多功能电脑时钟.docx
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多功能电脑时钟
目录
一、功能描述1
二、方案设计1
2.1系统分析1
2.2器件选择1
三、软件设计2
3.1操作功能设计2
3.2程序编制思想2
3.3程序流程图3
四、程序调试3
五、心得体会4
六、参考文献5
附录1：
电路原理图6
附录2：
程序7
多功能电脑时钟设计报告
一、功能描述
1、实时显示当前时间即北京时间（时、分）。
2、可修改北京时间（时、分）。
3、可设定闹铃时间（时、分）。
4、按设定闹铃时间定时报时，报时时长为10秒钟。
5、具有显示星期和修改星期的功能。
6、具有秒表功能，能启动、暂停、停止秒表，启到后实时显示秒、百分秒。
7、能实现整点报时。
二、方案设计
2.1系统分析
根据系统功能要求，可将系统组成结构分成四大部分：
单片机控制中心、键盘接口、时钟显示和声音报时，如下图为系统的组成结构图。
其中，单片机控制中心是核心。
MCU根据按键输入，可切换不同的显示模式或设置不同的参数。
时钟显示完成北京时间或秒表时钟或星期的信息。
声音报时可完成闹铃和整点报时的提示。
2.2器件选择
选用STC89C51芯片，频率为11.0592MHz。
由于系统要求显示小时和分钟，采用四位LED数码管显示即可。
按键是用来设置北京时间或闹钟时间或启动秒表等功能的，设置三个按键：
模式键（K_Mode）、UP键（K_UP）、DOWN键（K_DN）。
选用蜂鸣器作为闹铃。
三、软件设计
3.1操作功能设计
根据系统功能描述，可以分为：
北京时间功能、闹铃功能、秒表功能星期显示功能。
我们通过对K_Mode键按下的次数计数，用Mode计数，Mode的次数就代表了不同的模式，每个模式都有与之相对应的指示灯,每个模式的功能如下：
Mode0：
按键每按下时显示北京时间模式，此时，四个指示灯全灭，显示格式为：
小时.分钟（如：
09.50，为9点50分），按K_UP或者K_DN键对系统没影响，每到整点时，要进行3秒钟的报时。
Mode1：
按键按下一次时，进入修改北京时间的小时模式，四个指示灯依次为亮灭灭灭，按K_UP或者K_DN键对小时进行修改。
Mode2：
按键按下两次时，进入修改北京时间的分钟模式，四个指示灯依次为灭亮灭灭，按K_UP或者K_DN键对分钟进行修改。
Mode3：
按键按下三次时，进入修改闹铃时间的小时模式，四个指示灯依次为灭灭亮灭，按K_UP或者K_DN键对闹铃小时进行修改。
Mode4：
按键按下四次时，进入修改闹铃时间的分钟模式，四个指示灯依次为灭灭灭亮，按K_UP或者K_DN键对闹铃分钟进行修改。
Mode5：
按键按下五次时，进入秒表模式，四个指示灯依次为亮亮亮亮，显示格式为：
秒百分秒（如12.90为当前秒表计时到12秒900毫秒）,在此种模式下,K_UP键设为用来启动/暂停秒表、K_DN键设为用来对秒表进行清零。
Mode6：
按键按下六次时，进入星期的显示和修改模式，四个指示灯依次为亮亮灭灭，显示格式为（ΓΓΓX），X表示星期，可以通过按K_UP或者K_DN键对X修改。
3.2程序编制思想
使用定时器0来定时，定时5ms，运用定时器的中断来实现这些功能，显示是用的数码管的动态扫描，每5ms扫描一位数码管，20ms循环一次。
设置一些标志位，实时时间显示的标志位，星期显示的标志位，闹铃时间显示的标志位，秒表显示的标志位，在不同的模式下，我们要使该模式下的标志位有效，从而进行此模式的显示，通过按键进行不同的操作。
每个标志位有效时，数码管显示的内容就不一样。
闹钟的实现是用一个子函数，没5ms调用一次函数，把北京时间与设定的闹铃时间比较，如果相等就使蜂鸣器有效。
闹铃时间的长短可以用一个变量对秒计数，当计数值小于我们设定的值时，就是蜂鸣器有效，当大于等于设定的值时就关闭蜂鸣器。
整点报时很好实现，在中断函数里，当分钟等于60时，小时要自增1，我们可以在此时是蜂鸣器有效，有用一个变量对秒计数，当秒等于我们设定的值时，就关闭蜂鸣器。
3.3程序流程图
图2流程图
四、程序调试
按下编译后，生成“hex”文件，通过软件将其下载至单片机中，不是我们想要的结果，对程序要进行不断的调试。
我认为在此次程序编写和调试中解决了一个比较大的问题：
几个模式下，数码管的不同显示，我们是在秒表的基础上进行设计，我们在按Mode键时，数码管显示的内容没有切换，显示的还是北京那时间，按K_UPK_DN键没有任何反应，只有显示和设定北京时间；最开始我们的显示程序是写在主函数里的，参考了一些好的程序后，我们借鉴了他们的思想，通过设置不同的标志位，标志位有效时，在中端函数里进行不同的显示。
我们设置了7个模式，对每个模式的功能及操作进行调试，我们在秒表模式下，按下启动/暂停、清零都能实现，不过按启动/暂停时有时候显示的是北京时间，原来是在秒表模式下，我们要把其他模式的标志位要关掉，改正后，这个问题就解决了。
闹铃的调试时，本来我们是设置的响1分钟，并且可以通过一个按键关断闹铃，但是在第二次设置闹钟时，闹铃就不会响了。
最后我们只好让闹铃响20s，然后自动关闭，
五、心得体会
经过几个周的单片机设计，我们从中学到了很多的东西。
刚开始设计时，老师给我们的任务很简单，就叫我们设计灯的闪烁。
