基于单片机数字式时钟的设计单片机设计报告论文毕设论文.docx
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基于单片机数字式时钟的设计单片机设计报告论文毕设论文
1系统的总体设计
1.1仿真电路设计
以AT89C52单片机为核心，DS1302实时时钟芯片，设计数字式电子钟。
人机接口包括按键、显示器、闹钟指示灯和蜂鸣器等，显示器显示时间，按键可以调节时间，并可控制电子钟的启停、闹钟设置。
蜂鸣器作半点和整点报时闹铃，半点和整点报时闹铃,时间延时10秒，自定义闹铃,时间延时30秒。
显示器用LCD。
图1.1-1仿真电路
1.1.1仿真电路中各模块的分析
1.1.1.1DS1302实时时钟芯片
DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。
DS1302的在实时显示时间中的应用。
它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。
图1.1.1.1-1DS1302仿真电路
1.1.1.2LCD1602工业字符型液晶
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。
（16列2行。
它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。
图1.1.1.2-1Lcd1602仿真电路
1.1.1.3AT89C52CMOS8位单片机
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
图1.1.1.3-1AT89C52引脚图
1.1.1.474HC573八进制3态非反转透明锁存器
74HC573包含八进制3态非反转透明锁存器。
图1.1.1.4-174HC573引脚图
1.1.1.574HC00四与非门
74HC00是一款高速CMOS器件，74HC00引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。
74HC00遵循JEDEC标准no.7A。
74HC00实现了2输入与非门功能。
图1.1.1.5-174HC00引脚图
图1.1.1.5-274HC00实验电路图
1.1.1.6蜂鸣器
输出脉冲到蜂鸣器，蜂鸣器就会响。
实验中P3.0口接蜂鸣器，给予特定脉冲可演奏《两只老虎》的音乐。
图1.1.1.6-2蜂鸣器
1.1.1.7Led灯
输出1到Led灯，Led灯就会亮。
实验中P3.1口接Led灯，交替输出1/0到Led灯，实现Led灯的闪烁。
图1.1.1.7-2Led灯
1.1.1.8按键
共有8个按键，功能如下：
>>:
选定下一个数值
+:
光标所在值增加
-:
光标所在值减少
延时:
5分钟后蜂鸣器响
定时:
按下后开始设定定时时间
设置:
按下后开始设定时间
暂停:
时钟停止
确定:
定时/设置的确定
图1.1.1.8-1键盘
1.2系统流程图分析
系统流程图分析
图1.2-1系统流程图
2系统的软件设计
2.1软件各模块分析
2.1.1时钟设置模块
时钟设置分析
2.1.2闹铃模块
时钟设置分析
2.1.3显示模块
显示分析
2.2调试结果分析
在电子时钟设计中程序比较长，遇到了各种各样的问题。
因此修改程序的时间很长，有语法错误，也有仿真时功能无法实现的问题，在此不能一一说明，只能对个别问题加以阐述。
比如开始时无法对DS1302,写入的值是错误的。
将写入的字符值改为数字后，问题解决了。
虽然现在回过头来发现这个问题很简单，但当时是百思不得其解。
我从中学到：
任何事情都会有出错的可能，有些时候人的思路中的一些错误是自己难以发现的，在工作和生活中要多对自己的想法提出质疑。
不光是这种明显的问题很多，有些细微的问题也一样出现了，但解决起来并不容易。
在最后的硬件实现阶段发现蜂鸣器不响。
虽然蜂鸣器接地，但是给蜂鸣器高电平也无法驱动蜂鸣器。
最后老师说要给蜂鸣器脉冲才能驱动蜂鸣器。
问题得以解决。
程序已基本实现要求的如下功能：
基本任务:
以AT89C52单片机为核心，设计数字式电子钟。
人机接口包括按键、显示器、闹钟指示灯和蜂鸣器等，显示器显示时间，按键可以调节时间，并可控制电子钟的启停、闹钟设置。
蜂鸣器作半点和整点报时闹铃，闹铃时间延时30秒。
显示器可以用数码管或LCD。
扩展任务
增加:
对日期的预设功能，通过按键，切换日期显示或时间显示。
其他任务:
增加闹钟种类：
每日指定时刻闹铃、延时闹铃，可以按任意键，停止闹铃。
2.3体会与心得
通过本次课程设计，我对基于单片机数字式时钟的设计有了深入的研究。
首先，我对课题进行了分析，分析了任务要求并理出了简单的设计思路。
电子钟最关键的就是对89C52芯片、DS1302。
接着，我就接着我的设计思路，开始编写程序，调试程序。
想法永远是很美好的，到自己开始写程序时，我又开始迷茫了，因为单片机课程是上学期学习的，很多知识点已经忘记了，我又进行了重新的学习。
后来我找到了一段相似的程序，然后进行了改编。
最后我的程序顺利的调试出来了。
通过这次的单片机大实验，使我加深了对单片机的认识，并且熟悉了单片机系统的设计流程，收获丰硕。
功能上基本达标：
时钟的显示，调时功能。
时钟显示功能，精确度完全可以满足日常生活显示时间的需要；调时功能，方便快捷,定时，整点报时，任意键停止闹铃，暂停时钟等。
随着现在互联网的越来越发达。
网络在本次设计中起到了很大作用，很多芯片资料，传统的纸质图书里是没有的。
如何在浩如烟海的网络中提取我们需要的知识也是我必须要提高的，网络作为一个平台，由于大家的无私奉献，才使得它丰富多彩，包罗万象。
但从这么多的资料中找到我想要的却不是那么容易，以后得着重加强这方面的能力。
从这次的设计中，我真正的体会到，什么叫书到用时方恨少，还有就是理论联系实践的重要性，如何把我们所学的理论知识运用到实际生活当中，这是最难的，也是我最缺的。
实践出真知，光有书本上的知识是远远不够的，我明白了，作为一个理工科学生，我必须多动手多实践。
2.4附录
2.4.1附录1参考文献
[1]单片机原理与应用系统设计---基于C51的Proteus仿真实验指导书
[2]教科书
[3]LCD工作原理及其应用方面的资料
[4]
[5]潘永雄.新编单片机原理与应用.第2版
[6]何宏森.多功能智能电子钟的设计.兵工自动化，2005
2.4.2附录2源代码
//main.c
/**
*基于单片机数字式时钟的设计
*尹永贤
*2014年11月17日--2014年11月28日
*yinyongxian@
*/
/**********引用库函数***********/
#include/*specialfunctionregisterdeclarations*/
