51單片機(jī)電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、目 錄第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.1 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)容21.2 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)要求21.3 系統(tǒng)運(yùn)行流程2第二部分 設(shè)計(jì)方案2.1 總體設(shè)計(jì)方案說(shuō)明22.2 系統(tǒng)方框圖32.3 系統(tǒng)流程圖3第三部分 主要器材與基本簡(jiǎn)介3.1 主要器材43.2 主要器材簡(jiǎn)介4第四部分 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1 最小系統(tǒng)64.2 LCD顯示電路64.3 鍵盤(pán)輸入電路74.4 蜂鳴器和LED燈電路7第五部分 仿真電路圖與仿真結(jié)果8第六部分課程設(shè)計(jì)總結(jié)8第七部分 參考文獻(xiàn)9附錄A 實(shí)物圖附錄B 系統(tǒng)源程序第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.1 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)容利用STC89C51單片機(jī)和LCD1602電子顯示屏實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘，可由按

2、鍵進(jìn)行調(diào)時(shí)和12/24小時(shí)切換。1.2 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)要求1能實(shí)現(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的顯示；2能實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)功能；3能實(shí)現(xiàn)12/24小時(shí)制切換；4能實(shí)現(xiàn)8：0022：00整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。1.3 系統(tǒng)運(yùn)行流程程序首先進(jìn)行初始化，在主程序的循環(huán)程序中首先調(diào)用數(shù)據(jù)處理程序，然后調(diào)用顯示程序，在判斷是否有按鍵按下。若有按鍵按下則轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能程序執(zhí)行，沒(méi)有按鍵按下則調(diào)用時(shí)間程序。若沒(méi)到則循環(huán)執(zhí)行。計(jì)時(shí)中斷服務(wù)程序完成秒的計(jì)時(shí)與向分鐘、小時(shí)的進(jìn)位和星期、年、月、日的進(jìn)位。調(diào)時(shí)閃爍中斷服務(wù)程序用于被調(diào)單元的閃爍顯示。調(diào)時(shí)程序用于調(diào)整分鐘、小時(shí)、星期、日、月、年，主要由主函數(shù)組成通過(guò)對(duì)相關(guān)子程序的調(diào)用，

3、如圖所示。實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的設(shè)置和修改、LCD顯示數(shù)值等主要功能。相關(guān)的調(diào)整是靠對(duì)功能鍵的判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第二部分 設(shè)計(jì)方案2.1 總體設(shè)計(jì)方案說(shuō)明1程序設(shè)計(jì)與調(diào)試根據(jù)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)容和要求，完成Protues仿真電路的設(shè)計(jì)和用Keil軟件編寫(xiě)程序，并進(jìn)行仿真模擬調(diào)試。2硬件焊接與調(diào)試根據(jù)仿真電路圖完成電路板的焊接，并進(jìn)行軟、硬件的調(diào)試，只到達(dá)到預(yù)期目的。3后期處理對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，完成設(shè)計(jì)報(bào)告。2.2 單片機(jī)系統(tǒng)方框圖功能鍵增加鍵減小鍵12/24小時(shí)制切換鍵STC89C51單片機(jī)LCD顯示屏電源最小系統(tǒng)2.2 單片機(jī)系統(tǒng)流程圖開(kāi)始初始化時(shí)鐘子程序結(jié)束按鍵掃描子程序主流程圖 鍵盤(pán)掃描流程圖時(shí)鐘流程

4、圖第三部分 主要器件與簡(jiǎn)介3.1 主要器件1. STC89C51單片機(jī)；2LCD1602液晶顯示屏；3.2 主要器件簡(jiǎn)介1STC89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介STC89C51是采用8051核的ISP（In System Programming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時(shí)鐘頻率為80MHz，片含8K Bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)與80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶(hù)的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)部，省去了購(gòu)買(mǎi)通用編程器，而且速度更快。2LCD16

5、02液晶顯示屏簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD1602可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7，和RS、R/W、EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V,并且?guī)в凶址麑?duì)比度調(diào)節(jié)和背光。LCD1602引腳說(shuō)明如下表所示： LCD液晶顯示器各引腳功能與結(jié)構(gòu)編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對(duì)比度調(diào)節(jié)11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5R/W讀寫(xiě)/選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極VDD：電源正極，4.5V5.5V,通常使用5V電壓；VL：LCD

