单片机课程设计电子时钟.docx
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单片机课程设计电子时钟
单片机课程设计
题目:
多功能电子时钟
系别:
电气与电子工程系
专业:
姓名:
学号:
指导教师:
年月日
1概述………………………………………………………………………………3
1.1设计任务………………………………………………………………………3
1.2设计要求………………………………………………………………………3
1.3扩展功能………………………………………………………………………3
2系统总体方案及硬件设计………………………………………………………3
2.1系统总体方案………………………………………………………………3
2.2硬件各部分设计………………………………………………………………4
3软件设计……………………………………………………………………………5
3.1软件设计流程……………………………………………………………………6
3.2子程序模块………………………………………………………………………6
4Proteus软件仿真…………………………………………………………………7
参考文献
附:
源程序代码
1概述
1.1设计目的
设计一多功能智能电子时钟。
1.2设计要求
(1)主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、驱动器及显示器、校时电路;
(2)秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,一般用石英晶体振荡器加来实现,译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态在六位LED七段显示器显示出来;
(3)可以来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的;
(4)可以设置三个定时闹钟;
(5)编写程序,用Proteus软件进行仿真。
1.3扩展功能
(1)增加跑表功能;
(2)可以设置数码管定时开启与关闭;
(3)可以设置闹钟的开启与关闭。
2系统总体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
2.1.1单片机芯片的选择
本设计选用STC89C52单片机,它是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,足够本设计之用,高性能CMOS8位微处理器该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
功能强大、使用方便的STC89C52单片机适用于许多较为复杂的应用场合。
2.1.2总体设计及系统原理
定时闹钟的整体设计较简单,包括单片机、自动复位电路、键盘电路、显示电路、驱动与指示电路、闹钟报警电路。
在确定系统的大体形式之后,画出本系统的总体结构布局,电路原理如图2-1所示
显示电路用的是七段数码管,数码管段选通过锁存器74HC573接单片机的P2口,数码管由74LS138译码器控制位选,并且每位均接有一个或门,以增强驱动能力;本设计还有模式指示LED灯,由P1口控制,以此来识别不同的设置模式;系统的输入控制按键有P3口来实现,可以设置各个时间参数及闹钟使能。
2.2.硬件各部分设计
2.2.1单片机
单片机最小系统选用STC89C52,包含上电自动复位电路和手动复位电路,可对单片机进行复位操作。
2.2.2显示部分
本设计显示用的是四位七段显示共阴数码管,用来显示时间及跑表参数,LED数码管显示器成本低,配置灵活,与单片机接口简单,在单片机应用系统中广泛应用。
7段LED由7个发光二极管按“日”字型排列,所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法,阳极连在一起称为共阴极接法。
本文选用共阴极LED,所有发光二极管的阴极连在一起与或门74LS34相连,当某个发光二极管的阳极加入高电平时,对应的二极管点亮。
因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮,实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字显示码来控制LED的显示,此数据称为字符的段码或称为字型码。
LED显示器与单片机的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式,本设计采用动态显示方式。
在这种显示电路中,一个字位一个字位地轮流点亮各个LED,每一字位停留1ms左右,由于人的视觉暂留,好像6只LED是同时点亮的,并不察觉有闪烁现象。
这种动态LED显示接口由于所有数码管共用一个段码出口,分时轮流通电,从而大大简化课硬件线路,降低了成本。
2.2.3驱动部分
为是数码管有足够的亮度,本设计中增加了数码管驱动电路,用74HC573和或门74LS34来驱动,其中锁存器利用其驱动能力,并未用其锁存数据的功能。
2.2.4模式指示电路
为了区别该时钟的不同运行状态,在设计中加入了指示电路:
LED1:
闹钟1时间设定指示;
LED2:
闹钟2时间设定指示;
LED3:
闹钟3时间设定指示;
LED4:
数码管熄灭时间设定,第二功能:
指示闹钟的开启与关闭;
组合指示:
LED全部亮,表示设定数码管开显示时间。
2.2.5按键部分
按键设定部分比较简单,因为本系统按键少,所以在设计上采用了独立按键方式,程序的编制上也采用了简单的扫描方式。
按下操作键K1-K6动作如下:
操作键K1:
模式调整;
操作键K2:
时间位设置;
操作键K3:
时间值增加键;
操作键K4:
跑表开始与停止;
操作键K5:
闹钟开启与关闭键;
操作键K6:
时间秒位清零键,用于细调时间。
2.2.6电铃电路
此电路由电源、一个蜂鸣器、一个三极管和一个电阻组成,当定时时间到,由STC89C52单片机的P1.5口向三极管基极输入低电平,三极管导通蜂鸣器报警,这时三极管充当开关的作用。
3软件设计
3.1软件设计流程
3.2子程序模块
主要控制子程序说明如下:
✓delay:
延时子程序;
✓Timer0Interrupt:
定时器T0计时中断程序,每隔0.2ms中断一次;
✓disp1:
跑表显示子程序;
✓disp:
时间显示子程序;
其中显示分六路,第一个和第二个数码管显示的是时,第三个和第四个数码管显示分,第五个和第六个数码管显示的是秒。
