電子時(shí)鐘單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、第1章 系統(tǒng)總體方案選擇與說(shuō)明1.1設(shè)計(jì)要求（1）時(shí)間顯示形式為hh：mm:ss(h，m，s分別代表時(shí)間的小時(shí)，分鐘，秒鐘)。（2）顯示器選用lcd顯示器。（3）顯示時(shí)間可以調(diào)整，具備鬧鐘功能1.2設(shè)計(jì)思路根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇at89c51單片機(jī)為核心控制器件。顯示采用l液晶顯示屏，與單片機(jī)的接口為p0。鬧鐘的喇叭由p3端口的p36控制。1.3 設(shè)計(jì)方案該電子時(shí)鐘由89c51，button，1602 lcd液晶屏等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路，利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器0通過(guò)軟件擴(kuò)展產(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。鬧鐘和時(shí)鐘的時(shí)分秒的調(diào)節(jié)是

2、由一個(gè)按鍵控制，而另外一個(gè)按鍵控制時(shí)鐘和鬧鐘的時(shí)間的調(diào)節(jié)。第2章 設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖與工作原理2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 lcd顯示電路時(shí)鐘電路at89c51單片機(jī)獨(dú)立按鍵輸入電路喇叭電路圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖喇叭電路2.2 系統(tǒng)的工作原理該電子時(shí)鐘由stc89c51，button，1602 lcd液晶屏等構(gòu)成，采用晶振電路作為驅(qū)動(dòng)電路，晶振電路的晶振頻率為12mhz,使用的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式0，通過(guò)軟件擴(kuò)展產(chǎn)生的一秒定時(shí)，達(dá)到時(shí)分秒的計(jì)時(shí)，60秒為一分鐘，60分鐘為一小時(shí)，24小時(shí)為一天，又重00:00:00開(kāi)始計(jì)時(shí)。沒(méi)有按鍵按鍵按下時(shí)，時(shí)鐘正常運(yùn)行，當(dāng)按下調(diào)節(jié)時(shí)鐘按鍵k1，就會(huì)關(guān)閉時(shí)鐘，當(dāng)按下鬧

3、鐘按鍵k3時(shí)時(shí)鐘就會(huì)進(jìn)入設(shè)置時(shí)間界面，但是時(shí)鐘不會(huì)停止工作，按k2鍵，就可以對(duì)時(shí)鐘和鬧鐘要設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。第章硬件電路設(shè)計(jì)3.時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)利用外部12mhz晶振構(gòu)成振蕩電路作為時(shí)鐘源，時(shí)鐘電路的原理如圖3-1圖3-1 時(shí)鐘電路圖3.2獨(dú)立按鍵輸入電路按鍵處理設(shè)置為:當(dāng)有沒(méi)鍵按下時(shí)，時(shí)鐘正常運(yùn)行；當(dāng)按一次k1，時(shí)鐘停止走動(dòng)，按k2對(duì)秒進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)k1按2次時(shí)，按k2 對(duì)分進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)k1按下3次時(shí)，按k2 對(duì)小時(shí)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)按下4次k1時(shí)，校時(shí)完畢，時(shí)鐘按設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行正常走時(shí)。當(dāng)按1次k3進(jìn)入鬧鐘設(shè)置界面，時(shí)鐘繼續(xù)進(jìn)行走時(shí)，按k2對(duì)秒進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)按2次k3，按k2對(duì)分進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)按

4、3次k3，按k2對(duì)秒進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)按下4次k3時(shí)，鬧鐘設(shè)置完畢進(jìn)入時(shí)鐘顯示界面。電路圖如圖3-2圖3-2 獨(dú)立按鍵電路3.3 單片機(jī)系統(tǒng) at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用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

5、儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。at89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖3-3 圖3-3 單片機(jī)系統(tǒng)圖管腳說(shuō)明：vcc：供電電壓。gnd：接地。p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向

6、i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。xtal2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。3.4 液晶顯示lcd1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，第1腳：vss為電源地;

7、第2腳：vdd接5v電源正極；第3腳：v0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度）；第4腳：rs為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器；第5腳：rw為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作；第6腳：e(或en)端為使能(enable)端。 第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)端；第1516腳：空腳或背燈電源。電路如圖3-4 圖3-4 lcd液晶顯示圖 第4章 程序設(shè)計(jì)初始化4.1程序流程圖 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、時(shí)

