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1、湖南科技大学信息与电气工程学院 单片机微机原理课程设计报告课 程： 单片机微机原理及接口技术 题 目： 基于STC15F2K60S的电子万年历 专 业： 通信工程 班 级： 通信一班 姓 名： 孟 焱 学 号： 1204040101 指导教师： 宋 芳 目 录任务书3一、引言4二、设计任务和要求4三、设计方案4三、程序设计51、 显示时钟函数62、 RTC演示函数73、 外部中断0子程序74、 外部中断1子程序85、 主函数96、 向HC595发送一个字节函数117、 显示扫描函数118、 Timer0 1ms中断函数119、 修改模式下显示函数1210、闹钟设定模式函数13四、原理图设计15
2、1、矩阵键盘模块152、单片机及电源模块153、数码管显示模块164、外部中断0，1脉冲输入模块165、led7模拟蜂鸣器模块16五、心得体会16 任务书题 目基于STC15F2K60S单片机的电子万年历时间安排2015年6月66月19日（第15、16周）目 的：通过单片机原理与应用这门课的课程设计，学生应能对STC15F2K60S单片机有一个全面的认识，掌握以STC15F2K60S单片机为核心的电子电路的设计方法和应用技术。1.进一步掌握矩阵键盘电路的编程方法。 2.进一步掌握定时器的使用和编程方法。 3.进一步掌握中断处理程序的编程方法。总体方案实现：1、利用STC15F2K60S作为主控
3、器组成一个电子日历和电子钟。2、利用LED分别显示当前时间和日历。3、利用开发板上自带的24个按键作为输入按钮（实际用到13个），实现手动输入时间信息。4、利用开关k1，k2作为两个外部中断触发装置，利用两个中断子程序分别实现被修改位的选择和进入修改模式。5利用扫描法实现对键盘矩阵的扫描，确定被按下的按键。要求：1、利用STC15F2K60S作为主控器组成一个电子日历和电子钟2、利用开发板上提供的矩阵键盘电路，数码显示电路，设计一个电子钟（日历），用矩阵键盘控制电子钟（日历）的模式转换及修改时间。指导教师评语： 评分等级：【 】指导教师签名：一、 引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上
4、而得名，就是把中 央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如
5、此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。二、 设计任务和要求1、利用STC15F2K60S作为主控器组成一个电子日历和电子钟2、利用开发板上提供的矩阵键盘电路，数码显示电路，设计一个电子钟（日历），用矩阵键盘控制电子钟（日历）的模式转换及修改时间。 三、 设计方案1、利用STC15F2K60S作为主控器组成一个电子日
6、历和电子钟。2、利用LED分别显示当前时间和日历。3、利用开发板上自带的24个按键作为输入按钮（实际用到13个），实现手动输入时间信息。4、利用开关k1，k2作为两个外部中断触发装置，利用两个中断子程序分别实现被修改位的选择和进入修改模式。5利用扫描法实现对键盘矩阵的扫描，确定被按下的按键。注：电子钟做成如下两种格式（按B键两种格式可以切换）: XX -XX-XX 由左向右分别为: 时、分、秒 XX -XX-XX 由左向右分别为: 年、月、日（1） 矩阵键盘上09键分别对应数字09用于时间的输入（2） 矩阵键盘上A键用于两种模式之间转换，两种模式下分别显示年月日和时分秒（3） 矩阵键盘上B键用
7、于对输入数字进行确认（4） 矩阵键盘上C键用于进入闹钟时间设定模式（5） 独立按键k1用于对被修改位的选择（6） 独立按键k2用于进入日历修改模式三、 程序设计#define MAIN_Fosc22118400L/定义主时钟#includeSTC15Fxxxx.H/* 用户定义宏 */#defineTimer0_Reload(65536UL -(MAIN_Fosc / 1000)/Timer 0 中断频率, 1000次/秒#define DIS_DOT0x20#define DIS_BLACK0x10#define DIS_0x11/*本地常量声明*/u8 code t_display=/标准
8、字库/ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,/black - H J K L No P U t G Q r M y0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46;/0. 1. 2. 3. 4.
