單片機課程設計實驗報告+基于單片機的數(shù)字時鐘+含完整實驗代碼要點

1、單片機課程設計報告基于單片機的數(shù)字時鐘姓名: 班級: 學號:利用實驗板上的4個LED數(shù)碼管，設計帶有鬧鈴、秒表功能的數(shù)字時鐘。功能要求：a）計時并顯示（LED）。由于實驗板上只有 4位數(shù)碼管，可設計成顯示“時分” 和顯示“分秒”并可切換。b） 時間調(diào)整功能。利用 4個獨立按鈕，實現(xiàn)時鐘調(diào)整功能。這4個按鈕的功能為工作模式切換按鈕（MODE）,數(shù)字加（INC）,數(shù)字減（DEC）和數(shù)字移 位（SHITF）。c） 定鬧功能。利用4個獨立按鈕設定鬧鐘時間，時間到以蜂鳴器響、繼電器動 作作為鬧鈴。d） 秒表功能。最小時間單位 0.01秒。硬件原理分析1 .電源部分電源通路0電源部份采用兩種輸入接口（如上

2、圖）。a）外電源供電，采用2.1電源座，可接入電源 DC5V,經(jīng)單向保護D1接入開關(guān) S1。b） USB供電，USB供電口輸入電源也經(jīng) D1單向保護，送到開關(guān) S1。注：兩路電源輸入是并連的，因此只選擇一路就可以了，以免出問題。S1為板子工作電源開關(guān)，按下后接通電源，提供VCC給板子各功能電路。電路采用兩個濾波電容，給板子一個更加穩(wěn)定的工作電源。LED為電源的指示燈，通電后 LED燈亮。2.蜂鳴器蜂鳴器分為有源和無源兩種，有源即兩引腳有一個直流電源就可以長鳴，無源則需要 一個1K左右的脈沖才可以蜂鳴，因此對于按鍵的提示音及報警蜂鳴使用有源來得方便。 有源也可以當無源使用，而無源則不能當有源使用

3、，當然用有源蜂鳴器作音樂發(fā)聲會失真 厲害。如上圖：單片機P15輸出高低電平經(jīng) R21連接三極管B極，控制三極管的導通與截止,從而控制蜂鳴器的工作。低電平時三極管導通，蜂鳴器得電蜂鳴，高電平時三極管截止, 蜂鳴器失電關(guān)閉蜂鳴。3.數(shù)碼管電路使用一個四位共陽型數(shù)碼管，四個公共陽級由三極管放大電流來驅(qū)動，三極管由P10-P13控制開與關(guān)。數(shù)碼管的陰級由P0 口經(jīng)過電阻限流連接。例如，要十位的數(shù)碼管工作，P12輸出0,使三極管 Q12導通，8腳得電，當P0 口相應位有輸出。時，點亮相應的LED燈組合各種字符數(shù)字。4. 獨立鍵盤如上圖，由六個按鍵組成，每個按鍵的一端連接IO 口，另一端直接連接 GND

4、（0電位）。六個按鍵分別接入 P37-P32,只要按下按鍵，相應位的 IO 口位將被拉為低電平（0）, 程序可以判斷相應位是否為 0來確認按鍵己按下。5. 動態(tài)顯示動態(tài)顯示驅(qū)動電路是單片機應用中最常用的顯示方式。動態(tài)顯示接口電路是把所有顯示器的 8 個筆劃段的同名段連在一起，而每一個顯示器的公共極 COM 是各自獨立地受I/O 線控制。 CPU 向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是哪個顯示器亮，則取決于 COM 端。在輪流點亮掃描過程中， 每位顯示器的點亮時間是極為短暫的 （約 1ms） ， 但由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同

5、時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。動態(tài)掃描顯示必須由 CPU 不斷地調(diào)用顯示程序， 才能保證持續(xù)不斷的顯示。 在實際工作中，當然不可能只顯示，這樣在兩次調(diào)用顯示程序之間的時間間隔就不一定了，如果時間間隔比較長，就會使顯示不連續(xù)。三、軟件設計主程序?qū)存I1設定為功能選擇鍵，每按一次按鍵1,進入相應的功能模式。分秒顯示1按下后，進入下一模式。分秒顯示模式下，數(shù)碼管顯示時鐘時間的分和秒。當按鍵時分顯示1按下后，進入下一模式。時分顯示模式下，數(shù)碼管顯示時鐘時間的時和分。當按鍵時間調(diào)整時間調(diào)整按鍵34時十位減一按鍵4按鍵4時間調(diào)整模式下，僅調(diào)整時鐘的時、分。