6、對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)圍為05V。接正極時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，但對(duì)比度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，因此通常使用一個(gè)10K的電位器來(lái)調(diào)整對(duì)比度，或者直接串接一個(gè)電阻到地；RS：MCU寫(xiě)入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。MCU要寫(xiě)入指令時(shí)，使RS為低電平；MCU要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，使RS為高電平；R/W：讀寫(xiě)控制端。R/W為高電平時(shí)，讀取數(shù)據(jù)；R/W為低電平時(shí)，寫(xiě)入數(shù)據(jù)；EN：LCD模塊使能信號(hào)控制端。寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，需要下降沿觸發(fā)模塊。D0D7：8為數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果MCU的I/O口資源緊的話，該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線D4D7接口傳送數(shù)據(jù)。A：LED背光正極。需要背光時(shí)， A串接一個(gè)限流電阻接VDD，

7、K接地。K：LED背光地端。第四部分 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1 最小系統(tǒng)復(fù)位時(shí)單片機(jī)的初始化操作，只要給RST引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平信號(hào)，就可以使STC89C51單片機(jī)復(fù)位。本次采用的是12M晶振，按鈕復(fù)位電路。4.2 LCD顯示電路LCD顯示屏的D0到D7與單片機(jī)P0口相連，LCD顯示屏EN口與單片機(jī)P3.4口相連，RS與P3.5相連。通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變LCD顯示屏的顯示對(duì)比度。4.3 鍵盤(pán)輸入電路本次設(shè)計(jì)采用獨(dú)立鍵盤(pán)，鍵盤(pán)按下時(shí)，相應(yīng)的I/O口電平由高變低，一次檢測(cè)按鍵是否被按下。4個(gè)獨(dú)立按鍵與單片機(jī)P3.0P3.3口相連。4.3 蜂鳴器和LED燈電路蜂鳴器的作用為準(zhǔn)點(diǎn)報(bào)時(shí)產(chǎn)生報(bào)警聲，

8、LED在秒鐘為偶數(shù)時(shí)或者功能鍵被按下時(shí)亮。蜂鳴器與單片機(jī)P2.2口相連，LED燈與單片機(jī)P2.3口相連。第五部分 仿真電路圖與仿真結(jié)果用Keil和Protues進(jìn)行仿真調(diào)試，仿真結(jié)果完全達(dá)到預(yù)期目的。第六部分 課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，在我和我的搭檔雅琴默契配合，以與鄒老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下順利完成了。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，從仿真電路的設(shè)計(jì)，源程序的書(shū)寫(xiě)和修改以與實(shí)物電路的焊接中都遇到了不少問(wèn)題，但在我們的共同努力下解決了，并且從中學(xué)到了不少知識(shí)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中還不斷提出自己的疑點(diǎn)以與新的想法，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，將課本上學(xué)習(xí)的東西運(yùn)用到實(shí)際中，這些都令我們受益匪淺。課程設(shè)計(jì)需要很大的耐心，尤其是

9、遇到困難的時(shí)候，這也是對(duì)我們的考驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到問(wèn)題不是感到急躁，而是耐心地尋找解決的辦法，與老師、同學(xué)進(jìn)行交流討論，尋求最佳的解決辦法?？傊?，在此次的課程設(shè)計(jì)中，我們不僅動(dòng)手、動(dòng)腦，也學(xué)會(huì)了不少東西，同時(shí)，對(duì)我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)建議、意見(jiàn)和幫助的老師和同學(xué)們！第七部分 參考文獻(xiàn)單片機(jī)原理與應(yīng)用（第二版） 高等教育新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程 電子工業(yè)附錄A 實(shí)物圖附錄B 系統(tǒng)源程序#include<reg51.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit lcdrs=P35; /定義1602液晶RS端sb

10、it lcden=P34;/定義1602液晶LCDEN端sbit s1=P30; /定義按鍵-功能鍵sbit s2=P31;/定義按鍵-增加鍵sbit s3=P32;/定義按鍵-減小鍵sbit s4=P33;/定義按鍵-鬧鐘鍵sbit beep=P22; /定義蜂鳴器端sbit led=P23; /定義LED燈端uchar count,s1num,s4num;char year,month,day,week,miao,shi,fen,pshi;uchar code table=" 20 - - "/定義初始上電時(shí)液晶默認(rèn)顯示狀態(tài)void delay(uint z) /延時(shí)函

11、數(shù)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void zhuanhuan()if(shi=0) pshi=12;if(shi<=12&&shi>=1) pshi=shi; if(shi>12) pshi=shi-12;void di()/蜂鳴器發(fā)聲函數(shù)beep=0;delay(300);beep=1;delay(300);void write_(uchar )/液晶寫(xiě)命令函數(shù)lcdrs=0;lcden=0;P0=;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_da

