51单片机课设电子钟.docx
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51单片机课设电子钟
福州大学
《MCS-51单片机》
课程设计
题目：
数字时钟
姓名：
学号：
学院：
电气工程与自动化学院
专业：
电机电器
年级：
2009
起讫日期：
2012.04.10~2012.5.8
指导教师：
蔡逢煌
目录
1、课程设计目的2
2、课程设计题目和实现目标2
3、设计方案3
4、Proteus仿真原理图5
5、程序流程图5
6、程序代码5
7、调试总结35
8、设计心得体会35
9、参考文献35
1、课程设计目的
《MCS-51单片机》课程设计是与《MCS－51单片机》课程相配套的实践教学环节。
《MCS－51单片机》是一门实践性很强的专业基础课，通过课程设计，达到进一步理解单片机的硬件、软件和综合应用方面的知识，培养实践能力和综合应用能力，开拓学习积极性、主动性，学会灵活运用已经学过的知识，并能不断接受新的知识。
培养大胆发明创造的设计理念，为今后就业打下良好的基础。
通过课程设计，掌握以下知识和技能：
1．单片机应用系统的总体方案的设计；
2．单片机应用系统的硬件设计；
3．单片机应用系统的软件程序设计；
4．单片机开发系统的应用和调试能力
2、课程设计题目和实现目标
2.1课程设计题目
.智能电子钟设计
要求:
1.能正确显示日期、时间,并且可修该；
2.具有闹铃的功能；
3、秒表功能；
4、数码显示当前温度；
2.2实现目标
使用时钟芯片ds1302实现对时间、日期的计时功能。
使用lcd1602液晶显示屏来显示时钟芯片内部的计时情况。
同时闹钟、温度显示、秒表功能也使用液晶屏显示。
最终实现的效果是显示屏第一行显示年月日和星期，第二行显示小时、分钟、秒，以及温度值。
在经行闹钟设置时，闹钟显示在显示屏第二行，同样秒表功能也显示在第二行。
正常时间、闹钟和秒表三个功能通过按键切换，分别显示于显示屏第二行。
闹钟通过闹钟程序实现，当所设闹钟与计时时间相同时，蜂鸣器发出滴滴声。
秒表的设计是通过使用芯片内部定时器0作为计时时基，结合中断程序和按键实现秒表启动、停止和清零的效果。
温度测量使用芯片ds18b20，读出的温度在lcd上显示，且具有实时显示测量的功能。
能实现显示两位的正温度，并可以在程序内部设置一个温度最大值，当所测温度超过最大值时，LED小灯闪亮以作为报警提示。
3、设计方案
设计的总体思路是时钟芯片1302的数据采集出来以后送入单片机，经过转码以后再送入lcd液晶屏显示。
同理18b20所测量的温度通过但数据线送入单片机，经过转码以后送入显示屏，与时间日期同时显示在显示屏上。
具体的设计方案如下：
1602由两行每行十六个显示点阵组成，有八根数据传输线，三根控制线分别为选通位RS，使能位E，读状态位WR。
另外还需外接电源线和地线。
在操作过程中首先要注意的一点是由于只有一根指令传输的接线，因此指令数据是一位一位经行传输的。
在对显示屏经行操作时，首先要对显示屏经行初始化，设置基本参数。
之后再程序中经行操作就可以只写控制字和数据。
每显示一个数据都需要先给出数据要显示的地址，之后再传输数据。
对显示屏经行写指令操作时要保持RS低电平RW低电平、E高脉冲。
而在写入数据时要保持RS高电平、RW低电平、E高脉冲。
将时钟芯片里的每一位数据送入单片机内部寄存器ACC中的地位，然后每取一位数据ACC左移一位，这样去除一个八位数据为一次读取时间。
同样向时钟芯片送数据时也是通过将要写入的内容先存入ACC然后每次写入地位数据，写完一位就右移一位。
初始化完成后，每次与时钟芯片通信都先写入要通信的地址，再读写数据。
从时钟芯片中读出或者写入的数据是BCD码，因此需要有一个转码过程。
这里我在写入数据时设计了一个十六进制数转为BCD码的程序“bcd（）”，转码完成后可以使用一个传输写入的程序writeto1302来写入数据，而读出时，在读出程序readfrom1302中直接加入了BCD转十六进制的语句。
转码结束后数据存入数组time[]以便经行进一步的处理。
因为lcd显示的是ASC码，且每一位显示一个数字，因此这里要对十六进制数分离并变成ASC码的相应值。
与上述过程相对的是，在每次修改时间的时候，因为此时始终芯片还在工作，因此这个时候需要先停止读入时钟值，我在程序中通过设置一个标志位flag来实现控制，判断标志位的值来控制时间数据的读入。
同时在更改数据结束后需要先将更改的结果送入到时钟芯片中，此过程相当于对时钟芯片再次赋值，然后时钟芯片就会在所赋值的基础上继续工作，这样就达到了我们想要的修改时间的效果。
对于温度的处理类似于时间的处理。
温度芯片18b20也只有一条数据线，因此使用时间传输时同样的方式，每次读写八位数据组成一字节的数据。
通过阅读温度测量芯片的数据手册，可以发现温度转化完成后从芯片中读出两个字节的数据，两字节数据组成了十六位的温度数字值。
该值中高五位表示温度的正负，第四位表示温度的小数值。
