基于c語言單片機(jī)電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告　　課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)程序設(shè)計(jì)　　報(bào)告題目：電子時(shí)鐘　　學(xué)生姓名：　　所在學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院&l

2、t;p>　　專業(yè)班級(jí)：　　學(xué)生學(xué)號(hào)：　　指導(dǎo)教師：　　2013年12月25日　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

3、　　摘要　　單片計(jì)算機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)。由RAM、ROM、CPU構(gòu)成。定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化上。而51系列單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次課程設(shè)計(jì)通過對(duì)它的學(xué)習(xí)，應(yīng)用，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)軟、硬的能力。

4、;　　本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了一個(gè)基于AT89C51單片機(jī)的電子時(shí)鐘。并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時(shí)間。并通過一個(gè)控制鍵用來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的調(diào)節(jié)和是否進(jìn)入省電模式的轉(zhuǎn)換。應(yīng)用Proteus的ISIS軟件實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)電子時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。該方法仿真效果真實(shí)、準(zhǔn)確，節(jié)省了硬件資源。　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；子時(shí)鐘；鍵控制　　目錄</p&

5、gt;　　概述………………………………………………………………………5　　1.1電子時(shí)鐘簡(jiǎn)介………………………………………………………………5　　1.2電子時(shí)鐘的基本特點(diǎn)………………………………………………………5　　1.3電子時(shí)鐘的原理……………………………………………………………5<

6、;/p>　　二、方案設(shè)計(jì)選擇………………………………………………………………5　　2.1計(jì)時(shí)方案……………………………………………………………………5　　2.2顯示方案……………………………………………………………………5　　三、硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………………

7、…………6　　3.1單片機(jī)型號(hào)選擇……………………………………………………………6　　3.2數(shù)碼管顯示工作原理………………………………………………………6　　3.3鍵盤電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………7　　3.4電路原理圖…………………………………

8、………………………………7　　四、軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………7　　五、結(jié)論與心得………………………………………………………………………15　　六、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………16　　一

9、、概述　　1.1 電子時(shí)鐘簡(jiǎn)介　　1957年,Ventura發(fā)明了世界上第一個(gè)電子表，從而奠定了電子時(shí)鐘的基礎(chǔ)，電子時(shí)鐘開始迅速發(fā)展起來。現(xiàn)代的電子時(shí)鐘是基于單片機(jī)的一種計(jì)時(shí)工具，采用延時(shí)程序產(chǎn)生一定的時(shí)間中斷用于一秒的定義，通過計(jì)數(shù)方式進(jìn)行滿六十秒分鐘進(jìn)一，滿六十分小時(shí)進(jìn)一，滿二十四小時(shí)小時(shí)清零。從而達(dá)到計(jì)時(shí)的功能，是人民日常生活

10、補(bǔ)課缺少的工具。　　1.2 電子時(shí)鐘的基本特點(diǎn)　　現(xiàn)在高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石英鐘、石英表都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)試，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)、分、秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的

11、校對(duì)，片選的靈活性好。　　1.3 電子時(shí)鐘的原理　　該電子時(shí)鐘由89C51，BUTTON，六段數(shù)碼管等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路，由延時(shí)程序和循環(huán)程序產(chǎn)生的一秒定時(shí)，達(dá)到時(shí)分秒的計(jì)時(shí)，六十秒為一分鐘，六十分鐘為一小時(shí)，滿二十四小時(shí)為一天。而電路中唯一的一個(gè)控制鍵卻擁有多種不同的功能，按下又松開，可以實(shí)現(xiàn)屏蔽數(shù)碼管顯示的功能，達(dá)到省電的目的；直接按下不

12、松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，則可實(shí)現(xiàn)小時(shí)的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時(shí)加一。　　二、方案設(shè)計(jì)選擇　　2.1計(jì)時(shí)方案 　　方案1：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片　　現(xiàn)

