单片机课程设计电子钟Word文件下载.docx

1、4.1 单片机整体功能模块图 84.2 单片机蜂鸣器和数码管连接图 84.2 单片机矩阵键盘连接图 94.3 单片机时钟模块和晶振连接图 95 软件程序设计 106 实验测试部分 206.1测试结果 206.1.1电子钟正常的运行 206.1.2电子钟矫正时间后的运行 206.2测试结果分析与结论 217 总结 228 参考文献 231 系统功能要求本次设计时钟电路，使用了AT89S52单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂。同时使用C语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、芯片、蜂鸣器、数码管显示即可满足设计要求。（1）

2、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。（2）小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位。（3）校正时间功能,即能随意使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒。（4）闹钟功能，一旦走时到该时间，能以用蜂鸣器来进行定时提醒。2 设计原理及方案论证2.1数字钟原理数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路.由于计数的起始时间不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1MHZ时间信号必须做到准确稳定.通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟. （1） 晶体振荡器 晶体振荡器给数字钟提供一个频率稳定准确的11.0592MHz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定.不管

3、是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器。（2） 复位电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器，时个位和时十位电路构成,秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器。（3） 数码管 数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管,本设计提供的为LED数码管。（4） 键盘 键盘是控制和修改时钟的重要输入模块，通过键盘可以修改时间，修改闹钟时间，控制显。2.2电子时钟方案方案一：本方案采用DS1302。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

4、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：在单片机内部存储器设6个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。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

5、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。电子时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。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。2.3数码管显示方案静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显示器的

6、每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。3 主控制器和外围器件3.1单片机主控芯片本实验采用AT89S52芯片。（1）8 位的 CPU， 片内有振荡器和时钟电路,工作频率为 024MHz（2）片内有 256字节 数据存储器 RAM（3）片内有 8K字节 程序存储器 ROM（4）4个8位 的并行I/O口（P0、P1、P2、P3）（5）1个 全双工

7、串行通讯口（6）3个16位 定时器/计数器（T0、T1、T2）（7）可处理 6个中断源，两级中断优先级图3.13.2 LED驱动芯片本实验采用两个74HC573锁存器。数码管的段ABCDEFGH对应74HC573-1芯片，数码管的位WE1WE6对应74HC573-2芯片。DU P2.6段选信号控制74HC573-1锁存器，WE P2.7位选信号控制74HC573-2锁存器。两个锁存器IO口接P00到P07，对应PCB网络编号D0到D7。图3.23.3 4x4矩阵键盘模块本实验采用4x4矩阵键盘INT1、LCDEN、RS、WR、RD、P30 P32对应AT89S52芯片上的INT1、LCDEN、

8、RS、WR、RD、P30 P32 IO口。图3.33.4 蜂鸣器模块本实验蜂鸣器FM接到AT89S52芯片上的P23 IO口,对应的PCB网络编号为FM。图3.43.5 下载线接口电路本实验下载线接口电路P30、P31引脚接到AT89S52芯片上的P30、P31 IO口上。图3.53.6 DS1302时钟模块本实验时钟模块CLK和I/O口接到AT89S52芯片上的P21、P20 IO口上。图3.63.7 单片机晶振模块 本实验晶振模块X1、X2接到AT89S52芯片上的X1、X2 IO口。图3.74 系统硬件电路设计4.1 单片机整体功能模块图蜂鸣器模块对应AT89S52的P23 IO端口；矩

9、阵键盘具体的扫描由P3端口控制；下载线接口电路通过P30和P31连接控制。图4.14.2 单片机蜂鸣器和数码管连接图数码管模块的段选信号由P26控制，位选信号由P27控制，数码管具体显示由P0端口控制；图4.24.2 单片机矩阵键盘连接图4x4矩阵键盘INT1、LCDEN、RS、WR、RD、P30 P32对应AT89S52芯片上的INT1、LCDEN、RS、WR、RD、P30 P32 IO口。4.3 单片机时钟模块和晶振连接图DS1302时钟模块则通过P21和P20连接控制；单片机晶振通过X1和X2连接控制；图4.35 软件程序设计#include#define uchar unsigned

10、charsbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit beep=P23;unsigned char j,k,a1,a0,b1,b0,c1,c0,s,f,m,key=10,temp,qq;uchar shi20,shi10,fen20,fen10,miao20,miao10,ok=1,wei,dingshi,change,yidingshi;uchar baoshi,baoshijieshu;unsigned int pp;unsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07,0x7f,0x6f,0

11、x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/*延时函数*/void delay（unsigned char i） for（j=i;j0;j-） for（k=125;kk-）;/*六个数码管动态扫描显示时，分，秒*/void display（uchar shi2,uchar shi1,uchar fen2,uchar fen1,uchar miao2,uchar miao1） dula=0; P0=tableshi2; dula=1; dula=0; wela=0; P0=0xfe; wela=1; delay（5）; P0=tableshi1|0x80; P0=0xfd; P0