因为在我设计的程序中我只要求显示两位的正温度值，因此这里我将高四位和第四位舍去然后重新组合为一个八位数据，用上边叙述过的同样的方法处理此八位数据然后送入lcd经行显示。
闹钟功能，在这里我定义了三个变量，通过对此三个变量的设置，然后将变量与存储着从时钟芯片中读出的时分秒数据经行对比，当两者相同时，将接有蜂鸣器的引脚置高，再通过一个循环程序时的蜂鸣器发出滴滴的声音。
秒表功能我是用到了单片机内部计时器T0和中断功能。
用以前曾经写过的方法，让程序每50MS中断一次并在中断程序中经行循环，当到达一秒时秒位加一。
并结合键盘设置有秒表开秒表关和秒表清零功能。
键盘作为整个程序的主要操作点，设有留个独立键盘。
K1为位选功能，选中要修改的位；K2是增值功能，是算选中的值加一；K3是减值功能；K4是正常时钟、闹钟、秒表切换的功能位；K5在普通模式下表示闹钟开关，在秒表模式下作为秒表的开关；K6为秒表模式下的清零位，只有在秒表停止时才能动作。
4、Proteus仿真原理图
5、程序流程
首先程序开始运行后，可以按下K1键选择要操作的位。
每次按下会换一个操作位，位顺序为：
秒、分、时、日、月、年、星期。
选中星期后，再次按下K1键后程序回到正常运行模式。
在选中每一位的时候可以通过K2、K3键来增减数值，内部已经设置好，因此分秒只能在0到59增减变化，时的范围是0到23，而日期则与月份值有关，有大小月份之分。
按下K4键后第二行显示全零，此时为闹钟设置模式，依然用K1选中位，K2K3增减数值，K5控制闹钟开启和关闭。
再次按下K4键进入秒表模式，此时按下K5秒表开始运转，再次按下K5秒表停止。
在秒表停止的情况下按下K6，秒表清零。
程序内设置温度报警值为35度，当温度高过该值后小灯会闪烁报警。
闹钟时间到以后蜂鸣器发出滴滴的声音。
6、程序代码
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitSCLK=P3^6;//时钟芯片端口设置
sbitIO=P3^4;
sbitCE=P3^5;
sbitACC0=ACC^0;//定义ACC寄存器中的第1位
sbitACC7=ACC^7;//定义ACC寄存器中的第八位
sbitLCDE=P2^6;//液晶显示控制端口设置
sbitLCDRS=P2^5;
sbitLCDWR=P2^4;
sbitDQ=P3^7;
sbitBF=P0^7;
sbitK1=P2^0;//独立按键端口设置,mode
sbitK2=P2^1;//add
sbitK3=P2^2;//subtraction
sbitK4=P2^3;
sbitK5=P3^0;
sbitK6=P3^1;
sbitLED=P2^7;
sbitring=P3^2;//alarmpin
uchartable[]="2012-05-01MON";
uchartable1[]="00:
00:
00";
ucharcodetable2[]={32,29,32,31,32,31,32,32,31,32,31,32};
chartable3[]={"MONTUEWENTHUFRISATSUN"};
chartime[]={0x00,0x00,0x00,0x01,0x05,0x06,0x0c};
ucharLED_DIS[]={0,0,0,0,0,0,0,0};
ucharLED_DIS1[]={0,0,0,0,0,0,0,0};
ucharK1_num,flag,temph,templ,timee,K4_num,K5_num;
uchartemp,T,c_miao,c_fen,c_shi,count;
charshi,fen,miao;
voiddelay（uint）;
voidds1302display（）;
//*****************NOTUSEDIRECTLY
voidwritebyte（ucharucDa）
{
uchari=0;
ACC=ucDa;
for（i=8;i>0;i--）
{
IO=ACC0;
SCLK=1;
_nop_（）;
SCLK=0;
_nop_（）;
ACC=ACC>>1;
}
}
ucharreadbyte（void）
{
uchari=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
ACC=ACC>>1;
ACC7=IO;
SCLK=1;
_nop_（）;
SCLK=0;
_nop_（）;
}
return（ACC）;
}
//************
voidwriteto1302（ucharaddr,uchardat）
{
CE=0;
SCLK=0;
CE=1;
writebyte（addr）;
_nop_（）;
_nop_（）;
writebyte（dat）;//tipsthecodetypeofdatisbcd
SCLK=1;
CE=0;
}
ucharreadfrom1302（ucharaddr）
{
uchardat1,temp;
CE=0;
SCLK=0;
CE=1;
writebyte（addr）;
_nop_（）;
_nop_（）;
dat1=readbyte（）;
CE=0;
temp=_cror_（dat1&0xf0,4）;
