C語言編寫單片機萬年歷系統(tǒng)課程設計報告分

1、多功能電腦時鐘設計報告一、實訓目的意義及任務要求1.1目的意義 單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀器儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。“學好單片機，工作就不成問題了?！崩蠋熣f，可見學好單片意義之重大。單片機作為一門基礎學科，既是對前期學習C語言的綜合運用，也是理論與實踐相結(jié)合的一大體現(xiàn)。電腦時鐘有效地檢驗了對DS1302時鐘芯片，STC89C52單片機中斷，獨立鍵盤，數(shù)碼管，蜂鳴器，LED燈的控制，同時提高了學生的工程系統(tǒng)設計能力。LED數(shù)字顯示的日歷鐘顯示清晰直觀、走時準確、可以進行夜視，并且還可以擴展出多種功能。 所以，電子萬年歷無論作為比賽題目還是練習題目都是很有價值。通

2、過此次單片機系統(tǒng)綜合訓練，不僅要讓學生認識了解它，而且增強學生學科積極性。2.2任務要求要求設計的電腦時鐘完成以下功能：1.基本功能實時顯示當前時間（4位數(shù)碼管顯示，2位顯示小時，2位顯示分鐘，第2位小數(shù)點0.5秒亮，0.5秒滅）。能用一按鍵依次切換顯示年及月日。能修改當前時鐘。具有秒表功能，顯示秒和百分秒。2. 擴展功能單片機與PC機的通訊（可選）可設定初值的倒計時功能（可選）鬧鐘及報時功能（可選）。顯示星期（可選）。二、實訓方案2.1 系統(tǒng)分析根據(jù)系統(tǒng)功能要求，可將系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分成四大部分：DS1302時鐘芯片讀數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)模塊，數(shù)碼管顯示模塊，按鍵設置調(diào)節(jié)時間模塊，秒表功能模塊，。硬件電路

3、接線圖如后圖，本系統(tǒng)采用DS1302時鐘芯片，四位數(shù)碼管顯示年月，日星期，時分，以及秒和百分秒。其中年月日，時分秒和星期采用DS1302的數(shù)據(jù)顯示，秒表采用單片機定時中斷實現(xiàn)。本系統(tǒng)共用到四個按鍵，且均為獨立對地按鍵，分別用于顯示切換，修改切換，修改加一，修改減一，秒表啟動暫停和數(shù)據(jù)清零。2.2 器件選擇選用STC89C52芯片，頻率為11.0592MHz；由于系統(tǒng)要求顯示年月日小時和分鐘，采用四位LED數(shù)碼管顯示即可；按鍵是用來設置北京時間或鬧鐘時間或啟動秒表等功能的，設置三個按鍵：顯示切換模式鍵（key3）、修改數(shù)據(jù)鍵（key0）、加一鍵(key1)、減一鍵（key2）。DS1302時鐘芯

4、片。常見的LED顯示具有清晰明亮的特點。是顯示接口也是絕大多數(shù)單片機應用系統(tǒng)必備的部件之一。發(fā)光二極管組成的顯示器是單片機應用產(chǎn)品中最常用的廉價輸出設備。它由若干個發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成。當某一個發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或一筆畫被點亮，控制不同組合的二極管導通，就能顯出各種字符。1. 顯示器的結(jié)構(gòu)常用的7段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖所示，發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的成為共陰顯示器。1位顯示器由8個發(fā)光二極管組成，其中7個發(fā)光二極管ag控制7個筆畫的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但失控簡單，使用方

5、便。三、系統(tǒng)硬件設計3.1 單片機最小系統(tǒng)單片機功能系統(tǒng)圖見附錄 1,。單片機最小系統(tǒng)由STC89C51單片機、復位電路、晶振電路組成。如圖3.1所示圖3.1 單片機最小系統(tǒng)圖 3.2 數(shù)碼管、獨立按鍵及DS1302時鐘芯片電路的設計系統(tǒng)仿真電路圖系統(tǒng)仿真電路圖DS1302與單片機連線圖3.3 其他附屬電路設計按鍵、電頻轉(zhuǎn)換芯片、RS232串口通信及電源電路等設計，如圖3.3所示圖3.3 附屬電路設計圖四、軟件設計4.1主程序設計主程序采用定時器0對程序進行掃描執(zhí)行。分別執(zhí)行DS1302芯片初始化子程序，寫數(shù)據(jù)子程序，將最初的值寫入芯片中，采用while循環(huán)循環(huán)執(zhí)行鍵盤掃描子程序。main()

