STM8单片机课程设计报告闹钟+定时器解析.docx
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STM8单片机课程设计报告闹钟+定时器解析
课程设计内容与要求
课程设计目的：
1、巩固和加深对单片机原理知识的理解和运用。
2、进一步提高学生综合运用所学知识的能力。
3、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力
基本要求：
1）显示时间和日期
2）可设置多个闹钟
3）可以调整时间
扩展功能：
1）按键复用共有六个按键，每个按键在不同模式下有不同的功能。
2）秒表功能进入秒表界面后，再按一下就秒表开始计时，再按一下秒表停止。
3）省电模式在每天00:
00会自动进入省电模式，8个数码管会自动关闭，到5:
00时会自动退出省电模式；也可以手动进入和退出省电模式。
4）查看/删除闹钟查看闹钟时间为五秒，五秒内按键无动作则自动退出。
器件介绍
本次设计主要用到的硬件有：
1、51实验板1块
2、stm8s105c6开发板1快
51实验板：
主要用到实验板上的硬件有：
1）两个四位一体的共阴LED数码管，电路图如下：
2）两个74HC573的锁存芯片：
3）8个独立按键，用了其中6个
5）一个蜂鸣器：
Stm8s105c6开发板：
总共有48个引脚，本设计共用引脚20个引脚。
PB0~PB7和PE6~PE7用于数码管显示控制，PD0~PD5用于键盘输入，PD6、PE0、PE3用于LED指示灯控制。
PD7用于蜂鸣器控制。
设计方案
本次设计采用51实验板和stm8s105c6开发板来完成，没有做实物。
显示电路采用8个共阳数码管显示；控制按键采用六个独立按键，每一个按键都有复用功能；闹钟提醒采用蜂鸣器；外加四个不同颜色的LED发光二极管，当进入相应功能模式时对应的指示灯就会亮。
1、键盘设计：
在键盘电路中，使用的是6个独立键盘。
键盘在源程序中的功能安排如下：
1）当扫描到有键盘按下时，设置相应标志位，然后延时一定时间消抖。
2）键盘的设置键盘表面如图：
其中各键设置为：
（待机状态：
正常的时间显示模式）
待机状态下是“设置闹钟”，在其他模式下是“递增功能”
待机状态下是“调整时间”，在其他模式下是“递减功能”。
待机状态下是“秒表功能”，在其他模式下是“左移功能”。
待机状态下是“查看/删除闹钟”，在其他模式下是“右移功能”
OK待机状态下是“切换显示”，在省电模式下是“退出功能”，在其他模式下是“确认功能”
Esc待机状态下是“省电模式”，在查看/删除闹钟模式下是“删除功能”，在其他模式下是“退出功能”
2、数码管显示：
采用按位扫描的动态显示方式。
3、其他设计：
定时器使用stm8s105c6中的Tim2定时器，每1ms产生一次溢出中断。
闹铃响的时间为15秒。
查看/删除闹钟模式下，5s内键盘无动作则自动退出。
每次按键按下后，会延时240ms，此时间内不会再对键盘进行扫描。
在每天00:
00会自动进入省电模式，8个数码管会自动关闭，到5:
00时会自动退出省电模式；也可以手动进入和退出省电模式。
4、设计思路：
是
否
是
否
是
否
是
否
是
否
是是
否
5、以下是部分程序：
//**************标志位************//
_Booloff;//省电模式
_Booltab;//切换显示模式
_Boolrun;//控制秒表
_Boolleft;//左移
_Boolright;//右移
_Boolset;//设置闹钟
_Booladjust;//调整时间
_Boolok;//确定
_Boolesc;//取消或删除
_Boolduan@PE_ODR:
7;//PE6作为段锁存
_Boolwei@PE_ODR:
6;//PE7作为位锁存
_Boolset_c@PE_ODR:
3;
_Booladjust_t@PE_ODR:
0;
_Boolcheck_clock@PD_ODR:
6;
_Boolc_alarm@PD_ODR:
7;
//*****************相关变量*******************//
unsignedcharmonth_day[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
unsignedcharwei_ma[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//显示位码
unsignedcharduan_ma[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//共阴极显示段码
unsignedcharsec_duan_ma[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};
unsignedcharhour_[5],minute_[5],second_[5]={1,2,3,4,5};//用于秒表
unsignedcharsec_time[8];//用于秒表
unsignedcharclocks[5][8];//可存5个闹钟信息