dat1=temp*10+（dat1&0x0f）*10/10;
return（dat1）;//将读出的BCD码转为十六进制码
}
//*********lcdread&write
bitBusyTest（）
{
bitresult;
LCDRS=0;//根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态
LCDWR=1;
LCDE=1;//E=1，才允许读写
_nop_（）;//空操作
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;//空操作四个机器周期，给硬件反应时间
result=BF;//将忙碌标志电平赋给result
LCDE=0;//将E恢复低电平
returnresult;
}
voidwrite_com（ucharcom）
{
while（BusyTest（）==1）;
LCDRS=0;
LCDWR=0;
LCDE=0;
P0=com;
delay（5）;
LCDE=1;
delay（5）;
LCDE=0;
}
voidwrite_data（uchardat）
{
while（BusyTest（）==1）;
LCDRS=1;
LCDWR=0;
LCDE=0;
P0=dat;
delay（5）;
LCDE=1;
delay（5）;
LCDE=0;
}
//*********************
//**********************
voidbcd（）//bcd转码
{
uinti,tmp;
for（i=0;i<7;i++）
{tmp=time[i]/10;
time[i]=time[i]%10;
time[i]=time[i]+tmp*16;
}
}
voidwritetime（）
{
writeto1302（0x8e,0x00）;//清清除写保护
writeto1302（0x80,time[0]）;//秒
writeto1302（0x82,time[1]）;//分
writeto1302（0x84,time[2]）;//时
writeto1302（0x86,time[3]）;//日
writeto1302（0x88,time[4]）;//月
writeto1302（0x8a,time[5]）;//星期
writeto1302（0x8c,time[6]）;//年
writeto1302（0x8e,0x80）;//写保护不允许写入
}
voidreadtime（）
{
time[6]=readfrom1302（0x8d）;
time[5]=readfrom1302（0x8b）;
time[4]=readfrom1302（0x89）;
time[3]=readfrom1302（0x87）;
time[2]=readfrom1302（0x85）;
time[1]=readfrom1302（0x83）;
time[0]=readfrom1302（0x81）;
}
voidinto（）
{
LED_DIS[0]=time[2]/10+0x30;
LED_DIS[1]=time[2]%10+0x30;
LED_DIS[2]=':
';
LED_DIS[3]=time[1]/10+0x30;
LED_DIS[4]=time[1]%10+0x30;
LED_DIS[5]=':
';
LED_DIS[6]=time[0]/10+0x30;
LED_DIS[7]=time[0]%10+0x30;
LED_DIS1[0]=time[6]/10+0x30;
LED_DIS1[1]=time[6]%10+0x30;
LED_DIS1[2]='-';
LED_DIS1[3]=time[4]/10+0x30;
LED_DIS1[4]=time[4]%10+0x30;
LED_DIS1[5]='-';
LED_DIS1[6]=time[3]/10+0x30;
LED_DIS1[7]=time[3]%10+0x30;
}
//****************************
//****************************keyscan
voidwrite_lcdline_1（ucharaddr,uchardat）//sfm
{
ucharshiwei,gewei;
shiwei=dat/10;
gewei=dat%10;
write_com（0x80+addr）;
write_data（0x30+shiwei）;
write_data（0x30+gewei）;
}
voidwrite_lcdline_2（ucharaddr,uchardat）//sfm
{
ucharshiwei,gewei;
shiwei=dat/10;
gewei=dat%10;
write_com（0x80+0x40+addr）;
write_data（0x30+shiwei）;
write_data（0x30+gewei）;
}
voidkeyscan（）
{
if（K6==0）
{
delay（5）;
if（K6==0）
{
while（!