9、 5. 6. 7. 8. 9. -1u8 code T_COM=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80;/位码/*IO口定义*/sbitP_HC595_SER = P40;/pin 14SERdata inputsbitP_HC595_RCLK = P54;/pin 12RCLkstore (latch) clocksbitP_HC595_SRCLK = P43;/pin 11SRCLKShift data clocksbitled7 = p17;/*本地变量声明*/u8 LED88;/显示缓冲u8display_index;/显示位索引bitB_1ms
10、;/1ms标志u8 ch;u8 mod;u8hour,minute,second,day,month,year,one,two,three;/时间变量u16msecond;u8 ahour,aminute,aa,ab,ach,atem;/闹钟时间变量/-键盘相关变量-u8 IO_KeyState, IO_KeyState1, IO_KeyHoldCnt;/行列键盘变量u8KeyHoldCnt;/键按下计时u8KeyCode;/给用户使用的键码, 116有效u8cnt50ms;u8 a;u8 b;u8 tem;u8 code T_KeyTable16 = 0,1,2,0,3,0,0,0,4,0,
11、0,0,0,0,0,0;/*本地函数声明*/voidIO_KeyScan(void);/50ms callvoid IO_KeyDelay(void);void play(u8 ch,u8 a,u8 b);void alarm();/-延时子程序-void delay(unsigned int t )unsigned int k,j;for(k=0;kt;k+)for(j=0;j10000;j+);if(0=0) for(j=0;j10000;j+);for(j=0;j= 60)minute = 0;if(hour =24)hour = 0;if(day = 30)day = 0;if(mon
12、th = 12)month = 0;if(year = 99)year = 0;if(mod = 0)one = hour;two = minute;three = second;elseone = year;two = month;three = day;LED80 = one / 10;LED81 = one % 10;LED82 = DIS_;LED83 = two / 10;LED84 = two % 10;LED85 = DIS_;LED86 = three / 10;LED87 = three % 10;/* 2、RTC演示函数 */voidRTC(void)if(+second
13、= 60)second = 0;if(+minute = 60)minute = 0;if(+hour = 24)hour = 0;if(+day 30)day = 0;if(+month 12)month = 0;if(+year = 99)year = 0;/*3、外部中断0子程序*/void int0() interrupt 0ch+;if(ch =6)ch = 0;delay(8);IE0 = 0;/*4、外部中断1子程序*/ void int1() interrupt 2a = 0;b = 0; KeyCode = 0;while(KeyCode != 28) /输入被修改位的高位，
14、按下B键确认 if(+cnt50ms = 50)/50ms扫描一次行列键盘cnt50ms = 0;IO_KeyScan();if(KeyCode !=28)a = KeyCode-17;play(ch, a, 0);RTC();DisplayRTC();KeyCode = 0;delay(8);while(KeyCode != 28) /输入被修改位的低位，按下B键确认 if(+cnt50ms = 50)/50ms扫描一次行列键盘cnt50ms = 0;IO_KeyScan();if(KeyCode !=28)b = KeyCode-17;play(ch, a, b);tem = a*10+b
15、; /被修改后数据寄存在tem变量中 if(ch = 0) /判断被修改的是哪一位，并赋予修改后值hour = tem;else if(ch = 1)minute = tem;else if(ch = 2)second = tem;else if(ch = 3)year = tem;else if(ch = 4)month = tem;else if(ch = 5)day = tem;elsealarm();KeyCode = 0;DisplayRTC();delay(8);IE1 = 0; /* 5、主函数 */void main(void)u8i,k;ch = 0;IP = 0x03; /
16、将定时器0中断赋予高优先级，使修改模式下能够正常显示修改结果P0M1 = 0;P0M0 = 0;/设置为准双向口P1M1 = 0;P1M0 = 0;/设置为准双向口P2M1 = 0;P2M0 = 0;/设置为准双向口P3M1 = 0;P3M0 = 0;/设置为准双向口P4M1 = 0;P4M0 = 0;/设置为准双向口P5M1 = 0;P5M0 = 0;/设置为准双向口P6M1 = 0;P6M0 = 0;/设置为准双向口P7M1 = 0;P7M0 = 0;/设置为准双向口AUXR = 0x80;/Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload, TH0
17、= (u8)(Timer0_Reload / 256);TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);ET0 = 1;/Timer0 interrupt enableTR0 = 1;/Tiner0 runEA = 1;/打开总中断EA = 1;EX0 = 1;IT0 = 1;EX1 = 1;IT1 = 1;display_index = 0;year = 90;month = 01;day = 01;hour = 11;/初始化时间值minute = 59;second = 59;KeyCode = 0;a = 0;b = 0;mod = 0;/for(i=0; i8; i+