6、數(shù)碼管閃爍的為當前調(diào)整的位子，按鍵2為加，按鍵3為減，按鍵4為移位鍵。鬧鐘鬧鐘按鍵4鬧鐘模式下，可設置鬧鐘的時、分。數(shù)碼管閃爍的為當前調(diào)整的位子，按鍵2為加，按鍵3為減，按鍵4為移位鍵。當鬧鐘時間調(diào)整完畢之后，按下按鍵5,確認鬧鐘時間。隨后等待時鐘時間到達鬧鐘時間。時鐘時間到達鬧鐘時間后，蜂鳴器工作。秒表秒表模式下，按下按鍵 4,秒表開始計時；再次按下按鍵4,秒表暫停。按下按鍵2或按鍵3,秒表清零。四、軟件調(diào)試在軟件調(diào)試過程中碰到了很多問題。其中比較重要的幾個問題如下：1、時鐘調(diào)整子程序中，時、分的十位數(shù)、個位數(shù)加減不符合常識。比如在加減時，小時可以達到 27 、 28 等數(shù)值，而這是不符合常

7、識的。在查看代碼后發(fā)現(xiàn)， 可以在加、 減過程中設置if 函數(shù)判斷當前所處位置， 調(diào)整當前數(shù)值所能達到的最大值或最小值。修改后代碼如下：按鍵 2 加else if(keyval=0xbf) /if(pos=0)dispbufpos+;if(dispbufpos=3)dispbufpos=0;else if(pos=1)if(dispbuf0=0|dispbuf0=1) dispbufpos+;dispbufpos=dispbufpos%10;if(dispbuf0=2)dispbufpos+;if(dispbufpos>=4)dispbufpos=0;else if(pos=2)dispb

8、ufpos+;if(dispbufpos=6) dispbufpos=0;else if(pos=3)dispbufpos+;dispbufpos=dispbufpos%10;else if(keyval=0xdf) /按鍵 3 減if(pos=0)if(dispbufpos=0)dispbufpos=2;else dispbufpos-;else if(pos=1)if(dispbuf0=0|dispbuf0=1)if(dispbufpos=0)dispbufpos=9;else dispbufpos-;if(dispbuf0=2)if(dispbufpos>=4&&d

9、ispbufpos<=9)dispbufpos=3;else if(dispbufpos=0)dispbufpos=3;elsedispbufpos-;else if(pos=2)if(dispbufpos=0)dispbufpos=5;else dispbufpos-;else if(pos=3)if(dispbufpos=0)dispbufpos=9;else dispbufpos-;2、 秒表模式下， 無法很好地區(qū)分當前計時所達到的具體數(shù)值。 在秒的個位數(shù)位子設置一個小數(shù)點，使秒表的顯示更加直觀。修改后代碼如下：在程序開始處，添加如下代碼：unsigned char code se

10、gtab_dot=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10;/ 帶小數(shù)點的數(shù)碼管代碼在 void t0int(void) interrupt 1 using 1之中添加如下代碼：if(mode=4&&P1=0xfd)/ 秒表處顯示小數(shù)點的 if 語句P0=segtab_dotdispbufdispindex;elseP0=segtabdispbufdispindex;3、 在秒表運行一遍后， 進入其他模式操作完畢， 再次進入秒表模式下發(fā)現(xiàn)秒表無法清 零。檢查代碼后發(fā)現(xiàn)，在鬧鐘模式下，進入秒表模式時，未對秒表清零。修改后代

11、碼如下：if(keyval=0x7f)/1 號按鍵 模式 進入秒表模式 mode=4;old_ss=0;old_ms=0;miaobiao_ss=old_ss;miaobiao_ms=old_ms;dispbuf0=miaobiao_ss/10;dispbuf1=miaobiao_ss%10;dispbuf2=miaobiao_ms/10;dispbuf3=miaobiao_ms%10;clocksing=0;附完整實驗代碼：，*基于單片機的數(shù)字時鐘功能：時鐘、鬧鐘、秒表模式 0 ：時鐘顯示模式-分、秒模式 0 下，數(shù)碼管顯示時鐘時間 - 分、秒。按鍵說明：按鍵 1：選擇下一模式。模式 1 ：