12、=tablefen2; P0=0xfb; P0=tablefen1|0x80; P0=0xf7; P0=tablemiao2; P0=0xef; P0=tablemiao1; P0=0xdf;/*通过矩阵键盘的S18和S19键设置定时和取消定时，S16为暂停进入矫正时间状态，S17为继续计时*/void keyscan0（） P3=0xfb; temp=P3; temp=temp&0xf0; if（temp!=0xf0） delay（10）; temp=P3; switch（temp） case 0xbb:ok=0;change=1; break; case 0x7b:ok=1;change=

13、0;dingshi=0;break; P3=0xf7; case 0xe7:dingshi=1; case 0xd7:yidingshi=0; /取消定时 /*通过矩阵键盘S6S15设置时钟具体时间时间*/void keyscan（） P3=0xfe; case 0xee:key=0;wei+;case 0xde:key=1; case 0xbe:key=2; case 0x7e:key=3; while（temp!=0xf0） beep=0; beep=1; P3=0xfd; case 0xed:key=4;case 0xdd:key=5;case 0xbd:key=6;case 0x7d:

14、key=7; P3=0xfb; case 0xeb:key=8;case 0xdb:key=9;/*主函数设置时钟和定时时间时，分，秒的进制转换*/void main（） TMOD=0x01;/*由于晶振为11.0592,故所记次数应为46080，计时器每隔50000微秒发起一次中断。*/TH0=（65536-46080）/256;TL0=（65536-46080）%256;/46080的来历，为50000*11.0592/12ET0=1;EA=1;while（1） keyscan0（）; if（ok=1） TR0=1; wei=0;if（pp=20） pp=0; m+; if（m=60） m

15、=0; f+; if（f=60） f=0; s+; if（s=24） /为24h一个循环，若要12h，只需在此改为12即可。 s=0; a0=s%10; a1=s/10; b0=f%10; b1=f/10; c0=m%10; c1=m/10; display（a1,a0,b1,b0,c1,c0）; else if（change=1） TR0=0; keyscan（）; if（key!=10） switch（wei） case 1: if（key3） /小时最高位为2 a1=key; else wei-; break; case 2: if（a1=1|a1=0） a0=key; if（key5）

16、 /当小时最高位为2时，低位最高为4 case 3:6） /分钟最高位为5 b1=key; case 4: b0=key; case 5:6） /秒最高位为5 c1=key; case 6: c0=key; key=10; m=c1*10+c0; f=b1*10+b0; s=a1*10+a0; if（dingshi=1） display（shi20,shi10,fen20,fen10,miao20,miao10）; switch（wei） shi20=key; shi10=key; fen20=key; fen10=key; miao20=key; miao10=key; yidingshi=

17、1; if（yidingshi=1） if（a1=shi20）&（a0=shi10）&（b1=fen20）&（b0=fen10）&（c1=miao20）&（c0=miao10） if（a1=shi20）&（b0=fen10+1）&（c0=miao10）|（yidingshi=0）/一分钟报时提示 beep=1;/*定时器T0中断函数*/void time0（） interrupt 1 TH0=（65536-46080）/256; TL0=（65536-46080）%256; pp+;6 实验测试部分6.1测试结果6.1.1电子钟正常的运行图6.16.1.2电子钟矫正时间后的运行图6.26.2测

18、试结果分析与结论该程序为数码管显示可调且可定时钟表，用到HJ-3G开发板中矩阵键盘的上三排与第四排前两个按键。若要更改时钟初始值（即时钟校准），可先按下矩阵键盘中的S16键（第三排第三列），此时时钟会暂停。然后按S6-S15中的键修改矫正当前值，S6-S15分别先后对应数字0到9。矫正完后，按下S17（第三排最后一个），时钟可继续工作。若要设置定时时间，可先按下S18（第四排第一个），然后按数字键S6-S15设置定时时间（设置顺序是由高位到低位的顺序），设置完定时后，按下S17可恢复到正常计时状态定时时间到，蜂鸣器会持续响一分钟报时。若要取消定时，或者蜂鸣器响时想对其关闭，可以按下S19功能键

19、。7 总结在硬件电路制作阶段，我到图书馆、网上查阅各种资料，在电脑上使用 keil和万利软件 进行以及相关的绘图软件，使自己在理论分析设计和动手操作能力等各方面得到了极大提高。我通过对设计任务书的具体要求分析思考，再加上在学校进行的各种相关实践和实习积累的经验，在编写程序调试时，遇到了不少困难，这使我学会了耐心分析问题，并进一 步锻炼自己去攻破难题的能力。这次课程设计整体来说是成功的，但我也发现了自己许多错漏和不足之 处。譬如，最简单的程序没写好就想着写更复杂的程序，做事还是缺乏耐性和细心，当有时遇到问题时，总觉得无从下手，对于课本上的知识不能很好的组织起来。以后会更认真的学习相关内容。8 参考文献1李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，19982李广弟.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，19943阎石.数字电子技术基础（第三版）.北京：高等教育出版社，19894廖常初.现场总线概述J.电工技术，1999.5丁元杰 单片微机原理及应用（第三版）机械工业出版社，20056杨景常，谢维成单片微机原理及应用实验指导西华大学印，2011