那时候我们对单片机都还不熟悉，一下午才把那个任务完成了。
然后就是数码管的动态显示，计数器，秒表，最后才是电脑时钟的设计。
我们从简单的单片机设计开始，一步一步的增加难度。
电脑时钟的设计，是在秒表的基础上慢慢的添加一个一个的功能，然后一个一个的调试。
在调试的过程中我们遇到了很多的问题，我们编出来的程序不是一下子就能实现我们想要的功能的，要经过不断的修改、调试，最后实现我们想要的功能。
总之，通过本次单片机综合程序设计训练，我对单片机的基本的应用技术有了深刻的了解，而且还会将其融会贯通，应用于我们我需要的程序之中。
本次训练中，定时器的应用相当广泛，它与中断函数构成了基本的计数环节，为后面的时间显示和星期显示等提供了基础。
中断为定时提供了条件，函数每5ms便进入中断函数一次，并执行相应的操作与计数。
条件语句为数码管的功能显示提供了条件。
同时，对于程序的调试、分析、修正也有了相应的掌握。
六、参考文献
[1]沈红卫.单片机的智能系统设计与实现[M].北京电子工业出版社
[2]李光飞,楼然苗,胡佳文,等著.单片机课程设计实例指导[M].北京航空航天大学出版社
[3]汪德彪.MCS-51单片机原理及接口技术[M].北京电子工业出版社
[4]胡文金,钟秉翔.单片机应用技术实训教程[M].重庆大学出版社
[5]张毅刚,彭喜元,董继成.单片机原理及应用[M].重庆大学出版社
[6]王静霞，单片机应用技术.电子工业出版社
附录1：
电路原理图
附录2：
程序
#include"reg52.h"
#defineTHCO0xee
#defineTLCO0x0
unsignedcharcodeDuan[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x31};
//共阴极数码管，段码
unsignedcharData_Buffer[4]={0,0,0,0};
//四个数码管显示数值，数组变量定义
unsignedcharMill_Sec=0,Sec1=0,Ring_flag=0;
unsignedcharHour=0,Min=0,Sec=0;
unsignedcharRing_Hour=16,Ring_Min=40,count0=0,Week=1;
unsignedcharMode=0;//MODE,0:
实时时钟；1：
修改小时；2：
修改分钟;3：
修改闹钟小时；4：
修改闹钟分钟；5：
启动秒表；6：
修改星期
bitstart_flag=0,brush_flag=0;//标志位定义
bitflag=0,Week_flag=0;//标志位定义
sbitP10=P1^0;//四个数码管的位码口定义
sbitP11=P1^1;
sbitP12=P1^2;
sbitP13=P1^3;
sbitP14=P1^4;//蜂鸣器
sbitK_Mode=P2^0;//按键定义
sbitK_UP=P2^1;
sbitK_DN=P2^2;
sbitLED1=P2^3;//四个指示灯
sbitLED2=P2^4;
sbitLED3=P2^5;
sbitLED4=P2^6;
voidnaozhong（）;
voidmain（）
{
TMOD=0x11;//定时器0初始化
TH0=THCO;
TL0=TLCO;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
P14=1;
while
（1）{
naozhong（）;
if（flag==1）{//更新数码管显示北京时间
flag=0;
Data_Buffer[0]=Hour/10;
Data_Buffer[1]=Hour%10;
Data_Buffer[2]=Min/10;
Data_Buffer[3]=Min%10;
}
if（Ring_flag==1）{//更新数码管显示闹钟时间
Ring_flag=0;
Data_Buffer[0]=Ring_Hour/10;
Data_Buffer[1]=Ring_Hour%10;
Data_Buffer[2]=Ring_Min/10;
Data_Buffer[3]=Ring_Min%10;
}
if（brush_flag==1）//更新数码管显示
{brush_flag=0;
Data_Buffer[0]=Sec1/10;
Data_Buffer[1]=Sec1%10;
Data_Buffer[2]=Mill_Sec/10;
Data_Buffer[3]=Mill_Sec%10;
}
if（Week_flag==1）//更新数码管显示
{Week_flag=0;
Data_Buffer[0]=10;
Data_Buffer[1]=10;
Data_Buffer[2]=10;
Data_Buffer[3]=Week;
}}
}
voidtimer0（）interrupt1
{
staticunsignedcharBit=0;//静态变量，退出程序后，值保留
staticunsignedcharK_count=0,time_count=0,count=0;
TH0=THCO;
TL0=TLCO;
Bit++;
if（Bit>=4）Bit=0;
P1|=0x0f;//先关位码
P0=Duan[Data_Buffer[Bit]];//开段码
if（count<100&&Bit==1&&Mode!