流程图如下:
4Proteus软件仿真
本设计已在Proteus中仿真,程序运行正常,图4-1是仿真截图:
图4-1
参考文献
1、《单片机原理及应用》张毅刚主编高教出版社
2、《单片机原理及C51编程》宋彩利等编西安交通大学出版社
3、《单片机原理及应用技术》黄惟公等编西安电子科技大学出版社
附源程序代码
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitled1=P1^2;
sbitled2=P1^1;
sbitled3=P1^0;
sbitled4=P1^4;
sbitlk138=P1^3;
sbitbeep=P1^5;
sbitkey1=P3^0;//模式设定
sbitkey2=P3^1;//时间位
sbitkey3=P3^2;//时间调整
sbitkey4=P3^4;//跑表
sbitkey5=P3^5;//开关闹钟
sbitkey6=P3^6;//秒位清零键
uinttemp,temp1;
ucharp1,p2,p3;
ucharmoshi,shi,fen,miao;//正常显示设定
ucharshi1,fen1,miao1;
ucharshi2,fen2,miao2;//闹钟设定
ucharshi3,fen3,miao3;
ucharshi4,fen4,miao4;
ucharshi5,fen5,miao5;//开关显示设定
ucharsmoshi;
ucharcodetable[]={0xde,0x82,0x57,0x97,0x8b,0x9d,0xdd,0x86,
0xdf,0x9f,0xcf,0xd9,0x5c,0xd3,0x5d,0x4d,0xcb,0x20};
voidkey_s1(void);//模式选择键
voidkey_s2(void);//操作位调整键
voidkey_s3(void);
voidkey_s3_n1(void);
voidkey_s3_n2(void);
voidkey_s3_n3(void);
voidkey_s3_n4(void);
voidkey_s3_n5(void);
voidms(void);
voiddelay(uintms);
voiddisp1(ucharhp,ucharmp,ucharsp);
voiddisp(ucharh,ucharm,uchars);
voidinitTimer0()
{
TMOD=0x12;//定时器0,方式2;定时器1,方式1
TH0=0x38;
TL0=0x38;
TH1=0x0D8;
TL1=0x0F0;//定时10ms
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
TR1=0;//先关闭定时器1
temp=0;
temp1=0;
p3=0;
shi1=12;
}
voidmain()
{
initTimer0();
while
(1)
{key_s1();
ms();
if(miao>0x3b)
{miao=0;
fen++;
if(fen>0x3b)
{
fen=0;
shi++;
if(shi>0x17)
{shi=0;
}
}
}
if(p3>0x63)
{
p3=0;
p2++;
if(p2>0x3b)
{
p2=0;
p1++;
if(p1>0x09)
{p1=0;
}
}
}
if(key6==0)
{miao=0;
}
if(key4==0)
{TR1=~TR1;
}
if(key5==0)
{
temp1=~temp1;
}
if(temp1==0)
{
led4=0;
beep=1;
}
if(((shi==shi1)&(fen==fen1)&(miao==miao1)&temp1)||((shi==shi2)&(fen==fen2)&(miao==miao2)&temp1)||((shi==shi3)&(fen==fen3)&(miao==miao3)&temp1))
{
beep=0;
}
if(((shi==shi1)&(fen==fen1)&(miao==miao1+10))||((shi==shi2)&(fen==fen2)&(miao==miao2+10))||((shi==shi3)&(fen==fen3)&(miao==miao3+10)))
{
beep=1;
}
if((shi==shi4)&(fen==fen4)&(miao==miao4))
{
lk138=0;led3=0;
}
if((shi==shi5)&(fen==fen5)&(miao==miao5))
{
lk138=1;led3=1;
}
}
}
voiddisp(ucharh,ucharm,uchars)
{
P0=0xf0;
P2=table[s%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf1;
P2=table[s/10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=table[m%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=0x20;
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf3;
P2=table[m/10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=table[h%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=0x20;
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf5;
P2=table[h/10];
delay
(1);
P2=0x00;
}
voiddisp1(ucharhp,ucharmp,ucharsp)
{
P0=0xf0;
P2=table[sp%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf1;
P2=table[sp/10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=table[mp%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf2;
P2=0x20;