13、在市場(chǎng)上有很多實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成電路，如DS1287、DS12887、DS1302等。這些實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需要程序干預(yù)。因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。　　方案2：使用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)器。　　利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行中端定時(shí)，配合軟件延

14、時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案節(jié)省硬件成本，但程序設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。　　2.2顯示方案　　對(duì)于實(shí)時(shí)時(shí)鐘而言，顯示顯然是另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通常LED顯示有兩種方式：動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。　　靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。但占有I

15、/O口線多，每一個(gè)LED都要占有一個(gè)I/O口，硬件開銷大，電路復(fù)雜。需要幾個(gè)LED就必須占有幾個(gè)并行口，比較適用于LED數(shù)量較少的場(chǎng)合。當(dāng)然當(dāng)LED數(shù)量較多的時(shí)候，可以使用單片機(jī)的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較麻煩。　　LED動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式需要占有CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒有太多實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)的情況下可以采用。<p&g

16、t;　　本系統(tǒng)需要采用6位LED數(shù)碼管來分別顯示時(shí)、分、秒，因數(shù)碼管個(gè)數(shù)較多，故本系統(tǒng)選擇動(dòng)態(tài)顯示方式。　　三、硬件設(shè)計(jì)　　3.1單片機(jī)型號(hào)的選擇　　通過對(duì)多種單片機(jī)性能的分析，最終認(rèn)為89C51是最理想的電子時(shí)鐘開發(fā)芯片。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器

17、的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器，器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C5是一種高效微控制器，而且它與MCS-51兼容，且具有4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器和1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年等特點(diǎn)，是最好的選擇。　　3.2數(shù)碼管顯示工作原理

18、　　數(shù)碼管是一種把多個(gè)LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽型，一種是共陰型。共陽型就是把多個(gè)LED顯示段的陽極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個(gè)LED顯示段的陰極接在一起，即為公共商。陽極即為二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。通常的數(shù)碼管又分為8段，即8個(gè)LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為A、B、C、D、E、F、G、DP，其中DP是小數(shù)點(diǎn)位段。而多位

19、數(shù)碼管，除某一位的公共端會(huì)連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會(huì)連接在一起。即所有的A段都會(huì)連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的8段輸入及其公共端電平一直有效。動(dòng)態(tài)顯示的原理是，各個(gè)數(shù)碼管的相同段連接在一起，共同占用8位段引管線；每位數(shù)碼管的陽極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個(gè)數(shù)碼管公共端加有效信號(hào)，在此同時(shí)給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號(hào)，

20、當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時(shí)，顯示就會(huì)清晰顯示出來。　　3.3鍵盤電路設(shè)計(jì)　　該設(shè)計(jì)只用了一個(gè)鍵盤，但實(shí)現(xiàn)的功能卻是比較完善，減少了硬件資源的損耗，該鍵盤可以實(shí)現(xiàn)小時(shí)和分鐘的調(diào)節(jié)；直接按下不松開，則可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)分鐘的累加，每按一次分鐘加一；而連續(xù)兩次按下按鍵不放松，則可實(shí)現(xiàn)小時(shí)的調(diào)節(jié)，同樣每按一次小時(shí)加一。達(dá)

21、到時(shí)間調(diào)節(jié)的目的。　　3.4電路原理圖　　四、軟件設(shè)計(jì)　　#include <reg52.h>　　#include <intrins.h><p

22、>　　#define uchar unsigned char　　#define uint unsigned int　　#define somenop {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} //宏定義掩延時(shí)函數(shù)　　sbit K1=P3^0; //位定義<

23、/p>　　sbit K2=P3^1;　　sbit K3=P3^2;　　sbit K4=P3^3;　　sbit D34=P3^4;　　sbit SCL = P2^0;　　sbit SDA = P2^1;&

24、lt;/p>　　void diyi();　　void xianshi();//函數(shù)聲明　　void panduan(); //函數(shù)聲明　　void delay(uchar z); //函數(shù)聲明　　uchar t=0,n=1,m=59,

