多功能数据钟课程设计.docx
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多功能数据钟课程设计
微型计算机技术专业方向设计
任务书
题目名称：
多功能数字钟
专业班级
姓名学号
课程设计任务书
课程名称：
微型计算机技术
设计题目：
多功能数字钟
系统硬件要求：
1、配置单片机的外部程序ROM空间，容量为16K（使用27128芯片）。
2、使用51单片机内部时钟信号为系统提供计时信号。
3、配置LED数码管或液晶显示器显示时间，设置操作按键。
系统功能要求：
1、在LED数码显示器或液晶显示器上显示：
时：
分：
秒。
2、按键功能自定义，实现按键调整时间功能。
3、具有闹钟功能（选做）。
4、具有秒表功能（选做）。
其他要求：
1、每位同学独立完成本设计。
2、依据题目要求，提出系统设计方案。
3、设计系统电路原理图。
5、调试系统硬件电路、功能程序。
6、编制课程设计报告书并装订成册，报告书内容（按顺序）
（1）报告书封面
（2）课程设计任务书
（3）系统设计方案的提出、分析
（4）系统中典型电路的分析
（5）系统软件结构框图
（6）系统电路原理图
（7）源程序
（8）课设字数不少于2000字
成绩
评语
一、系统方案选择
①数字时钟选择：
方案一：
本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887A。
该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。
为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。
当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。
而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。
方案二：
本方案完全用软件实现数字时钟。
原理为：
利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。
该方案具有硬件电路简单的特点。
但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。
而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。
基于硬件电路的考虑，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。
②显示方案选择：
方案一：
采用6段数码管动态显示，数码管动态扫描时，是利用人的视觉暂留使显示看起来连续变化，优点是程序操作简单缺点：
可操作性不强，并不美观。
方案二：
采用液晶1602，1602的特点是有两行显示，每行显示16个字符，显示比较清晰美观，缺点是操作较为复杂。
出于显示的考虑，本实验选择方案二。
③键盘方案选择：
方案一：
采用独立按键，独立按键的特点是检测较为简单，比较容易知道哪个按键被按下了，但是后续的键值处理较为复杂.。
方案二：
采用矩阵键盘，矩阵键盘的特点是检测较为复杂，但便于后续程序使用键值比较简单。
出于硬件的考虑本实验采用方案一。
二、系统典型电路分析
①
复位电路：
单片机复位的条件是：
必须使RST/VPD或RST引（9）加上持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。
例如，若时钟频率为12MHz，每机器周期为1μs，则只需2μs以上时间的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。
单片机常见的复位如图所示。
电路为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。
在接电瞬间，RESET端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RESET的电位逐渐下降。
只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。
该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平。
②晶振电路：
右图所示为时钟电路原理图，在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。
③液晶电路：
右图为液晶电路，将电源地和背光地连在一起，将电源和背光电源连在一起，数据口与51单片机的p0口相连，作为数据的传送口，而液晶的读写和使能则采用其它普通IO口来连接
④按键电路：
采用4个独立按键分别用P1口的0,1,2,3来进行连接
，通过
检测这四个管脚的电平的变化，来确定按键是否被按下。
三、系统软件结构图：
开始
启动T0中断
设置中断允许
设中断100次
设置定时
10ms初值
设置显示初值为
00：
00：
00
定时器T0初始化
按键4？
按键2？
Flag=1，用于模式选择
按键1？
进入秒表模式
进入时钟模式，默认
进入闹钟模式
液晶进行显示
结束
四、系统总体硬件电路图：
五、源程序代码：
#include"reg52.h"
#include"stdio.h"
#include"string.h"
#definerssbitp1^4
#definerwsbitp1^5
#defineesbitp1^6
sbitkey1=P1^0;
sbitkey2=P1^1;
sbitkey3=P1^2;
sbitkey4=P1^3;
sbitbell=P1^7;
unsignedcharnum;
unsignedintm=0;
unsignedintsh=0;