#include/*prototypedeclarationsforI/Ofunctions*/
#include
#include
#include
#include
/*******************************/
/**********定义数据类型的简写形式***********/
#definebyteunsignedchar
#defineucharunsignedchar
#definewordunsignedint
#defineuintunsignedint
#defineulongunsignedlong
#defineBYTEunsignedchar
#defineWORDunsignedint
#defineTRUE1
#defineFALSE0
/*****************************************/
voidtime（unsignedintucMs）;//延时单位：
ms
/**********ds1302.c文件中函数与变量的声明***********/
externvoidds1302_initial（）;
externvoidDs1302ReadAll（）;
externvoidDs1302DataConver（）;
externvoidDs1302WriteAll（）;
externcharDs1302Reg[];//ds1302内部日期寄存器（00-06）
externcharDate[];//时钟数据转换为字符存储
externcharDateTime[];
/**************************************************/
ucharxdataLcd1602CmdPort_at_0x8000;//E=1RS=0RW=0
ucharxdataLcd1602StatusPort_at_0x8001;//E=1->0RS=0RW=1
ucharxdataLcd1602WdataPort_at_0x8002;//E=1RS=1RW=0
ucharxdataLcd1602RdataPort_at_0x8003;//E=1->0RS=1RW=1
/**********设定闹钟保存所设定的时间***********/
charyear[2]={0},month[2]={0},day[2]={0},hour[2]={0},minute[2]={0},second[2]={0},week=1;
/**********设定时间保存所设定的时间***********/
charyearT[2]={0},monthT[2]={0},dayT[2]={0},hourT[2]={0},minuteT[2]={0},secondT[2]={0},weekT=1;
/****************************根据SetTime的值设定相应参数***********************************/
/**********0:
设置年1:
设置月2:
设置日3:
设置时4:
设置分5:
设置秒6:
设置星期***********/
charSetTime=0;
chardelayUp=-1;//为5时变为延时到
charstartDelay=0;//延时开始
#defineBUSY0x80//忙判别位
codeucharexampl[]="-DS1302/LCD1602-calendarclock";//首先显示
sbitBuzzer=P3^0;//蜂鸣器的接口
sbitLed=P3^1;//Led灯的接口
//Lcd1602驱动函数
voidLcdWriteData（chardataW）;
voidLcdWriteCommand（ucharCMD,ucharAttribC）;
voidLcdReset（void）;
voidDisplay（uchardd）;
voidDispOneChar（ucharx,uchary,ucharWdata）;
voidPutstr（ucharx,uchary,ucharcode*ptr）;
voidLocateXY（charposx,charposy）;//显示光标定位
voiddisplayTTV（void）;//显示时间
voidClock（void）;//闹钟
voidyanzou（uchari,uintpai）;//演奏定时音乐
voidpause（void）;//暂停
voidsetled（void）;//设置Led
charanyKeyDown（void）;//任意键按下返回真
voidsetNowTime（void）;//设置时间
voidsetClock（void）;//设置闹钟
voidintegralPoint（void）;//整点或半点报时
voiddelay5Min（void）;//延时5分钟
/****************主程序*****************/
voidmain（void）
{
LcdReset（）;//初始化
Ds1302DataConver（）;
Putstr（0,0,exampl）;//显示一个预定字符串exampl
time（2000）;//保持2秒显示内容
Putstr（0,0,""）;//清屏
Led=0;//灭灯//初始化后灯处于灭的状态
ds1302_initial（）;//设定2014年1月1日0时0分0秒星期三
while
（1）//程序初始化后开始循环运行
{
time（300）;//防止出现光标移动
displayTTV（）;//显示时间
integralPoint（）;//整点或半点报时
delay5Min（）;//延时5分钟
Clock（）;//定时时间到程序
pause（）;//按下暂停键，停止时钟
setNowTime（）;//按下设置键，设置时钟
setClock（）;//按下定时键，设置闹钟
}
}
/***************设置时间*****************/
voidsetNowTime（void）
{
//-------------设置时间开始.----------
if（P1==0xDF）{//按下设置键
while（P1==0xDF）{;}
Putstr（0,0,""）;//清屏
//获得当前时间值
yearT[1]=Date[12];yearT[0]=Date[11];
monthT[1]=Date[6];monthT[0]=Date[7];
dayT[1]=Date[8];dayT[0]=Date[9];
hourT[1]=Date[0];hourT[0]=Date[1];
minuteT[1]=Date[2];minuteT[0]=Date[3];
secondT[1]=Date[4];secondT[0]=Date[5];
weekT=Ds1302Reg[5];
while（P1!