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf3;
P2=table[mp/10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=table[hp%10];
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf4;
P2=0x20;
delay
(1);
P2=0x00;
P0=0xf5;
P2=0x4f;
delay
(1);
P2=0x00;
}
voidkey_s1(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfe)
{
delay(5);
if(P3==0xfe)
{delay(100);
if(P3==0xff)
moshi++;
}
if(moshi>6)moshi=0;
}
}
voidms(void)
{switch(moshi)
{
case0:
disp(shi,fen,miao);led4=1;key_s2();key_s3();break;
case1:
disp(shi1,fen1,miao1);led1=0;led2=1;led3=1;led4=1;
key_s2();key_s3_n1();break;
case2:
disp(shi2,fen2,miao2);led1=1;led2=0;led3=1;led4=1;
key_s2();key_s3_n2();break;
case3:
disp(shi3,fen3,miao3);led1=1;led2=1;led3=0;led4=1;
key_s2();key_s3_n3();break;
case4:
disp(shi4,fen4,miao4);led1=1;led2=1;led3=1;led4=0;
key_s2();key_s3_n4();break;
case5:
disp(shi5,fen5,miao5);led1=0;led2=0;led3=0;led4=0;
key_s2();key_s3_n5();break;
case6:
disp1(p1,p2,p3);led1=1;led2=1;led3=1;led4=1;
if(key5==0)p1=p2=p3=0;
break;
default:
break;
}
}
voidkey_s2(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfd)
{delay(5);
if(P3==0xfd)
{delay(100);
if(P3==0xff)
smoshi++;
}
if(smoshi>2)smoshi=0;
}
}
voidkey_s3(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfb)
{
switch(smoshi)
{
case0:
miao++;if(miao>59)miao=0;break;
case1:
fen++;if(fen>59)fen=0;break;
case2:
shi++;if(shi>23)shi=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n1(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfb)
{
switch(smoshi)
{
case0:
miao1++;if(miao1>49)miao1=0;break;
case1:
fen1++;if(fen1>59)fen1=0;break;
case2:
shi1++;if(shi1>23)shi1=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n2(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfb)
{
switch(smoshi)
{
case0:
miao2++;if(miao2>49)miao2=0;break;
case1:
fen2++;if(fen2>59)fen2=0;break;
case2:
shi2++;if(shi2>23)shi2=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n3(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfb)
{
switch(smoshi)
{
case0:
miao3++;if(miao3>49)miao3=0;break;
case1:
fen3++;if(fen3>59)fen3=0;break;
case2:
shi3++;if(shi3>23)shi3=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n4(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfb)
{
switch(smoshi)
{
case0:
miao4++;if(miao4>59)miao4=0;break;
case1:
fen4++;if(fen4>59)fen4=0;break;
case2:
shi4++;if(shi4>23)shi4=0;break;
default:
break;
}
}
}
voidkey_s3_n5(void)
{
P3=0xff;
if(P3==0xfb)
{
switch(smoshi)
{
case0:
miao5++;if(miao5>59)miao5=0;break;
case1:
fen5++;if(fen5>59)fen5=0;break;
case2:
shi5++;if(shi5>23)shi5=0;break;
default:
break;
}
}
}
voiddelay(uintms)
{
uintx,y;
for(x=0;x<60;x++)
for(y=0;y}
voidTimer0Interrupt(void)interrupt1
{temp++;
if(temp==0x1388)//设置定时器工作循环500次
{
temp=0;
miao++;
}
}
voidTimer1Interrupt(void)interrupt3
{
TH1=0x0D8;
TL1=0x0F0;
p3++;
}