K6）;
if（（K4_num==2）&（K5_num==0））
{
write_lcdline_2（7,0）;
write_lcdline_2（4,0）;
write_lcdline_2（1,0）;
c_miao=0;
c_fen=0;
c_shi=0;
}
}
}
if（K5==0）
{
delay（5）;
if（K5==0）
{
K5_num++;
while（!
K5）;
if（K5_num==2）
K5_num=0;
}
}
if（K4==0）
{
uinttmp;
uchars,f,m;
delay（5）;
if（K4==0）
{
K4_num++;
while（!
K4）;
flag=1;
s=time[2];
f=time[1];
m=time[0];
if（K4_num==1）
{
uchari;
write_com（0x80+0x40）;
for（i=0;i<9;i++）
{
write_data（table1[i]）;
}
}
if（K4_num==2）
{
uchari;
write_com（0x80+0x40）;
for（i=0;i<9;i++）
{
write_data（table1[i]）;
}
}
if（K4_num==3）
{
K4_num=0;
tmp=m/10;
m=m%10;
m=m+tmp*16;
tmp=f/10;
f=f%10;
f=f+tmp*16;
tmp=s/10;
s=s%10;
s=s+tmp*16;
writeto1302（0x8e,0x00）;//清清除写保护
writeto1302（0x80,m）;//秒
writeto1302（0x82,f）;//分
writeto1302（0x84,s）;//时
flag=0;
}
}
}
if（K1==0）
{
delay（5）;
if（K1==0）
{
K1_num++;
flag=1;
while（!
K1）;
if（K1_num==1）
{
write_com（0x80+0x40+7）;
write_com（0x0f）;//开显示，显示光标，光标闪烁
}
if（K1_num==2）
{
write_com（0x80+0x40+4）;
}
if（K1_num==3）
{
write_com（0x80+0x40+1）;
}
if（K1_num==4）
{
write_com（0x80+9）;
}
if（K1_num==5）
{
write_com（0x80+6）;
}
if（K1_num==6）
{
write_com（0x80+3）;
}
if（K1_num==7）
{
write_com（0x80+12）;
}
if（K1_num==8）
{
K1_num=0;
bcd（）;
writetime（）;
write_com（0x0c）;//关光标，关光标闪烁
flag=0;
}
}
}
if（K1_num!
=0）
{
if（K2==0）
{
delay（5）;
if（K2==0）
{
while（!
K2）;
if（K1_num==1）
{
if（K4_num==0）
{
time[0]++;
if（time[0]==60）
time[0]=0;
write_lcdline_2（7,time[0]）;
write_com（0x80+0x40+7）;
}
if（K4_num==1）
{
miao++;
if（miao==60）
miao=0;
write_lcdline_2（7,miao）;
write_com（0x80+0x40+7）;
}
}
if（K1_num==2）
{
if（K4_num==0）
{
time[1]++;
if（time[1]==60）
time[1]=0;
write_lcdline_2（4,time[1]）;
write_com（0x80+0x40+4）;
}
if（K4_num==1）
{
fen++;
if（fen==60）
fen=0;
write_lcdline_2（4,fen）;
write_com（0x80+0x40+4）;
}
}
if（K1_num==3）
{
if（K4_num==0）
{
time[2]++;
if（time[2]==24）
time[2]=0;
write_lcdline_2（1,time[2]）;
write_com（0x80+0x40+1）;
}
if（K4_num==1）
{
shi++;
if（shi==24）
shi=0;
write_lcdline_2（1,shi）;
write_com（0x80+0x40+1）;
}
}
if（K1_num==4）
{
time[3]++;
if（time[3]==table2[time[4]-1]）
time[3]=1;
write_lcdline_1（9,time[3]）;
write_com（0x80+9）;
}
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