unsignedintfen=0;
unsignedintt1=0;
unsignedintt2=0;
unsignednfalg=0;
voiddelay（unsignedintz）
{
unsignedintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
////////////////////////////////////////////////////液晶初始化/////////////////////////////////////////////////////////////////////
voidwrite_com（unsignedcharcom）
{
rs=0;
P0=com;
delay（5）;
e=1;
delay（5）;
e=0;
}
write_data（unsignedchardata）
{
rs=1;
P0=data;
delay（5）;
e=1;
delay（5）
e=0
}
voidds（unsignedchardzunsignedcharshu）
{
unsignedcharge,shi;
ge=shu%10;
shi=shu/10;
wirte_com（dz+0x80）;
write_data（0x30+shi）;
write_data（0x30+ge）;
delay（5）;
}
voidlcd_init（）
{
e=0;
write_com（0x38）;//设置1602正常显示
write_com（0x0c）;//设置开显示，不显示光标
write_com（0x06）;//写一个字符后，指针加1
write_com（0x01）;//显示清0，数据指针清0；
write_com（0x80）;//首地址
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////定时器初始化////////////////////////////////////////////////
voidshizhong（void）
{
ds（0x06,m）
if（m==60）
{m=0;
fen++;
ds（0x03,f）;
if（fen==60）
{fen=0;
sh++;
ds（0,sh）;
if（sh==24）
{sh=0;}
}
}
if（sh=t2;）
{if（fen=t1）
{
bell=1;
}
}
nflag++;
if（nflag=10）
{bell=0;
nfalg=0;}
}
voidmiaobiao（void）
{
ds（0x06,m）
if（m==60）
{m=0;
fen++;
ds（0x03,f）;
if（fen==60）
{fen=0;
sh++;
ds（0,sh）;
if（sh==60）
{sh=0;}
}
}
}
voidnaozhong（）
{
if（key3=0）
{delay（5）;
if（key3=0）
{write_com（0x0f）;//显示光标
write_com（0x04）;//光标左移一次
}
}
if（key1=0）
{delay（5）;
if（key1=0）
{
fen++;
ds（0x03,fen）;
if（fen==60）
{fen=0;}
}}
if（key2=0）
{delay（5）;
if（key2=0）
{
fen--;
ds（0x03,fen）;
if（fen==0）
{fen=60;}
}
}
if（key1=0）
{delay（5）;
if（key1=0）
{
sh++;
ds（0,sh）;
if（sh==24）
{sh=0;}
}}
if（key2=0）
{delay（5）;
if（key2=0）
{sh--;
ds（0,sh）;
if（sh==0）
{sh=24;}
}
}
t1=fen;
t2=sh;
}
voidmain（）
{
unsignedinti=0;
unsignedcharflag;
unsignedcharm1[]="00:
00:
00";
lcd_init（）;//液晶初始化
TMOD=0x01;//设置定时器工作在方式1
TH0=（65536-9174）/256;
TL0=（65536-9174）%256;//10ms时间间隔，便于正常时钟和秒表通用
EA=1;//开总中断
ET0=1;//开定时器0中断
TR0=1;//启动定时器0
write_com（0x80）;
for（i=0;i<8;i++）
{
write_data（m1[i]）;
delay（5）;
}
while
（1）
{
shizhong（）;
if（key4=0）
{
delay（5）;
if（key4=0）
{
flag=1;
}
}
if（flag=1）
{if（key1=0）
{
delay（5）;
if（key4=0）
{
flag1=1;
}
}
if（key2=0）
{
delay（5）;
if（key2=0）
{
flag1=2;
}
}
if（key3=0）
{
delay（5）;
if（key3=0）
{
flag1=0;
}
}
flag=0;
}
switch（flag1）
{case0:
{shizhong（）;falg2=0;break;}
case1:
{naozhong（）;break;}
case2:
{miaobiao（）;flag2=1;break;}
}
}
}
voidT0_tmie（）interrupt1
{
TH0=（65536-9174）/256;
TL0=（65536-9174）%256;//10ms时间间隔，便于正常时钟和秒表通用
if（flag2=0）
{num++;
if（num=100）
{
num=0;
m++;
}
}
if（flag2=1）
{m++;
}
}
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