6、 TMOD=0x01; /使用模式1，16位定時器 TH0=(65536-10000)/256; /給定初值 TL0=(65536-10000)%256; EA=1; /總中斷打開 ET0=1; /定時器中斷打開 TR0=1; /定時器開關打開Ds1302_Init(); Ds1302_Write_Time();while(1) keyscan(); if(Btread=0) Btread=1; Ds1302_Read_Time(); display(); 4.2 DS1302子程序設計此子程序分為初始化程序，讀數(shù)據(jù)程序，寫數(shù)據(jù)程序，一些數(shù)據(jù)程序為例；void Ds1302_Write_Byt

7、e(unsigned char addr, unsigned char d) CE=0;_nop_(); SCLK=0; _nop_(); CE=1; _nop_(); Write1302(addr); Write1302(d); CE=0; _nop_(); IO=1; SCLK=1;分別寫入地址，再寫入數(shù)據(jù)。4.3時間調(diào)整子程序時間調(diào)整子程序采用的是對key1按的次數(shù)不同來進行對年月日時分及星期的設置。void zongshi(void)if(!key) if(btx=0) if(!key) btx=1;k+; elsebtx=0; k=1時，調(diào)整年份，key1為加,key2為減void

8、keyscan() k=2時，調(diào)整月份，key1為加,key2為減 k=3時，調(diào)整日份，key1為加,key2為減 display(); k=4時，調(diào)整星期，key1為加,key2為減 if(!key) if(btx=0) if(!key) btx=1; k+; 五、調(diào)試及性能分析5.1軟件測試電子成年歷是多功能的數(shù)字型，可以看當前日期（陰、陽歷）,時間，還有溫度的儀器。電子成年歷功能很多，所以對于它的程序也較為復雜,所以在編寫程序和調(diào)試時出現(xiàn)了相對較多的問題。最后經(jīng)過多次的模塊子程序的修改，一步一步的完成，最終解決了軟件。在軟件的調(diào)試過程中主要遇到的問題如下：1燒入程序后，LED數(shù)碼管顯示閃

9、動,而且亮度不均勻。解決：首先對調(diào)用的延時進行逐漸修改，可以解決顯示閃動問題。其次，由于本作品使作動態(tài)掃描方式顯示的數(shù)字，動態(tài)掃描很快，人的肉眼是無法看出,但是調(diào)用的顯示程序時，如果不在反回時屏蔽掉最后的附值，則會出現(xiàn)很亮的現(xiàn)象，所以在顯示的后面加了屏蔽子令，最后解決了此問題。2修改時間、日期時沒有農(nóng)歷沒有自動對應上。解決：把不相關的程序暫時屏蔽，地農(nóng)歷的子程序獨立調(diào)試，發(fā)現(xiàn)在調(diào)用農(nóng)歷自動更新時，對十進制和十六進制處理不好，所以會造成錯亂。最后把相應的十進制進行修改，使得可以與十六進制對應，最后解決了此問題.5.2測試結(jié)果分析與結(jié)論（1）在測試中遇到發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管為不顯示時,首先使用

10、試測儀對電路進行測試,觀察是否存在漏焊,虛焊,或者元件損壞.（2）LED 數(shù)碼管顯示不正常，還有亮度不夠，首先使用試測儀對電路進行測試,觀察電路是否存在短路現(xiàn)象。查看燒寫的程序是否正確無誤，對程序進行認真修改。 （3）.DS1302 與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫DS1302，即寫保護；D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM 數(shù)據(jù)；D5D1 指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)。在DS1302 的時鐘日歷或RAM 進行數(shù)據(jù)傳

11、送時，DS1302 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進行單字節(jié)傳送，8 位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2 個SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8 個SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。DS1302 與RAM 相關的寄存器分為兩類:一類是單個RAM 單元，共31 個，每個單元組態(tài)為一個8 位的字節(jié)，其命令控制字為C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM 寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的RAM 的31 個字節(jié)。要特別說明的是備用電源B1，可以用電池或者超級電容器(0.1F 以上)。雖然DS1302 在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長時間保證時鐘正常，最好選