8、間調(diào)整程序、延時(shí)程序四大模塊。系統(tǒng)的流程圖如圖4-1顯示字母time開(kāi)中斷tho和tlo裝入初值 f_k1=0&f_k3=0yeslcd顯示按鍵k2按鍵k1按鍵k3f_k3/f_k2=0f_k1/f_k2=0nono進(jìn)行時(shí)間調(diào)整yes yes喇叭鬧鐘時(shí)間=當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行鬧鐘設(shè)置yes圖4-1 程序流程圖4.2 設(shè)計(jì)思路 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要可分為主程序、定時(shí)計(jì)數(shù)中斷程序、時(shí)間調(diào)整程序、延時(shí)程序和lcd液晶驅(qū)動(dòng)程序。定時(shí)中斷程序是利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器0 實(shí)現(xiàn)1秒的定時(shí)，然后再利用軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)分小時(shí)，時(shí)間調(diào)整程序是利用單片機(jī)的內(nèi)部存貯器，把調(diào)整好的時(shí)間寫到顯示時(shí)間的存貯單元，然后啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)并

9、顯示，延時(shí)程序是利用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)達(dá)到去抖得目的。液晶啟動(dòng)程序是為了把單片機(jī)的數(shù)據(jù)送到顯示器的同時(shí)讓顯示器的第6腳使能端的電平實(shí)現(xiàn)由1到0的負(fù)跳變，使顯示器執(zhí)行顯示命令。主程序就是利用這些子程序中斷程序?qū)崿F(xiàn)顯示，定時(shí)，鬧鐘等功能。 第5章 調(diào)試結(jié)果及說(shuō)明5.1 時(shí)鐘正常運(yùn)行調(diào)試仿真圖 圖5.1 時(shí)鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)仿真圖 圖5.2 時(shí)鐘運(yùn)行一段時(shí)間后的仿真圖5.2 鬧鐘調(diào)試仿真圖 5.3 對(duì)鬧鐘的秒進(jìn)行設(shè)置 5.4 對(duì)鬧鐘的分進(jìn)行設(shè)置 5.5 對(duì)鬧鐘的小時(shí)進(jìn)行設(shè)置 5.6 設(shè)置好的鬧鐘時(shí)間 5.7 鬧鐘響鈴5.3時(shí)間調(diào)整仿真 5.8 對(duì)秒進(jìn)行調(diào)整 5.9 對(duì)分進(jìn)行調(diào)整 5.10 對(duì)時(shí)進(jìn)行調(diào)整 5.11

10、調(diào)整好的時(shí)間 第6章 使用說(shuō)明 當(dāng)么有鍵按下時(shí)，時(shí)鐘正長(zhǎng)運(yùn)行；當(dāng)按一次k1，時(shí)鐘停止走動(dòng)，按k2對(duì)秒進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)k1按2次時(shí)，按k2 對(duì)分進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)k1按下3次時(shí)，按k2 對(duì)分進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)按下4次k1時(shí)，校時(shí)完畢，時(shí)鐘按設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行正常走時(shí)。當(dāng)按1次k3進(jìn)入鬧鐘設(shè)置界面，時(shí)鐘繼續(xù)進(jìn)行走時(shí)，按k2對(duì)秒進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)按2次k3，按k2對(duì)分進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)按3次k3，按k2對(duì)秒進(jìn)行設(shè)置；當(dāng)按下4次k3時(shí)，鬧鐘設(shè)置完畢進(jìn)入時(shí)鐘顯示界面。第7章 心得體會(huì)兩周的課程設(shè)計(jì)到目前為止可以說(shuō)是告一段落了，我也順利的完成了自己的課題簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，由于自己一心準(zhǔn)備考研在這次課程設(shè)計(jì)上除了那些必要的時(shí)間其余也么有

11、花太多的時(shí)間，老師要我改進(jìn)的第三個(gè)跑表功能由于在程序上除了點(diǎn)問(wèn)題就么花時(shí)間去做了，所以這次設(shè)計(jì)還不算很完美剛開(kāi)始被分到這個(gè)課題的，感覺(jué)挺迷茫的，當(dāng)時(shí)就只知道軟件編程要用到定時(shí)器，自己也就在這方面懂一點(diǎn)，其余的關(guān)于硬件電路，液晶顯示電路的驅(qū)動(dòng)的什么都不知道，后來(lái)回來(lái)之后就看了一下五一單片機(jī)課程設(shè)計(jì)那本書(shū)，在網(wǎng)上找了一些資料對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)有了一定的了解。在大腦里面有了一個(gè)大致的思路了，于是就把仿真軟件裝好。第二天就開(kāi)始焊接電路板了，由于以前進(jìn)攻實(shí)習(xí)的時(shí)候有過(guò)焊接經(jīng)驗(yàn)，所以還比較順利但是由于那些焊孔太小太密，有時(shí)候也會(huì)把兩個(gè)連接起來(lái)但是后來(lái)還是成功的讓他們分開(kāi)了，經(jīng)過(guò)一上午的焊接總算完成了，但是其

