminbit=0;
rhourbit=1;
//记录值为2，将时钟分修改标志置1
case0x03:
//按3次则清闹钟单元修改位置记录
armbit=1;
//设置闹钟已设置标志位
//恢复时钟显示标志
break;
/*************加1修改功能函数**************/
voidcum（）
if（secbit==1）
{
//时钟秒修改标志为1，秒单元内容加1
if（clockbuf[2]==59）clockbuf[2]=0;
elseclockbuf[2]++;
elseif（minbit==1）
//时钟分修改标志为1，分单元内容加1
if（clockbuf[1]==59）clockbuf[1]=0;
elseclockbuf[1]++;
elseif（hourbit==1）
//时钟小时修改标志为1，小时单元内容加1
if（clockbuf[0]==23）clockbuf[0]=0;
elseclockbuf[0]++;
elseif（rtimbit==1）
//闹钟分修改标志为1，分单元内容加1
if（bellbuf[1]==59）bellbuf[1]=0;
elsebellbuf[1]++;
elseif（rhourbit==1）
//闹钟小时修改标志为1，小时单元内容加1
if（bellbuf[0]==23）bellbuf[0]=0;
elsebellbuf[0]++;
/************定时器中断函数*************/
voidclock（）interrupt1
EA=0;
//关中断
if（msec1!
=40）
msec1++;
else
//到10ms否，不到则msec1加1
if（msec2!
=100）msec2++;
//到1s否，不到则msec2加1
if（rtimbit==1）count++;
if（clockbuf[2]!
=59）clockbuf[2]++;
//到1min否，不到则clockbuf[2]加1
clockbuf[2]=0;
if（clockbuf[1]!
=59）clockbuf[1]++;
//到1h否，不到则clockbuf[1]加1
clockbuf[1]=0;
if（clockbuf[0]!
=23）
clockbuf[0]++;
//到24h否，不到则clockbuf[0]加1
elseclockbuf[0]=0;
}
}
//开中断
总结
历时一周的Protues仿真大型作业经过自己努力终于告一段落，在这次电子时钟电路大型作业仿真电路设计中自己学到了很多知识，同时对以前自己所学知识也进行了巩固，对知识的掌握更加牢固。
一周实训自己进一步认识到Protues仿真在电子电路仿真中的重要性，尤其在模拟电路、数字电路、单片机控制电路中应用方面，作为我们主要的专业课程之一，我觉得Protues仿真在单片机课程设计很有必要，而且很有意义。
在这次课程设计中，运用到了很多以前的专业知识，虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的一大收获。
另外，要做好一个课程设计，就必须做到：
在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；
要有一个清晰
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