25、a,temp;//定義變量　　uchar code at[]={0xe0,0xd0,0xb0,0x70}; //定義數(shù)組　　uchar code as[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};　　uchar code b[]={0x80,0

26、x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};　　uint cnt;　　void delay_us(uchar tt) //短延時(shí)函數(shù)　　{ 　　while(tt--);<

27、/p>　　}　　/****************************/　　/***********初始化***********/ 　　/**************************/<p

28、>　　/********at24c02***********/　　void I2C_start()//I^2C模塊　　{　　SDA = 1;　　_nop_();</b

29、>　　SCL = 1;　　somenop;　　SDA = 0;　　somenop;<

30、p>　　SCL = 0;　　}　　void I2C_stop()　　{　　SDA = 0;

31、　　_nop_();　　SCL = 1;　　somenop;　　SDA = 1;

32、}　　void I2C_ack(bit ackbit)　　{　　if(ackbit)　　SDA = 0;　　else

33、　　SDA = 1;　　somenop;　　SCL = 1;　　somenop;

34、　　SCL = 0;　　SDA = 1;　　somenop;　　}　　bit I2C_waitac

35、k()　　{　　SDA = 1;　　somenop;　　SCL = 1;<

36、;b>　　somenop;　　if(SDA)　　{　　SCL = 0;　　I2C_stop();<p&

37、gt;　　return 0;　　}　　else　　{　　SCL = 0;</

38、p>　　return 1;　　}　　}　　void I2C_write(uchar dat)　　{</b&

39、gt;　　uchar i;　　for(i=0;i<8;i++)　　{　　if(dat&0x80)　　SDA = 1;<

40、;/b>　　else 　　SDA = 0;　　somenop;　　SCL = 1;<

41、p>　　dat <<= 1;　　somenop;　　SCL = 0;　　}　　}

42、　　uchar I2C_read()　　{　　uchar dat;　　uchar i;　　for(i=0;i<8;i++)&l

43、t;b>　　{　　SCL = 1;　　somenop;　　dat <<= 1;　　if(SDA)

44、　　dat |= 0x01;　　SCL = 0;　　somenop;　　}　　return dat;

45、;　　}　　void W_at24c02(uchar add,uchar dat)　　{　　I2C_start();　　I2C_write(0xa0);

46、　I2C_waitack();　　I2C_write(add);　　I2C_waitack();　　I2C_write(dat);　　I2C_waitack();　　I2C_stop();

47、　　delay_us(300);　　}　　uchar R_at24c02(uchar add)　　{　　uchar AT_temp;　　I2C_start

48、();　　I2C_write(0xa0);　　I2C_waitack();　　I2C_write(add);　　I2C_waitack();　　I2C_start();　　I2C_writ

49、e(0xa1);　　I2C_waitack();　　AT_temp = I2C_read();　　I2C_ack(0);　　I2C_stop();　　return AT_temp; <

50、;b>　　}　　/**************************/　　/************main**********/　　void main()　　{&

51、lt;b>　　diyi();　　t= R_at24c02(24); //程序運(yùn)行時(shí)，讀取掉電前數(shù)據(jù)　　m= R_at24c02(23);　　n= R_at24c02(25);　　while(1)<

52、/p>　　{　　panduan();//判斷子函數(shù)　　xianshi();//顯示子函數(shù)　　}　　}<

53、;p>　　void diyi()//定義子函數(shù)　　{　　P2=0xbf;　　P0=0xbf;　　TMOD=0x01;<p

54、>　　TH0=(65536-50000)/256;　　TL0=(65536-50000)%256;　　EA=1;　　ET0=1;　　TR0=1;<

55、/p>　　}　　void exer1() interrupt 1 //定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1　　{　　uchar t1;　　TH0=(

56、65536-50000)/256;　　TL0=(65536-50000)%256;　　t1++;　　if(t1==10)　　{P2=0x9f;P0=0x00;}　　if(t1==20)<