12、用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主板上的3.6V 充電電池。如果斷電時間較短(幾小時或幾天)時，就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。100 F 就可以保證1 小時的正常走時。DS1302 在第一次加電后，必須進行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間。5.3 測試結(jié)論經(jīng)過多次的反復測試與分析,可以對電路的原理及功能更加熟悉,同時提高了設計能力與及對電路的分析能力.同時在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強.同時對所學的知識得到很大的提高與鞏固六、心得體會從大一開始接觸單片機，簡單運用單片機，我初步認識了單片機。再經(jīng)過這兩周的單片機的專門學習，我對單片機有了進一步的學習和認識，

13、加深了我對單片機理論知識的理解，提升了我個人理論結(jié)合實際的實踐能力。從簡單的單片機設計開始，一步一步的增加難度。剛開始設計時，老師給我們的任務很簡單，可以輕松完成任務完成。電腦時鐘的設計，是在秒表的基礎上慢慢的添加一個又一個的功能，然后一個一個的調(diào)試。在調(diào)試的過程中我們遇到了很多的問題，我們編出來的程序不是一下子就能實現(xiàn)我們想要的功能的，要經(jīng)過不斷的修改、調(diào)試，實現(xiàn)我們想要的功能。程序設計中，定時器的應用相當廣泛，它與中斷函數(shù)構(gòu)成了基本的計數(shù)環(huán)節(jié)，中斷為定時提供了條件，函數(shù)每5ms便進入中斷函數(shù)一次，并執(zhí)行相應的操作與計數(shù)。條件語句為數(shù)碼管的功能顯示提供了條件。我們還進一步優(yōu)化設計，比如整點報

14、時設計對應點數(shù)報時，鬧鐘用音樂播放形式與整點報時區(qū)分開來，鬧鐘及整點（半點）可設是否開啟等。總之，通過本次單片機系統(tǒng)綜合訓練，我對單片機的基礎知識及基本的應用技術有了深刻的了解，提升了個人理論到實踐的運用能力。進一步為后續(xù)學習及工作有打下堅實基礎。參考文獻附錄一附錄二#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#define Write_Protect 0x8e /寫保護#define OutPut P0 /顯示輸出 /sbit DU=P

15、26; /數(shù)碼管段選/sbit WE=P27; /數(shù)碼管位選 sbit CE=P33; /復位端口定義在P0.2引腳sbit IO=P24; /數(shù)據(jù)輸出端定義在P0.4引腳sbit SCLK=P32; /時鐘輸出端口定義在P0.3引腳sbit key=P34; /時間調(diào)節(jié)控制鍵sbit key1=P35; /每按一次位加一sbit key2=P36; /每按一次位減一sbit key3=P37; /顯示切換uchar code Wei=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xfd;/ 位選數(shù)據(jù)0xef,0xdf,0xbf,0x7fuchar code Duan=0x3f,0x06,0x5b

16、,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /0-9共陰代碼 code uchar Waddr=0x8c,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80,0x8a; /寄存器寫地址code uchar Raddr=0x8d,0x89,0x87,0x85,0x83,0x81,0x8b; / 寄存器讀地址uchar timeset=0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x00,0x01; /*設置初始時間*/uchar time_buf7; /*存讀到的時間*/uchar time_disp7;uchar dispdat5; /*存儲顯示值的*/uch

17、ar Btdis=0,k=0,z; bit btx,btx1,btx2,btx3,bt1,bt2,bt3; bit Btread;uint flag1; /*=函數(shù)功能：延時n 毫秒入口參數(shù)：n=*/ void Write1302(uchar dat);void delaynms(uchar n) uchar i,j; for(i=n;i>0;i-) for(j=125;j>0;j-);/*=函數(shù)功能：根據(jù)命令字，向1302寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)入口參數(shù)：Cmd，存儲命令字；dat，存儲待寫的數(shù)據(jù)=*/ void Ds1302_Write_Byte(unsigned char addr,

18、unsigned char d) CE=0;_nop_(); SCLK=0; _nop_(); CE=1;_nop_(); Write1302(addr); Write1302(d); CE=0; _nop_(); IO=1; SCLK=1;/從DS1302讀出一字節(jié)數(shù)據(jù)uchar Ds1302_Read_Byte(unsigned char addr) unsigned char i; unsigned char temp; CE=1; addr = addr | 0x01; for (i = 0; i < 8; i +) if (addr & 0x01) IO=1; else