18、)LED8i = DIS_BLACK;/上电消隐for(i=0; i= 50)/50ms扫描一次行列键盘cnt50ms = 0;IO_KeyScan();if(KeyCode = 27) /改变显示模式if(mod = 0)mod = 1;elsemod = 0;RTC();DisplayRTC();delay(8);KeyCode = 0;if(ahour = hour|aminute = minute) /判断是否到闹钟时间决定是否响铃led7 = 0; /使用led7代替蜂鸣器，灯亮表示蜂鸣器响else led7 = 1;if(KeyCode = 29)alarm();KeyCode =
19、 0;if(B_1ms)/1ms到B_1ms = 0;if(+msecond = 500)/1秒到msecond = 0;RTC();DisplayRTC(); /* 6、向HC595发送一个字节函数 */void Send_595(u8 dat)u8i;for(i=0; i8; i+)dat = 8)display_index = 0;/8位结束回0/*8、 Timer0 1ms中断函数 */void timer0 (void) interrupt TIMER0_VECTORDisplayScan();/1ms扫描显示一位B_1ms = 1;/1ms标志void IO_KeyDelay(vo
20、id)u8 i;i = 60;while(-i);voidIO_KeyScan(void)/50ms callu8j;j = IO_KeyState1;/保存上一次状态P0 = 0xf0;/X低，读YIO_KeyDelay();IO_KeyState1 = P0 & 0xf0;P0 = 0x0f;/Y低，读XIO_KeyDelay();IO_KeyState1 |= (P0 & 0x0f);IO_KeyState1 = 0xff;/取反if(j = IO_KeyState1)/连续两次读相等j = IO_KeyState;IO_KeyState = IO_KeyState1;if(IO_Key
21、State != 0)/有键按下F0 = 0;if(j = 0)F0 = 1;/第一次按下else if(j = IO_KeyState)if(+IO_KeyHoldCnt = 20)/1秒后重键IO_KeyHoldCnt = 18;F0 = 1;if(F0)j = T_KeyTableIO_KeyState 4;if(j != 0) & (T_KeyTableIO_KeyState& 0x0f != 0) KeyCode = (j - 1) * 4 + T_KeyTableIO_KeyState & 0x0f + 16;/计算键码elseIO_KeyHoldCnt = 0;P0 = 0xff
22、;/*9、修改模式下显示函数*/void play(u8 ch,u8 a,u8 b)u8 tea,teb;tea = a;teb = b;if(a 9)tea = 0;if(b 9)teb = 0;if(ch = 0|ch = 3)LED80 = tea;LED81 = teb;if(ch = 0)LED82 = DIS_;elseLED82 = DIS_BLACK; LED83 = DIS_BLACK;LED84 = DIS_BLACK;if(ch = 0)LED85 = DIS_;elseLED85 = DIS_BLACK;LED86 = DIS_BLACK;LED87 = DIS_BLA
23、CK;else if(ch = 1|ch = 4)LED80 = DIS_BLACK;LED81 = DIS_BLACK;if(ch = 1)LED82 = DIS_;elseLED82 = DIS_BLACK;LED83 = tea;LED84 = teb;if(ch = 1)LED85 = DIS_;elseLED85 = DIS_BLACK;LED86 = DIS_BLACK;LED87 = DIS_BLACK;elseLED80 = DIS_BLACK;LED81 = DIS_BLACK;if(ch = 2)LED82 = DIS_;elseLED82 = DIS_BLACK;LED8
24、3 = DIS_BLACK;LED84 = DIS_BLACK;if(ch = 2)LED85 = DIS_;elseLED85 = DIS_BLACK;LED86 = tea;LED87 = teb;/*10、闹钟设定模式函数*/void alarm() for(ach = 0; ach= 50)/50ms扫描一次行列键盘cnt50ms = 0;IO_KeyScan();if(KeyCode !=28)aa = KeyCode-17;play(ach, aa, 0); RTC();DisplayRTC();KeyCode = 0;delay(8);while(KeyCode != 28) i
25、f(+cnt50ms = 50)/50ms扫描一次行列键盘cnt50ms = 0;IO_KeyScan();if(KeyCode !=28)ab = KeyCode-17;play(ach, aa, ab);atem = aa*10+ab;if(ach = 0)ahour = atem;else if(ach = 1)aminute = atem; 四、 原理图设计1、矩阵键盘模块2、单片机及电源模块3、数码管显示模块4、外部中断0，1脉冲输入模块5、led7模拟蜂鸣器模块五、 心得体会通过这次单片机电子日历的课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。这个设计过程中，我们通过在原有的系统进行了改进，使之增添了年、日等的三个显示功能，使之成为一个更加适用，功能更加完备的属于自己的一个日历系统。设计结果能够符合题意，成功完成了此次实习要求，我们不只在乎这一结果，更加在乎的，是这个过程。这个过程中，我们花费了大量的时间和精力，更重要的是，我们在学会创新的基础上，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作。收获颇多，达到了实验的目的。