unsignedchartimes[8];//存放当前时间
unsignedchardays[8];//存放当前日期
unsignedintT1=1000;//200x10ms=1s秒计算
unsignedintT2=0;//20x10ms=200ms
unsignedcharc=0;//用于记录闹钟个数
unsignedcharhour=8,minute=55,second;
unsignedcharmonth=12,day=12;intyear=2011;
unsignedchar*ud;//ud加减指针
unsignedcharlr;//记录指针所指位
charA,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L;
intT3=0,T4=0;//其他定时，闹钟显示和蜂鸣器
intsec1,sec2;//用于秒表的变量
//********************函数声明************************//
unsignedcharleapyear（intb）;//闰年判断
voidTIM2_initial（void）;//初始化定时器
voidGPIO_initial（void）;//初始化I/O引脚
voiddisplay（unsignedcharx[8]）;//时间显示函数
voidtime_process（void）;//时间处理函数
voidtimes_bi_duan_ma（unsignedchar,unsignedchar,unsignedchar）;
voiddays_bi_duan_ma（int,unsignedchar,unsignedchar）;
voidkeyscan（void）;//键盘扫描函数
voidset_clock（void）;//设置闹钟
voidadjust_times（void）;//
voidclock_display（void）;//闹钟显示函数
voidalarm（void）;
voidsecond_clock（void）;
//*************主函数*****************//
main（）
{
GPIO_initial（）;
TIM2_initial（）;
leapyear（year）;
while
（1）
{
time_process（）;
alarm（）;
if（T2==0）//消抖，延时100ms
keyscan（）;
if（hour==0&minute==0&second==0）
off=1;
if（hour==5&minute==0&second==0）
off=0;
if（set==0&adjust==0&left==0&right==0&ok==0&off==1）
{
PB_ODR=0xff;//不显示时间，省电模式
wei=1;
wei=0;
}
elseif（set==1&adjust==0）//设置闹钟模式
{
set_c=0;
set_clock（）;
}
elseif（set==0&adjust==1）//调整时间模式
{
adjust_t=0;
adjust_times（）;
}
elseif（left==1）//秒表模式
second_clock（）;
elseif（right==1）//查看/删除闹钟模式
{
check_clock=0;
clock_display（）;
}
elseif（tab==0）
{
times_bi_duan_ma（hour,minute,second）;
display（times）;//时间显示
}
elseif（tab==1）
{
days_bi_duan_ma（year,month,day）;
display（days）;
}
}
}
//**********************秒表函数***************************//
voidsecond_clock（void）
{
if（sec1==999）sec1=999;
sec_time[0]=0x00;
sec_time[1]=0x00;
sec_time[2]=0x00;
sec_time[3]=duan_ma[sec1/100];
sec_time[4]=duan_ma[sec1%100/10];
sec_time[5]=sec_duan_ma[sec1%10];
sec_time[6]=duan_ma[sec2/10];//小数位
sec_time[7]=duan_ma[sec2%10];//小数位
display（sec_time）;
if（esc==1）
{
left=0;
run=0;
sec1=0;
sec2=0;
esc=0;
}
}
//**********************闹钟设置****************************//
voidset_clock（void）
{
unsignedchari,j;
display（times）;
if（lr==0）ud=&G;//指针指向G
if（lr==1）ud=&H;
if（lr==3）ud=&I;
if（lr==4）ud=&J;
if（lr==6）ud=&K;
if（lr==7）ud=&L;