57、/p>　　{　　P2=0x9f;P0=0xff;　　t1=0;　　t++;　　W_at24c02(24,t ); //每隔一秒

58、，保存當(dāng)前數(shù)據(jù)　　delay(3);　　W_at24c02(23,m);　　delay(3);　　W_at24c02(25,n);

59、　if(t==60)　　{ t=0; m++; 　　if(m==60)　　{ m=0; n++; }　　if(n==24)

60、;　　n=0;　　} 　　}　　}　　void xianshi()//顯示函數(shù) &l

61、t;p>　　{　　P2 = 0xdf;P0 =b[0]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as[t%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[1]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =a

62、s[(t/10)%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[2]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =0xbf; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[3]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff

63、; P0 =as[m%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[4]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as[(m/10)%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[5]; P2=0x1f; P0=0

64、xff; P2 = 0xff; P0 =0xbf; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[6]; P2=0x1f; P0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as[n%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　P2 = 0xdf;P0 =b[7]; P2=0x1f; P

65、0=0xff; P2 = 0xff; P0 =as[(n/10)%10]; P2=0x1f;P0=0x00;delay(3);　　}　　void delay(uchar z)//延時(shí)函數(shù)　　{

66、　uchar i,j;　　for(i=0;i<z;i++)　　for(j=0;j<110;j++);　　}　　void panduan()//判斷函數(shù)　　{<

67、;/b>　　P3=0xfe; 　　delay(5);　　temp=P3;　　temp=temp&0xf0;<p&g

68、t;　　if(temp!=0xf0)　　{　　delay(5);　　if(temp!=0xf0)　　{　　w

69、hile(P3!=0xfe);　　if(temp==at[0])　　{ 　　a++;TR0=0; if(a==4) {a=0;TR0=1;}　　}　　i

70、f(temp==at[1])　　{　　if(a==1)　　{ t++; if(t==60){ t=0;} }　　if(a==2)<

71、;p>　　{m++;if(m==60){m=0;}}　　if(a==3)　　{ n++;if(n==24){n=0;}}　　}　　if(temp==at[2])<

72、;p>　　{　　if(a==1)　　{if(t==0){t=60;}t--;}　　if(a==2)　　{if(m==0){m=60;}m--;}<

73、/p>　　if(a==3)　　{if(n==0){n=24;}n--;}　　}　　P2 = 0xc0;P0 =b[7]; P2=0x00;P0=0xff;P2 = 0xe0;P0 =0xff;P2=0x00;P

74、0=0x00;delay(3);　　}　　}　　}　　五、結(jié)論與心得　　在廖亦

75、凡和曹鐵軍老師耐心的指導(dǎo)下，我順利完成了這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)課題中的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)，過這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到本人對(duì)單片機(jī)方面的知識(shí)知道的太少了，對(duì)于書本上的很多知識(shí)還不能靈活運(yùn)用，尤其是對(duì)程序設(shè)計(jì)語句的理解和運(yùn)用，不能夠充分理解每個(gè)語句的具體含義，導(dǎo)致編程的程序過于復(fù)雜，使得需要的存儲(chǔ)空間增大。損耗了過多的內(nèi)存資源。　　本次的設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所

76、學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識(shí)，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐基礎(chǔ)，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)在查找資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識(shí)，在和同學(xué)協(xié)作過程中增進(jìn)同學(xué)間的友誼，使我對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。　　最后，感謝廖亦凡和曹鐵軍老師對(duì)我的細(xì)心的指導(dǎo)

77、，正是由于老師們的細(xì)心的輔導(dǎo)和他們提供給我們的參考資料，使得我的課程設(shè)計(jì)能夠順利的完成，同時(shí)在課程設(shè)計(jì)過程中，我們鞏固和學(xué)習(xí)了我們的單片機(jī)知識(shí)。相信這對(duì)我以后的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)有很大的幫助！　　六、參考文獻(xiàn)　　[1] 張毅剛.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》.高等教育出版社，2009

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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