12、te(uchar date)/液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)lcdrs=1;lcden=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void _shi()/寫(xiě)"AM"、"PM"函數(shù) if(shi>=12) write_(0x80+0x40+1);/寫(xiě)出"PM" write_date('P'); write_date('M'); else write_(0x80+0x40+1);/寫(xiě)出"AM" write_date('A'); writ

13、e_date('M'); void write_ymd(uchar add1,uchar date1)/寫(xiě)年月日函數(shù)uchar shi,ge;shi=date1/10;/分解一個(gè)2位數(shù)的十位和個(gè)位ge=date1%10;write_(0x80+add1);/設(shè)置顯示位置write_date(0x30+shi);/送去液晶顯示十位write_date(0x30+ge); /送去液晶顯示個(gè)位void write_sfm(uchar add,uchar date)/寫(xiě)時(shí)分秒函數(shù)uchar shi,ge;shi=date/10;/分解一個(gè)2位數(shù)的十位和個(gè)位ge=date%10;writ

14、e_(0x80+0x40+add);/設(shè)置顯示位置write_date(0x30+shi);/送去液晶顯示十位write_date(0x30+ge); /送去液晶顯示個(gè)位void write_week(char week) /寫(xiě)液晶星期顯示函數(shù)write_(0x80+12);switch(week)case 1:write_date('M');delay(5);write_date('O');delay(5);write_date('N');break;case 2:write_date('T');delay(5);write_d

15、ate('U');delay(5);write_date('E');break;case 3:write_date('W');delay(5);write_date('E');delay(5);write_date('D');break;case 4:write_date('T');delay(5);write_date('H');delay(5);write_date('U');break;case 5:write_date('F');delay(5

16、);write_date('R');delay(5);write_date('I');break;case 6:write_date('S');delay(5);write_date('A');delay(5);write_date('T');break;case 7:write_date('S');delay(5);write_date('U');delay(5);write_date('N');break;void writeym() day=1; month+;

17、 if(month=13) month=1; year+; if(year=100) year=0; write_ymd(3,year);/年若變化則重新寫(xiě)入write_ymd(6,month);/月若變化則重新寫(xiě)入void init()/初始化函數(shù) uchar num;lcden=0;year=13;/初始化種變量值month=6;day=21;week=5;shi=13; fen=59;miao=58;count=0;s1num=0;s4num=0;write_(0x38);/初始化1602液晶write_(0x0c);write_(0x06);write_(0x01);write_(0x

18、80);/設(shè)置顯示初始坐標(biāo)for(num=0;num<15;num+)/顯示年月日星期write_date(tablenum);delay(5);delay(5);write_(0x80+0x40+6);/寫(xiě)出時(shí)間顯示部分的兩個(gè)":"write_date(':');delay(5);write_(0x80+0x40+9);write_date(':');delay(5);write_week(week);write_ymd(3,year);/分別送去液晶顯示write_ymd(6,month);write_ymd(9,day);writ

19、e_sfm(10,miao);/分別送去液晶顯示write_sfm(7,fen);write_sfm(4,shi);TMOD=0x01;/設(shè)置定時(shí)器0工作模式1TH0=(65536-50000)/256;/定時(shí)器裝初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1;/開(kāi)總中斷ET0=1;/開(kāi)定時(shí)器0中斷TR0=1;/啟動(dòng)定時(shí)器0void keyscan()/按鍵掃描函數(shù)if(s1=0)delay(5);if(s1=0)/確認(rèn)功能鍵被按下 s1num+;/功能鍵按下次數(shù)記錄while(!s1);/釋放確認(rèn)if(s1num=1)/第一次被按下時(shí) TR0=0; /關(guān)閉定時(shí)器write_(0x8

20、0+3);/光標(biāo)定位到年位置write_(0x0f); /光標(biāo)開(kāi)始閃爍if(s1num=2)/第二次按下光標(biāo)閃爍定位到月位置write_(0x80+6);if(s1num=3)/第三次按下光標(biāo)閃爍定位到日位置write_(0x80+9);if(s1num=4)/第四次按下光標(biāo)閃爍定位到星期位置write_(0x80+12);if(s1num=7)/第七次被按下時(shí)光標(biāo)定位到秒位置write_(0x80+0x40+10);if(s1num=6)/第六次按下光標(biāo)閃爍定位到分位置write_(0x80+0x40+7);if(s1num=5)/第五次按下光標(biāo)閃爍定位到時(shí)位置write_(0x80+0x4