times[lr]=duan_ma[*ud];//*ud即是ud所指变量的当前值
if（ok==1）
{
hour_[c]=G*10+H;
minute_[c]=I*10+J;
second_[c]=K*10+L;
if（c==4）c=0;
elsec++;
set=0;
ud=0;
lr=0;
right=0;
left=0;
ok=0;
set_c=1;
}
}
//**********************校时函数****************************//
voidadjust_times（void）
{
if（ok==0）
{
display（days）;
if（lr==0）ud=&A;
if（lr==1）ud=&B;
if（lr==3）ud=&C;
if（lr==4）ud=&D;
if（lr==6）ud=&E;
if（lr==7）ud=&F;
days[lr]=duan_ma[*ud];
}
if（ok==1）
{
display（times）;
if（lr==0）ud=&G;
if（lr==1）ud=&H;
if（lr==3）ud=&I;
if（lr==4）ud=&J;
if（lr==6）ud=&K;
if（lr==7）ud=&L;
times[lr]=duan_ma[*ud];
}
if（esc==1&ok==1）
{
year=2000+A*10+B;
month=C*10+D;
day=E*10+F;
hour=G*10+H;
minute=I*10+J;
second=K*10+L;
ok=0;
esc=0;
lr=0;
ud=0;
adjust=0;
T1=100;
adjust_t=1;
}
}
//********************时间处理函数**************************//
voidtime_process（void）
{
if（second>=60）//秒到60，分钟加1
{
second=0;
minute++;
if（minute>=60）//分钟到60，小时加1
{
minute=0;
hour++;
if（hour>=24）//小时到24，回零
{hour=0;
leapyear（year）;//闰、平年计算
if（day>=month_day[month-1]）//是否到了每月的最后一天
{
day=1;
if（month>=12）
{
month=1;
year++;
}
elsemonth++;
}
elseday++;
}
}
}
}
//*******************时间数据的转换*************************//
voidtimes_bi_duan_ma（unsignedcharhour,unsignedcharminute,unsignedcharsecond）
{
G=hour/10;H=hour%10;
I=minute/10;J=minute%10;
K=second/10;L=second%10;
times[0]=duan_ma[G];//时//数据的转换，因我们采用数码管0~9的显示,将数据分开
times[1]=duan_ma[H];
times[2]=0x40;//加入"-"
times[3]=duan_ma[I];//分
times[4]=duan_ma[J];
times[5]=0x40;
times[6]=duan_ma[K];//秒
times[7]=duan_ma[L];
}
//*******************日期数据的转换************************///
voiddays_bi_duan_ma（intyear,unsignedcharmonth,unsignedcharday）
{
A=（（year%100）/10）;B=（（year%100）%10）;
C=month/10;D=month%10;
E=day/10;F=day%10;
days[0]=duan_ma[A];//年
days[1]=duan_ma[B];
days[2]=0x40;
days[3]=duan_ma[C];//月
days[4]=duan_ma[D];
days[5]=0x40;
days[6]=duan_ma[E];//日
days[7]=duan_ma[F];
}
//******************时间显示函数*******************************//
voiddisplay（unsignedchartime[8]）
{
unsignedchara=0,i;
while（a<8）
{
PB_ODR=0x00;//确保清除之前的数据，防止重影
duan=1;
duan=0;
if（（set==1|adjust==1）&a==lr&T1<=50）
PB_ODR=0xff;//指针所指的位闪烁
else
PB_ODR=wei_ma[a];
wei=1;
wei=0;
PB_ODR=time[a++];
duan=1;
duan=0;
for（i=100;i>0;i--）;//延时
}
a=0;
}
//*********************查看/删除闹钟函数***************************//
