单片机课程设计-电子时钟.docx

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1、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) 4 Proteus软件仿真 (7) 参考文献 附：源程序代码 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、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

3、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L

4、ED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

5、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

6、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

7、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

8、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： 4 Proteus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 1 #include 2 #define uint unsigned int 3 #define uchar unsigned char 4 sbit

9、led1=P12; 5 sbit led2=P11; 6 sbit led3=P10; 7 sbit led4=P14; 8 9 sbit lk138=P13; 10 sbit beep=P15; 11 12 sbit key1=P30; /模式设定 13 sbit key2=P31; /时间位 14 sbit key3=P32; /时间调整 15 sbit key4=P34; /跑表 16 sbit key5=P35; /开关闹钟 17 sbit key6=P36; /秒位清零键 18 19 uint temp,temp1; 20 uchar p1,p2,p3; 21 uchar moshi

10、,shi,fen,miao; /正常显示设22 定 23 24 uchar shi1,fen1,miao1; 25 uchar shi2,fen2,miao2; /闹钟设定 26 uchar shi3,fen3,miao3; 27 28 uchar shi4,fen4,miao4; 29 uchar shi5,fen5,miao5; /开关显示设定 30 31 uchar smoshi; 32 uchar code 33 table=0xde,0x82,0x57,0x97,0x8b,0x9d,0xd 34 d,0x86, 35 36 0xdf,0x9f,0xcf,0xd9,0x5c,0xd3,

11、0x5d,0x4d,0x 37 cb,0x20; 38 void key_s1(void); /模式选择键 39 void key_s2(void); /操作位调整键 40 void key_s3(void); 41 void key_s3_n1(void); 42 void key_s3_n2(void); 43 void key_s3_n3(void); 44 void key_s3_n4(void); 45 void key_s3_n5(void); 46 void ms(void); 47 void delay(uint ms); 48 void disp1(uchar hp,ucha

12、r mp,uchar sp); 49 void disp(uchar h,uchar m,uchar s); 50 51 void initTimer0() 52 53 TMOD=0x12; /定时器0，方式2;定时器54 1，方式1 55 TH0=0x38; 56 TL0=0x38; 57 TH1=0x0D8; 58 TL1=0x0F0; /定时10ms 59 EA=1; 60 ET0=1; 61 ET1=1; 62 TR0=1; 63 TR1=0; /先关闭定时器1 64 temp=0; 65 temp1=0; 66 p3=0; 67 shi1=12; 68 69 void main()

13、70 71 initTimer0(); 72 while(1) 73 key_s1(); 74 ms(); 75 if(miao0x3b) 76 miao=0; 77 fen+; 78 if(fen0x3b) 79 80 fen=0; 81 shi+; 82 if(shi0x17) 83 shi=0; 84 85 86 87 88 if(p30x63) 89 90 p3=0; 91 p2+; 92 if(p20x3b) 93 94 p2=0; 95 p1+; 96 if(p10x09) 97 p1=0; 98 99 100 101 if(key6=0) 102 miao=0; 103 104

14、if(key4=0) 105 TR1=TR1; 106 107 if(key5=0) 108 109 temp1=temp1; 110 111 if(temp1=0) 112 113 led4=0; 114 beep=1; 115 116 if(shi=shi1)&(fen=fen1)&(miao=miao1)& 117 temp1)|(shi=shi2)&(fen=fen2)&(miao=mi 118 ao2)&temp1)|(shi=shi3)&(fen=fen3)&(mia 119 o=miao3)&temp1) 120 121 beep=0; 122 123 if(shi=shi1)&

15、(fen=fen1)&(miao=miao1+1 124 0)|(shi=shi2)&(fen=fen2)&(miao=miao2 125 +10)|(shi=shi3)&(fen=fen3)&(miao=mia 126 o3+10) 127 128 beep=1; 129 130 131 if(shi=shi4)&(fen=fen4)&(miao=miao4) 132 133 lk138=0; led3=0; 134 135 136 if(shi=shi5)&(fen=fen5)&(miao=miao5) 137 138 lk138=1; led3=1; 139 140 141 142 vo

16、id disp(uchar h,uchar m,uchar s) 143 144 P0=0xf0; 145 P2=tables%10; 146 delay(1); 147 P2=0x00; 148 149 P0=0xf1; 150 P2=tables/10; 151 delay(1); 152 P2=0x00; 153 154 P0=0xf2; 155 P2=tablem%10; 156 delay(1); 157 P2=0x00; 158 P0=0xf2; 159 P2=0x20; 160 delay(1); 161 P2=0x00; 162 163 P0=0xf3; 164 P2=tabl

17、em/10; 165 delay(1); 166 P2=0x00; 167 168 P0=0xf4; 169 P2=tableh%10; 170 delay(1); 171 P2=0x00; 172 P0=0xf4; 173 P2=0x20; 174 delay(1); 175 P2=0x00; 176 177 178 P0=0xf5; 179 P2=tableh/10; 180 delay(1); 181 P2=0x00; 182 183 void disp1(uchar hp,uchar mp,uchar sp) 184 185 186 P0=0xf0; 187 P2=tablesp%10

18、; 188 delay(1); 189 P2=0x00; 190 191 P0=0xf1; 192 P2=tablesp/10; 193 delay(1); 194 P2=0x00; 195 196 P0=0xf2; 197 P2=tablemp%10; 198 delay(1); 199 P2=0x00; 200 P0=0xf2; 201 P2=0x20; 202 delay(1); 203 P2=0x00; 204 205 P0=0xf3; 206 P2=tablemp/10; 207 delay(1); 208 P2=0x00; 209 210 P0=0xf4; 211 P2=table

19、hp%10; 212 delay(1); 213 P2=0x00; 214 P0=0xf4; 215 P2=0x20; 216 delay(1); 217 P2=0x00; 218 219 220 P0=0xf5; 221 P2=0x4f; 222 delay(1); 223 P2=0x00; 224 225 226 227 void key_s1(void) 228 229 P3=0xff; 230 if(P3=0xfe) 231 232 delay(5); 233 if(P3=0xfe) 234 delay(100); 235 if(P3=0xff) 236 moshi+; 237 238

20、 if(moshi6) moshi=0; 239 240 241 void ms(void) 242 switch(moshi) 243 244 case 0:disp(shi,fen,miao); led4=1; 245 key_s2(); key_s3(); break; 246 case 1:disp(shi1,fen1,miao1); 247 led1=0;led2=1;led3=1;led4=1; 248 key_s2(); key_s3_n1(); 249 break; 250 case 2:disp(shi2,fen2,miao2); 251 led1=1;led2=0;led3

21、=1;led4=1; 252 key_s2(); key_s3_n2(); 253 break; 254 case 3:disp(shi3,fen3,miao3); 255 led1=1;led2=1;led3=0;led4=1; 256 key_s2(); key_s3_n3(); 257 break; 258 case 4:disp(shi4,fen4,miao4); 259 led1=1;led2=1;led3=1;led4=0; 260 key_s2(); key_s3_n4(); 261 break; 262 case 5:disp(shi5,fen5,miao5); 263 led1=0;led2=0;led3=0;led4=0; 264