19、 IO=0; SCLK=1; SCLK=0; addr = addr >> 1; /輸出數(shù)據(jù)：temp for (i = 0; i < 8; i +) temp = temp >> 1; if (IO) temp |= 0x80; else temp &= 0x7F; SCLK=1; SCLK=0; CE=0; /停止DS1302總線 return temp;/*=函數(shù)功能：向1302日歷時鐘芯片寫入一個字節(jié)的數(shù)據(jù)入口參數(shù)：dat=*/void Write1302(uchar dat) uchar i; /SCLK=0; CE=1; for(i=0;i&l

20、t;8;i+) IO=dat&0x01; SCLK=0; SCLK=1; dat=dat>>1; /*=函數(shù)功能：根據(jù)命令字，從1302讀取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)入口參數(shù)：Cmd返回參數(shù)：dat=*/uchar Readset1302(uchar Cmd) uchar dat; CE=0; SCLK=0; CE=1; Write1302(Cmd); SCLK=1; CE=0; return dat;void bcdpro(void) unsigned char i,tmp; for(i=0;i<7;i+) /BCD處理 tmp=timeseti/10; /timeset=0x

21、01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x01 time_bufi=timeseti%10; /time_buf7 time_bufi=time_bufi+tmp*16; /*= 向DS1302寫入時鐘數(shù)據(jù)=*/void Ds1302_Write_Time(void) unsigned int i; uchar flag; flag=Readset1302(0x81); if(flag&0x80) /判斷時鐘芯片是否停止，為1時時鐘停止 /掉電保存bcdpro();for(i=0;i<7;i+) Ds1302_Write_Byte(Waddri,time_buf

22、i); Ds1302_Write_Byte(0x8e,0x80); /打開寫保護 /*= 從DS1302讀出時鐘數(shù)據(jù)=*/void Ds1302_Read_Time(void) unsigned char i,tmp; for(i=0;i<7;i+) time_bufi=Ds1302_Read_Byte(Raddri); for(i=0;i<7;i+) /BCD處理 tmp=time_bufi/16; time_bufi=time_bufi%16; time_dispi=time_bufi+tmp*10; /*= DS1302初始化=*/void Ds1302_Init(void)

23、 CE=0; /RST腳置低 SCLK=0; /SCK腳置低 Ds1302_Write_Byte(0x80,0x00); /*=函數(shù)名： 時分秒顯示子程序=函數(shù)功能：將從DS1302讀到的數(shù)據(jù)在8位共陰數(shù)碼管上顯示=返回參數(shù)：=*/void display() uchar i; if(Btdis=0) if(bt2=0) dispdat0=Duantime_disp3/10; /時 dispdat1=Duantime_disp3%10; else dispdat0=0x00; dispdat1=0x00; /dispdat2=0x40; /"-" if(bt3=0) dis

24、pdat2=Duantime_disp4/10; /分 dispdat3=Duantime_disp4%10; else dispdat2=0x00; dispdat3=0x00; /dispdat5=0x40; if(flag1<25) dispdat4=0x80; else dispdat4=0x00; if(Btdis=3)dispdat0=Duantime_disp5/10; /秒 dispdat1=Duantime_disp5%10; dispdat2=0x40; dispdat3=0x40; if(Btdis=1) if(bt1=0) dispdat0=Duantime_di

25、sp0/10; /年 dispdat1=Duantime_disp0%10; else dispdat0=0x00; dispdat1=0x00; /dispdat2=0x40; /"-" if(bt2=0) dispdat2=Duantime_disp1/10; /月 dispdat3=Duantime_disp1%10; else dispdat2=0x00; dispdat3=0x00; dispdat4=0x00; if(Btdis=2) /dispdat0=0x40; if(bt1=0) dispdat3=Duantime_disp6%10; /周 else di

26、spdat3=0x00; dispdat2=0x40;if(bt3=0) dispdat0=Duantime_disp2/10; /日 dispdat1=Duantime_disp2%10; else dispdat0=0x00; dispdat1=0x00; if(dispdat3=7) dispdat3=0x7f; if(Btdis=4) for(i=0;i<5;i+) OutPut=dispdati; P1=Weii; delaynms(1); OutPut=0x00; /*=函數(shù)名： 按鍵=函數(shù)功能：顯示模式，調(diào)時模式=返回參數(shù)：=*/void zongshi(void)if(!

