单片机课程设计-电子时钟.doc

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）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LED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 led1=P1^2;

5

sbit led2=P1^1;

6

sbit led3=P1^0;

7

sbit led4=P1^4;

8

9

sbit lk138=P1^3;

10

sbit beep=P1^5;

11

12

sbit key1=P3^0; //模式设定

13

sbit key2=P3^1; //时间位

14

sbit key3=P3^2; //时间调整

15

sbit key4=P3^4; //跑表

16

sbit key5=P3^5; //开关闹钟

17

sbit key6=P3^6; //秒位清零键

18

19

uint temp,temp1;

20

uchar p1,p2,p3;

21

uchar moshi,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,0xd3,0x5d,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,uchar 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()

70

{

71

initTimer0();

72

while(1)

73

{ key_s1();

74

ms();

75

if(miao>0x3b)

76

{ miao=0;

77

fen++;

78

if(fen>0x3b)

79

{

80

fen=0;

81

shi++;

82

if(shi>0x17)

83

{ shi=0;

84

}

85

}

86

}

87

88

if(p3>0x63)

89

{

90

p3=0;

91

p2++;

92

if(p2>0x3b)

93

{

94

p2=0;

95

p1++;

96

if(p1>0x09)

97

{ p1=0;

98

}

99

}

100

}

101

if(key6==0)

102

{miao=0;

103

}

104

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)&(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

void disp(uchar h,uchar m,uchar s)

143

{

144

P0=0xf0;

145

P2=table[s%10];

146

delay(1);

147

P2=0x00;

148

149

P0=0xf1;

150

P2=table[s/10];

151

delay(1);

152

P2=0x00;

153

154

P0=0xf2;

155

P2=table[m%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=table[m/10];

165

delay(1);

166

P2=0x00;

167

168

P0=0xf4;

169

P2=table[h%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=table[h/10];

180

delay(1);

181

P2=0x00;

182

}

183

void disp1(uchar hp,uchar mp,uchar sp) 184

185

{

186

P0=0xf0;

187

P2=table[sp%10];

188

delay(1);

189

P2=0x00;

190

191

P0=0xf1;

192

P2=table[sp/10];

193

delay(1);

194

P2=0x00;

195

196

P0=0xf2;

197

P2=table[mp%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=table[mp/10];

207

delay(1);

208

P2=0x00;

209

210

P0=0xf4;

211

P2=table[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

if(moshi>6) 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=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

key_s2(); key_s3_n5(); 265

break;

266

case 6:disp1(p1,p2,p3); 267

led1=1;led2=1;led3=1;led4=1;

268

if(key5==0) p1=p2=p3=0; 269

break;

270

default: break;

271

}

272

273

}

274

275

void key_s2(void)

276

{

277

P3=0xff;

278

if(P3==0xfd)

279

{ delay(5);

280

if(P3==0xfd)

281

{ delay(100);

282

if(P3==0xff)

283

smoshi++;

284

}

285

if(smoshi>2) smoshi=0;

286

}

287

}

288

void key_s3(void)

289

{

290

P3=0xff;

291

if(P3==0xfb)

292

{

293

switch(smoshi)

294

{

295

case 0:miao++; if(miao>59) 296

miao=0; break;

297

case 1:fen++; if(fen>59) 298

fen=0; break;

299

case 2:shi++; if(shi>23) 300

shi=0; break;

301

default: break;

302

}

303

}

304

}

305

306

void key_s3_n1(void)

307

{

308 P3=0xff;

309

if(P3==0xfb)

310

{

311

switch(smoshi)

312

{

313

case 0:miao1++; if(miao1>49) 314

miao1=0; break;

315

case 1:fen1++; if(fen1>59) 316

fen1=0; break;

317

case 2:shi1++; if(shi1>23) 318

shi1=0; break;

319

default: break;

320

}

321

}

322

}

323

324

void key_s3_n2(void)

325

{

326

P3=0xff;

327

if(P3==0xfb)

328

{

329

switch(smoshi)

330

{

331

case 0:miao2++; if(miao2>49) 332

miao2=0; break;

333

case 1:fen2++; if(fen2>59) 334

fen2=0; break;

335

case 2:shi2++; if(shi2>23) 336

shi2=0; break;

337

default: break;

338

}

339

}

340

}

341

void key_s3_n3(void)

342

{

343

P3=0xff;

344

if(P3==0xfb)

345

{

346

switch(smoshi)

347

{

348

case 0:miao3++; if(miao3>49) 349

miao3=0; break;

350

case 1:fen3++; if(fen3>59) 351

fen3=0; break;

352

case 2:shi3++; if(shi3>23) 353

shi3=0; break;

354

default: break;

355

}

356

}

357

}

358

void key_s3_n4(void)

359

{

360

P3=0xff;

361

if(P3==0xfb)

362

{

363

switch(smoshi)

364

{

365

case 0:miao4++; if(miao4>59) 366

miao4=0; break;

367

case 1:fen4++; if(fen4>59) 368

fen4=0; break;

369

case 2:shi4++; if(shi4>23) 370

shi4=0; break;

371

default: break;

372

}

373

}

374

}

375

void key_s3_n5(void)

376

{

377

P3=0xff;

378

if(P3==0xfb)

379

{

380

switch(smoshi)

381

{

382

case 0:miao5++; if(miao5>59) 383

miao5=0; break;

384

case 1:fen5++; if(fen5>59) 385

fen5=0; break;

386

case 2:shi5++; if(shi5>23) 387

shi5=0; break;

388

default: break;

389

}

390

}

391

}

392

void delay(uint ms)

393

{

394

uint x,y;

395

for (x=0;x<60;x++)

396 for (y=0;y

397

}

398

399

void Timer0Interrupt(void) interrupt 1 400

{ temp++;

401

if(temp==0x1388) //设置定时器工402

作循环500次

403

{

404

temp=0;

405

miao++;

406

407

}

408

}

409

void Timer1Interrupt(void) interrupt 3 410

{

411

TH1 = 0x0D8;

412

TL1 = 0x0F0;

413

p3++;

414

}

415

416

417

418

419

420

421

422

423

424

425

426

427