=0x7F）{//按确定键设定完成
time（200）;//
//显示格式为：
**：
**：
**（表示时分秒）
if（P1==0xFE）//按右移
{
while（P1==0xFE）{;}
if（SetTime==6）
{
SetTime=0;
}
else
{
SetTime=SetTime+1;
}
}
DispOneChar（0,0,'2'）;//显示设定的年份
DispOneChar（1,0,'0'）;
DispOneChar（2,0,yearT[1]）;
DispOneChar（3,0,yearT[0]）;
DispOneChar（4,0,'-'）;
DispOneChar（5,0,monthT[1]）;//显示设定的月份
DispOneChar（6,0,monthT[0]）;
DispOneChar（7,0,'-'）;
DispOneChar（8,0,dayT[1]）;//显示设定的日期
DispOneChar（9,0,dayT[0]）;
Putstr（11,0,"Time..."）;//显示一个预定字符串exampl
DispOneChar（0,1,hourT[1]）;//显示设定的时
DispOneChar（1,1,hourT[0]）;
DispOneChar（2,1,':
'）;
DispOneChar（3,1,minuteT[1]）;//显示设定的分
DispOneChar（4,1,minuteT[0]）;
DispOneChar（5,1,':
'）;
DispOneChar（6,1,secondT[1]）;//显示设定的秒
DispOneChar（7,1,secondT[0]）;
//switch（Ds1302Reg[5]）{
switch（weekT）{
case1:
Putstr（9,1,"Sun"）;//周日
break;
case2:
Putstr（9,1,"Mon"）;//周一
break;
case3:
Putstr（9,1,"Tue"）;//周二
break;
case4:
Putstr（9,1,"Wed"）;//周三
break;
case5:
Putstr（9,1,"Thu"）;//周四
break;
case6:
Putstr（9,1,"Fri"）;//周五
break;
case7:
Putstr（9,1,"Sat"）;//周六
break;
default:
Putstr（9,1,"Err"）;//错误
break;
}
//根据SetTime的值修改相应的值：
SetTime=00:
设置年1:
设置月2:
设置日3:
设置时4:
设置分5:
设置秒6:
设置星期
switch（SetTime）{
case0:
LocateXY（0,0）;//定位显示地址
if（P1==0xFD）//年+
{
while（P1==0xFD）{;}
if（yearT[0]=='9'）
{
yearT[0]='0';
if（yearT[1]=='9'）
{
yearT[1]='0';
}
else
{
yearT[1]=yearT[1]+1;
}
}
else
{
yearT[0]=yearT[0]+1;
}
}
elseif（P1==0xFB）//年-
{
while（P1==0xFB）{;}
if（yearT[0]=='0'）
{
if（yearT[1]=='0'）
{
yearT[1]='0';
yearT[0]='0';
}
else
{
yearT[1]=yearT[1]-1;
yearT[0]='9';
}
}
else
{
yearT[0]=yearT[0]-1;
}
}
break;
case1:
LocateXY（5,0）;//定位显示地址
if（P1==0xFD）//月+
{
while（P1==0xFD）{;}
if（monthT[0]=='2'）
{
if（monthT[1]=='1'）
{
monthT[1]='0';
monthT[0]='1';
}
else
{
monthT[0]=monthT[0]+1;
}
}
elseif（monthT[0]=='9'）
{
monthT[1]='1';
monthT[0]='0';
}
else
{
monthT[0]=monthT[0]+1;
}
}
elseif（P1==0xFB）//月-
{
while（P1==0xFB）{;}
if（monthT[0]=='1'）
{
if（monthT[1]=='1'）
{
monthT[0]='0';
}
else
{
monthT[1]='1';
monthT[0]='2';
}
}
elseif（monthT[0]=='0'）
{
monthT[1]='0';
monthT[0]='9';
}
else
{
monthT[0]=monthT[0]-1;
}
}
break;
case2:
LocateXY（8,0）;//定位显示地址
if（P1==0xFD）//日+
{
while（P1==0xFD）{;}
if（dayT[0]=='1'）
{
if（dayT[1]=='3'
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