27、key) if(btx=0) if(!key) btx=1; k+; else btx=0;void keyscan() display(); if(!key) if(btx=0) if(!key) btx=1; k+; /*= k=1時，調(diào)整年份，key1為加,key2為減=*/ while(k=1) Btdis=1; display(); zongshi(); if(!key1) if(btx1=0) if(!key1) btx1=1; if(time_disp0<99) time_disp0+; else time_disp0=0; else btx1=0; if(!key2) i

28、f(btx2=0) if(!key2) btx2=1; if(time_disp0>0) time_disp0-; else time_disp0=99; else btx2=0; /*= k=2時，調(diào)整月份，key1為加,key2為減=*/ while(k=2) Btdis=1; display(); zongshi(); if(!key1) if(btx1=0) if(!key1) btx1=1; if(time_disp1<12) time_disp1+; if(time_disp1=2) if(time_disp0%4=0) if(time_disp2>29) tim

29、e_disp2=29; else if(time_disp2>28) time_disp2=28; else time_disp1=1; else btx1=0; if(!key2) if(btx2=0) if(!key2) btx2=1; if(time_disp1>1) time_disp1-; if(time_disp1=2) if(time_disp0%4=0) if(time_disp2>29) time_disp2=29; else if(time_disp2>28) time_disp2=28; else time_disp1=12; else btx2=

30、0; /*= k=3時，調(diào)整天，key1為加,key2為減=*/ while(k=3) Btdis=2; display(); zongshi(); if(!key1) if(btx1=0) if(!key1) btx1=1; if(time_disp1=2) if(time_disp0%4=0) if(time_disp2<29) time_disp2+; else time_disp2=1; else if(time_disp2<28) time_disp2+; else time_disp2=1; else if(time_disp1<8) if(time_disp1%

31、2=0) /小于8月的月份除以2的余數(shù)為0則為小月 if(time_disp2<30) time_disp2+; else time_disp2=1; else if(time_disp1%2=1) /小于8月的月份除以2的余數(shù)為1則為大月 if(time_disp2<31) time_disp2+; else time_disp2=1; else if(time_disp1>7) if(time_disp1%2=0) if(time_disp2<31) time_disp2+; else time_disp2=1; else if(time_disp1%2=1) if

32、(time_disp2<30) time_disp2+; else time_disp2=1; else btx1=0; if(!key2) if(btx2=0) if(!key2) btx2=1; if(time_disp1=2) if(time_disp0%4=0) if(time_disp2>1) time_disp2-; else time_disp2=29; else if(time_disp2>1) time_disp2-; else time_disp2=28; else if(time_disp1<8) if(time_disp1%2=0) if(tim

33、e_disp2>1) time_disp2-; else time_disp2=30; else if(time_disp1%2=1) if(time_disp2>1) time_disp2-;else time_disp2=31; else if(time_disp1>7) if(time_disp1%2=0) if(time_disp2>1) time_disp2-; else time_disp2=31; else if(time_disp1%2=1) if(time_disp2>1) time_disp2-; else time_disp2=30; els

34、e btx2=0; /*= k=4時，調(diào)整星期，key1為加,key2為減=*/ while(k=4) Btdis=2; display(); zongshi(); if(!key1) if(btx1=0) if(!key1) btx1=1; if(time_disp6<=6) time_disp6+; else time_disp6=1; else btx1=0; if(!key2) if(btx2=0) if(!key2) btx2=1; if(time_disp6>1) -time_disp6; else time_disp6=7; else btx2=0; /*= k=5時

35、，調(diào)整小時，key1為加,key2為減=*/ while(k=5) Btdis=0; display(); zongshi(); if(!key1) if(btx1=0) if(!key1) btx1=1; if(time_disp3<23) time_disp3+; else time_disp3=0; else btx1=0; if(!key2)if(btx2=0) if(!key2) btx2=1; if(time_disp3>0) time_disp3-; else time_disp3=23; else btx2=0; /*= k=6時，調(diào)整分鐘，key1為加,key2為減=*/ while(k=6) Btdis=0; display(); zongshi(); if(!key1) if(btx1=0) if(!key1) btx1=1; if(time_disp4<59) time_disp4+; else time_disp4=0; else btx1=0; if(!key2) if(btx2=0) if(!key2) btx2