12、時鐘顯示模式- 時、分模式 1 下，數(shù)碼管顯示時鐘時間 - 時、分。按鍵說明：按鍵 1：選擇下一模式。模式 2 ：時鐘調(diào)整模式模式 2 下，調(diào)整時鐘時間，僅調(diào)整時、分時間。按鍵說明：按鍵1：選擇下一模式。按鍵2：增加選中數(shù)碼管的數(shù)值。按鍵3：減少選中數(shù)碼管的數(shù)值。按鍵4：移位鍵，按鍵選擇下一數(shù)碼管。模式 3 ：鬧鐘模式模式 3 下，設置鬧鈴時間之后，等時鐘到達相應時間，發(fā)出鈴聲。按鍵說明：按鍵1：選擇下一模式。按鍵2：增加選中數(shù)碼管的數(shù)值。按鍵3：減少選中數(shù)碼管的數(shù)值。按鍵4：移位鍵，按鍵選擇下一數(shù)碼管。按鍵5：設置鬧鈴時間后，按鍵確認，數(shù)碼管顯示當前時鐘時間。模式 4 ：秒表模式模式 4 為

13、秒表模式，可記錄0-59 秒。最小時間單位為 0.01 秒。按鍵說明：按鍵1：選擇下一模式。按鍵2：清除秒表當前數(shù)值。按鍵3：清除秒表當前數(shù)值。按鍵4：開始、暫停秒表。*/*#include <reg52.h>unsigned char dispbuf4=0,0,0,0;unsigned char code segtab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/ 不帶小數(shù)點的數(shù)碼管代碼unsigned char code segtab_dot=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78

14、,0x00,0x10;/ 帶小數(shù)點的數(shù)碼管代碼unsigned char code bittab=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7;unsigned char dispindex;unsigned char mode;unsigned char pos;unsigned char keyval;unsigned char hh,mm,ss;unsigned char miaobiao_ms=0,miaobiao_ss=0; / 秒表unsigned char old_ms,old_ss;/ 保存秒表時間unsigned char clock_hh,clock_mm;unsigned in

15、t clock_shanshuo;閃爍sbit clocksing=P1A5;/ 用于存放所設鬧鐘時間/ 用于控制鬧鐘調(diào)整時間時是否閃爍0 ： 閃爍 1 ： 不鬧鐘所用蜂鳴器unsigned int cnt;unsigned char cnt1;unsigned char cnt2;/用于10ms轉(zhuǎn)1s計數(shù)用于10ms轉(zhuǎn)0.5s處計數(shù)（用于閃爍）用于秒表處計時unsigned char keyscan(void);void delay(unsigned int t);void keypro(void);bit flash;/*主函數(shù) */void main(void)TMOD=0x11;TH0

16、=(0-2000)/256;TL0=(0-2000)%256;ET0=1;TR0=1;TH1=(0-2000)/256;TL1=(0-2000)%256;ET1=1;TR1=0;/ 秒表 先不開EA=1;mode=0;hh=02;mm=03;ss=15;while(1)if(mode=3)if(hh=clock_hh)if(mm=clock_mm)clocksing=0;elseclocksing=1; else clocksing=1;if(keyscan()=0xff) continue; keypro();/*鍵掃描程序*/unsigned char keyscan(void) P3=0

17、xff;keyval=P3;if(keyval=0xff) return 0xff;delay(10000);if(keyval!=P3)return 0xff;elsewhile(P3!=0xff);return keyval;/*時鐘中斷及顯示程序*/void t0int(void) interrupt 1 using 1 TH0=(0-2000)/256;TL0=(0-2000)%256;/2msP0=0xff;P1=0xff;P1=bittabdispindex;if(mode=4&&P1=0xfd)/秒表處顯示小數(shù)點的if 語句(P0=segtab_dotdispbu

18、fdispindex; else (P0=segtabdispbufdispindex;if(dispindex=pos)&&(flash=1)&&(mode=2|(mode=3&&clock_shanshuo=0) /閃爍控制程序(P0=0xff;P1=0xf0;dispindex+;dispindex=dispindex&0x03;cnt+;cnt1+;if(cnt1>=250)/0.5ms 閃爍( cnt1=0; flash=flash;if(cnt>=500)/2ms*500=1s( cnt=0; ss+; if(ss

19、>=60) ( ss=0; mm+; if(mm>=60) ( mm=0; hh+; if(hh>=24) (hh=0;if(mode=0)dispbuf0=mm/10;dispbuf1=mm%10;dispbuf2=ss/10;dispbuf3=ss%10;else if(mode=1|(mode=3&&clock_shanshuo=1)dispbuf0=hh/10;dispbuf1=hh%10;dispbuf2=mm/10;dispbuf3=mm%10;/*按鍵選擇，進入不同模式*/void keypro(void)switch(mode)case 0:/