=6）P0|=0x80;//0.5S中间小数点亮，之后灭，不断循环
switch（Bit）//送位码
{
case0:
P10=0;break;
case1:
P11=0;break;
case2:
P12=0;break;
case3:
P13=0;break;
}
if（start_flag==1）//秒表启动
{
time_count++;
if（time_count==2）//10ms时间
{
time_count=0;
Mill_Sec++;
if（Mill_Sec>99）//1S时间到
{
Mill_Sec=0;
Sec1++;
if（Sec1>99）{Sec1=0;}
}
brush_flag=1;//更新数码管显示标志
}
}
count++;
if（count>=200）//秒计时，定时器定时5ms,计200次为一秒
{
count=0;
Sec++;
if（Sec==3）P14=1;//整点报时闹铃关闭
count0++;//闹钟响的时间
if（Sec>=60）
{
count0=0;
Sec=0;
Min++;
if（Min>=60）//时间计时
{
P14=0;//整点报时
Min=0;Hour++;
if（Hour>=24）
{
Hour=0;Week++;
if（Week>=8）
{
Week=1;
}
}}}
}
if（K_Mode==0||K_UP==0||K_DN==0）//有键按下
{
K_count++;
if（K_count>=30）//消抖处理
{
K_count=0;
flag=1;
if（K_Mode==0）//修改Mode,
{
Mode++;
if（Mode>=7）Mode=0;
if（Mode==0）{LED1=1;LED2=1;LED3=1;LED4=1;}//实时时间
elseif（Mode==1）{LED1=0;LED2=1;LED3=1;LED4=1;}//修改小时
elseif（Mode==2）{LED1=1;LED2=0;LED3=1;LED4=1;}//修改分钟
elseif（Mode==3）{LED1=1;LED2=1;LED3=0;LED4=1;Ring_flag=1;flag=0;}//修改闹铃小时
elseif（Mode==4）{LED1=1;LED2=1;LED3=1;LED4=0;Ring_flag=1;flag=0;}//修改闹铃分钟
elseif（Mode==5）{LED1=0;LED2=0;LED3=0;LED4=0;brush_flag=1;flag=0;Ring_flag=0;}
elseif（Mode==6）{LED1=0;LED2=0;LED3=1;LED4=1;Week_flag=1;flag=0;brush_flag=1;}
}
elseif（K_UP==0）
{
if（Mode==1）//小时加
{Hour++;if（Hour>=24）Hour=0;}
elseif（Mode==2）//分钟加
{Min++;if（Min>=60）Min=0;}
elseif（Mode==3）//闹铃小时加
{Ring_Hour++;if（Ring_Hour>=24）Ring_Hour=0;Ring_flag=1;}
elseif（Mode==4）//闹铃分钟加
{Ring_Min++;if（Ring_Min>=60）Ring_Min=0;Ring_flag=1;}
elseif（Mode==5）
{start_flag=!
start_flag;brush_flag=1;flag=0;}
elseif（Mode==6）//星期加
{Week++;if（Week>=8）Week=1;Week_flag=1;brush_flag=0;flag=0;Ring_flag=0;}
}
elseif（K_DN==0）
{
if（Mode==1）//小时减
{if（Hour==0）Hour=23;
elseHour--;}
elseif（Mode==2）//分钟减
{if（Min==0）Min=59;elseMin--;}
elseif（Mode==3）//闹铃小时减
{if（Ring_Hour==0）Ring_Hour=23;elseRing_Hour--;Ring_flag=1;}
elseif（Mode==4）//闹铃分钟减
{if（Ring_Min==0）Ring_Min=59;elseRing_Min--;Ring_flag=1;}
elseif（Mode==5）
{Mill_Sec=0;Sec1=0;Week_flag=0;brush_flag=1;flag=0;Ring_flag=0;}
elseif（Mode==6）//星期减
{if（Week==1）Week=7;elseWeek--;Week_flag=1;brush_flag=0;flag=0;Ring_flag=0;}
}}
}
elseK_count=0;
}
voidnaozhong（）//闹钟程序
{
if（Mode==3||Mode==4）Ring_flag=1;
if（Hour==Ring_Hour&&Min==Ring_Min）
{
if（count0<20）{P14=0;}
if（count0>=20）{P14=1;}}
}
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