21、0+4);if(s1num=8)/第七次按下s1num=0;/記錄按鍵數(shù)清零write_(0x0c);/取消光標(biāo)閃爍TR0=1;/啟動(dòng)定時(shí)器使時(shí)鐘開(kāi)始走if(s1num!=0)/只有功能鍵被按下后，增加和減小鍵才有效if(s2=0)delay(5);if(s2=0)/增加鍵確認(rèn)被按下while(!s2);/按鍵釋放if(s1num=1)/若功能鍵第一次按下year+; /則調(diào)整年加1if(year=100)/若滿(mǎn)100后將清零year=0;write_ymd(3,year);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+3);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=2)/若功能鍵第二次按

22、下month+;/則調(diào)整月加1if(month=13)/若滿(mǎn)12后將置一month=1;write_ymd(6,month);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+6);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=3)/若功能鍵第三次按下day+;/則調(diào)整日加1if(year%4=0&&month=2) if(day=30)/若滿(mǎn)29后將置一day=1; if(year%4!=0&&month=2) if(day=29)/若滿(mǎn)28后將置一day=1; if(month!=2&&month!=4&&month!=6&

23、;&month!=9&&month!=11) if(day=32)/若滿(mǎn)31后將置一day=1; if(month=4|month=6|month=9|month=11) if(day=31)/若滿(mǎn)30后將置一day=1; write_ymd(9,day);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+9);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=4)/若功能鍵第四次按下week+;/則調(diào)整星期加1if(week=8)/若滿(mǎn)8后將置一week=1;write_week(week);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+12);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處i

24、f(s1num=7)/若功能鍵第七次按下miao+; /則調(diào)整秒加1if(miao=60)/若滿(mǎn)60后將清零miao=0;write_sfm(10,miao);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+0x40+10);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=6)/若功能鍵第二次按下fen+;/則調(diào)整分鐘加1if(fen=60)/若滿(mǎn)60后將清零fen=0;write_sfm(7,fen);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+0x40+7);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=5)/若功能鍵第五次按下shi+;if(shi=24)/若滿(mǎn)24后將清零 shi=0;

25、if(s4num=0) write_sfm(4,shi);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_(0x80+0x40+4);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處 if(s4num=1) zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_(0x80+0x40+4);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處 if(s3=0)delay(5);if(s3=0)/確認(rèn)減小鍵被按下while(!s3);/按鍵釋放if(s1num=1)/若功能鍵第一次按下year-;/則調(diào)整秒減1if(year=-1)/若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為99year=99;write_y

26、md(3,year);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+3);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=2)/若功能鍵第二次按下month-;/則調(diào)整分鐘減1if(month=0)/若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59month=12;write_ymd(6,month);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+6);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=3)/若功能鍵第二次按下day-;/則調(diào)整日加1if(year%4=0&&month=2) if(day=0)/若滿(mǎn)29后將置一day=29; if(year%4!=0&&month=2

27、) if(day=0)/若滿(mǎn)28后將置一day=28; if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) if(day=0)/若滿(mǎn)31后將置一day=31; if(month=4|month=6|month=9|month=11) if(day=0)/若滿(mǎn)30后將置一day=30; write_ymd(9,day);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+9);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=4)/若功能鍵第二次按下week-;/則調(diào)整小時(shí)減1if(we

28、ek=0)/若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為23week=7;write_week(week);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+12);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=7)/若功能鍵第一次按下miao-;/則調(diào)整秒減1if(miao=-1)/若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59miao=59;write_sfm(10,miao);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+0x40+10);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=6)/若功能鍵第二次按下fen-;/則調(diào)整分鐘減1if(fen=-1)/若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59fen=59;write_sfm(7,f

29、en);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下write_(0x80+0x40+7);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處if(s1num=5)/若功能鍵第二次按下shi-;if(shi=-1)/若滿(mǎn)24后將清零 shi=23; if(s4num=0) write_sfm(4,shi);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_(0x80+0x40+4);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處 if(s4num=1) zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi);/每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_(0x80+0x40+4);/顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處 if(s1num=0) if(s4=0) de

30、lay(5);if(s4=0)/確認(rèn)功能鍵被按下 s4num+;/功能鍵按下次數(shù)記錄while(!s4);/釋放確認(rèn)if(s4num=1)/第一次被按下時(shí) zhuanhuan();_shi();write_sfm(4,pshi);if(s4num=2)/第二次按下s4num=0;/記錄按鍵數(shù)清零write_(0x80+0x40+1);write_date(' ');write_date(' ');write_sfm(4,shi); void main()/主函數(shù)init();/首先初始化各數(shù)據(jù)while(1)/進(jìn)入主程序大循環(huán)keyscan();/不停的檢測(cè)按鍵