20、 顯示分秒if(keyval=0x7f)mode=1;dispbuf0=hh/10;dispbuf1=hh%10;dispbuf2=mm/10; dispbuf3=mm%10; break;case 1:/ 顯示時分if(keyval=0x7f)mode=2;dispbuf0=hh/10;dispbuf1=hh%10;dispbuf2=mm/10;dispbuf3=mm%10;break;case 2:/ 時間調(diào)整 （ 只調(diào)整時分）if(keyval=0x7f) /按鍵 1 調(diào)整模式進入鬧鐘模式mode=3;clock_hh=0;clock_mm=0;clock_shanshuo=0;hh=d

21、ispbuf0*10+dispbuf1; / mm=dispbuf2*10+dispbuf3;dispbuf0=clock_hh/10;dispbuf1=clock_hh%10;dispbuf2=clock_mm/10;dispbuf3=clock_mm%10;TR0=1;保存調(diào)整后的時間/ 顯示鬧鐘的初始時間else if(keyval=0xbf) /if(pos=0)按鍵 2dispbufpos+;if(dispbufpos=3)dispbufpos=0;else if(pos=1)if(dispbuf0=0|dispbuf0=1) dispbufpos+;dispbufpos=dispb

22、ufpos%10;if(dispbuf0=2)dispbufpos+;if(dispbufpos>=4)dispbufpos=0;else if(pos=2)dispbufpos+;if(dispbufpos=6)dispbufpos=0;else if(pos=3)dispbufpos+;dispbufpos=dispbufpos%10;else if(keyval=0xdf) /按鍵 3 減if(pos=0)if(dispbufpos=0)dispbufpos=2;else dispbufpos-;else if(pos=1)if(dispbuf0=0|dispbuf0=1)if(d

23、ispbufpos=0)dispbufpos=9;else dispbufpos-;if(dispbuf0=2)if(dispbufpos>=4&&dispbufpos<=9)dispbufpos=3;else if(dispbufpos=0)dispbufpos=3; else dispbufpos-;else if(pos=2)if(dispbufpos=0)dispbufpos=5;else dispbufpos-;else if(pos=3)if(dispbufpos=0)dispbufpos=9;else dispbufpos-;else if(keyva

24、l=0xef) /按鍵 4 移位pos+;pos=pos&03; break;case 3: / 鬧鐘模式if(keyval=0x7f)/ 按鍵 1 調(diào)整模式進入秒表模式mode=4;old_ss=0;old_ms=0;miaobiao_ss=old_ss;miaobiao_ms=old_ms;dispbuf0=miaobiao_ss/10;dispbuf1=miaobiao_ss%10;dispbuf2=miaobiao_ms/10;dispbuf3=miaobiao_ms%10;else if(keyval=0xbf)/ 按鍵 2 加clock_shanshuo=0;if(pos=

25、0)dispbufpos+;if(dispbufpos=3)dispbufpos=0;else if(pos=1)if(dispbuf0=0|dispbuf0=1)dispbufpos+;dispbufpos=dispbufpos%10;if(dispbuf0=2)dispbufpos+;if(dispbufpos>=4)dispbufpos=0;else if(pos=2)dispbufpos+;if(dispbufpos=6)dispbufpos=0;else if(pos=3)dispbufpos+;dispbufpos=dispbufpos%10;else if(keyval=0

26、xdf)/ 按鍵 3 減clock_shanshuo=0;if(pos=0)if(dispbufpos=0)dispbufpos=2; else dispbufpos-;else if(pos=1)if(dispbuf0=0|dispbuf0=1)if(dispbufpos=0)dispbufpos=9;else dispbufpos-;if(dispbuf0=2)if(dispbufpos>=4&&dispbufpos<=9)dispbufpos=3;else if(dispbufpos=0)dispbufpos=3;elsedispbufpos-;else if

27、(pos=2)if(dispbufpos=0)dispbufpos=5;else dispbufpos-;else if(pos=3)if(dispbufpos=0)dispbufpos=9;else dispbufpos-;else if(keyval=0xef)/ 按鍵 4 移位clock_shanshuo=0;pos+;pos=pos&03;else if(keyval=0xf7) / 按鍵 5 設置鬧鐘時間clock_shanshuo=1;clock_hh=dispbuf0*10+dispbuf1; /保存所設鬧鐘時間clock_mm=dispbuf2*10+dispbuf3;dispbuf0=hh/10;dispbuf1=hh%10;dispbuf2=mm/10;dispbuf3=mm%10;break;case 4: / 秒表模式if(keyval=0x7f)/ 按鍵 1 調(diào)整模式進入時鐘顯示模式mode=0;TR1=0;/ 關(guān)閉秒表dispbuf0=mm