12、中還是有不少的虛焊。電路板焊接成功后通電試驗(yàn)，led燈和顯示燈不亮后來(lái)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)原來(lái)是led 燈焊接反了，顯示燈不亮是因?yàn)橛袃蓚€(gè)焊孔連接起來(lái)了，經(jīng)過(guò)處理之后總算是圓滿完成任務(wù)了，但是把拆下來(lái)確實(shí)是個(gè)棘手的事，幾次都有種想砸板子的沖動(dòng)了。下午就進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)了在硬件方面的設(shè)計(jì)由于有了前面的基礎(chǔ)還比較順利，于是就在網(wǎng)上找了程序調(diào)試成功了。后來(lái)星期四下午自己又對(duì)這個(gè)程序進(jìn)行了一定的修改，終于達(dá)到了原先預(yù)想。在完成單片機(jī)課程設(shè)計(jì)后,發(fā)現(xiàn)還有許多不足,所學(xué)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,以至于還有一些功能不能很順利的完成。但通過(guò)學(xué)習(xí)這一次實(shí)踐,增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,提高和鞏固了單片機(jī)方面的知識(shí),特別是軟件方面。

13、從中增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神,并讓我們認(rèn)識(shí)到把理論應(yīng)用到實(shí)踐中去是多么重要。在此對(duì)我們的指導(dǎo)老師林國(guó)漢老師表示真心的感謝。 第章 參考文獻(xiàn)1、單片機(jī)原理及應(yīng)用李建忠 編 西安電子科技大學(xué)出版社。2、單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) 高峰 編 電子工業(yè)出版社。3、單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程鄒逢興 編 高等教育出版社。4、16位微型計(jì)算機(jī)原理接口及其應(yīng)用 朱宇光 編 電子工業(yè)出版社。5、微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) 吳秀清 編 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社。6、微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù) 鄧亞平 編 清華大學(xué)出版社。7、單片機(jī)原理及及應(yīng)用 王迎旭 編 機(jī)械工業(yè)出版社。第章附錄9.1 附錄a系統(tǒng)原理圖9.1電子時(shí)鐘原理圖9.2 附

14、錄b 程序清單#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar table=time;sbit lcden=p34;sbit lcdrs=p35;sbit beep=p36;extern void key1();extern void key2();extern void key3();uchar num,hour=12,minite,second,ahour,aminite,asecond,a,f_k1,f_k2,f_k3;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for

15、(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)lcdrs=0;p0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_data(uchar date)lcdrs=1;p0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_add(uchar add,uchar date)uchar aa,bb;aa=date/10;bb=date%10;write_com(0x80+add);write_data(0x30+aa);write_data(0x30+bb);void

16、init()lcden=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);void display(uchar h,uchar m,uchar s) write_com(0x80+0x04); write_data(:);write_data(0x30+(h/10);write_data(0x30+(h%10);write_data(:);write_data(0x30+(m/10);write_data(0x30+(m%10);write_data(:);write_data(0

17、x30+(s/10);write_data(0x30+(s%10);write_data( );write_data( );write_data( );write_data( );void main()init();tmod=0x01;th0=(65535-50000)/256;tl0=(65535-50000)%256;ea=1;tr0=1;et0=1;for(num=0;num4;num+)write_data(tablenum);while(1)key1();key2();key3();if(ahour=hour&aminite=minite&second10)beep=beep;if(

18、f_k1=0&f_k3=0)display(hour,minite,second);void timer0() interrupt 1 th0=(65535-50000)/256; tl0=(65535-50000)%256; a+; if(a=20)a=0;second+;if(second=60)second=0;minite+;if(minite=60)minite=0;hour+;if(hour=24)hour=0;#include reg52.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit k1=p10;sbit k

19、2=p11;sbit k3=p12;extern uchar f_k1,f_k3,second,minite,hour,ahour,aminite,asecond;extern void write_com(uchar com);extern void write_add(uchar add,uchar date);extern void display(uchar h,uchar m,uchar s);void delay_key(int i)while(i-);void key1() if(k1=0)delay_key(100);if(k1=0)tr0=0;while(!k1);f_k1+;if(f_k1=4)f_k1=0;write_com(0x0c);tr0=1;if(f_k1=1|f_k3=1)write_com(0x80+0x0c);write_com(0x0f);if(f_k1=2|f_k3=2)write_com(0x80+0x09);if(f_k1=3|f_k3=3)write_com(0x80+0x06);void ke