voidclock_display（void）
{
unsignedchara=0,i;
times_bi_duan_ma（hour_[lr],minute_[lr],second_[lr]）;
display（times）;
if（esc==1）
{
esc=0;
for（i=0;i<8;i++）
hour_[lr]=0;
minute_[lr]=0;
second_[lr]=lr+1;
}
if（T3==0）right=0;//5s内键盘无输入，切换到原来的显示模式
}
//*******************键盘扫描函数***************************//
voidkeyscan（void）
{
T2=241;//延时241ms，消抖
if（（PD_IDR&0x01）==0x00）//加或设置闹钟按键
{
if（set==1|adjust==1）//闹钟或校时模式下
{
if（*ud==9）
*ud=0;
else
（*ud）++;//ud所指的变量加1
}
else//正常显示模式下
{
set=1;
esc=0;
ok=0;
}
}
elseif（（PD_IDR&0x02）==0x00）//减或调整时间
{
if（set==1|adjust==1）//闹钟或校时模式下
{
if（*ud==0）
*ud=9;
else
（*ud）--;//ud所指的变量减1
}
else//正常显示模式下
{
adjust=1;
esc=0;
ok=0;
}
}
elseif（（PD_IDR&0x04）==0x00）//左移/查看闹钟
{
if（set==1|adjust==1）//闹钟或校时模式下
{
lr--;
if（lr==255）lr=7;
elseif（lr==5）lr=4;//跳过第3和6个数码管
elseif（lr==2）lr=1;
}
elseif（right==1）//查看闹钟模式下
{
T3=5000;
if（lr==0）
lr=4;
else
lr--;
}
elseif（left==1）run=run^1;//为1时秒表开始计时
else
{
left=1;
esc=0;
ok=0;
}
}
elseif（（PD_IDR&0x08）==0x00）//右移/查看闹钟
{
if（set==1|adjust==1）//闹钟或校时模式下
{
lr++;
if（lr==8）lr=0;//跳过第3和6个数码管
elseif（lr==2）lr=3;
elseif（lr==5）lr=6;
}
elseif（right==1）//查看闹钟模式下
{
T3=5000;
if（lr==4）
lr=0;
else
lr++;
}
else
{
right=1;
T3=5000;
esc=0;
ok=0;
}
}
elseif（（PD_IDR&0x10）==0x00）//确定
{
off=0;//退出省电模式
tab=tab^1;
if（ok==0）ok=1;
elseif（ok==1&adjust==1）esc=1;
}
elseif（（PD_IDR&0x20）==0x00）//取消删除或进入省电模式
{
if（adjust==1|set==1）
{
set=0;
ok=0;
lr=0;
ud=0;
adjust=0;
set_c=1;
adjust_t=1;
check_clock=1;
}
elseif（set==0&adjust==0&left==0&right==0）
{
off=1;
ok=0;
}
elseesc=1;
}
else1;
}
调试过程
因为此次程序比较大，实现的功能比较多，所以从一开始我便一个功能一个功能的做，边做边调试，做完一个功能之后才做下一个。
第一次做数码管显示的时候就出现问题，8个数码管一直显示乱码。
当时我就把程序用原来的动态显示改为静态显示，可是还是不行。
于是我就再把8个数码管同时显示改为一个数码管显示，这下就可以了。
然后我又再把显示的位数慢慢增加，当增加到第5位的时候发现，乱码又来了，之后我又改用其他引脚，发现原来之前写的程序时没有错的，是因为芯片的一个引脚出问题了，不知道为什么，那个引脚总是高电平。
所以才导致了之前的乱码一直出来。
数码管调试好之后，其他的程序调试起来就顺利多了，在用到蜂鸣器的时候还遇到了一个问题。
因为之前课程设计做蜂鸣器电路的时候都是做成有源蜂鸣器，所以，给个电平就可以控制蜂鸣器的开和关。
但这次我在实验板上做，上面的蜂鸣器是无源的，要给一定1KHz以上频率的方波才可以响。
这个问题当时拖了很久都没解决，如果要产生1KHz的频率，那我必须修改内部时钟，这样会导致定时器无法正常工作，最后经过一番苦思终于想出了一个办法，就是把定时中断改为1ms一次，然后在定时中断中修改引脚的输出，这样就可以产生1KHz的方波信号了。
还有在控制功能指示灯的时候，一开始没注意选用了PE0~PE3引脚，结果出现两个指示灯总是不亮，刚开始还以为灯坏了，但换了其他灯还是一样，所以我就怀疑是引脚出问题了，但最后才发现不是引脚问题，而是PE1和PE2这两个引脚不可以初始化为推挽输出。
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