基于單片機(jī)STC89C516RD+的電子鐘設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 基于STC89C516RD+的電子鐘設(shè)計(jì) 學(xué)院：電氣與電子工程學(xué)院 班級(jí)： 姓名： = 學(xué)號(hào)： 時(shí)間： 2015.06 目 錄1. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求/012. 課題研究目的和意義及介紹./013. 設(shè)計(jì)思路及描述/024. 硬件設(shè)計(jì)./035. 軟件設(shè)計(jì)./066. 實(shí)驗(yàn)心得及體會(huì)/107. 總結(jié)./11一、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用STC89C516RD+設(shè)計(jì)一個(gè)用電子屏顯示的電子鐘，可以顯示年、月、日以及時(shí)、分、秒，且時(shí)間時(shí)時(shí)刻刻在變化，秒數(shù)每秒加一且可以進(jìn)行分鐘進(jìn)位小時(shí)進(jìn)位。另外該電子鐘還可以設(shè)置鬧鐘，鬧鐘到達(dá)指定時(shí)刻時(shí)便自動(dòng)進(jìn)行鬧鈴，間斷響鈴持續(xù)一分鐘后停止

2、，而在其過程中若是按下鍵盤上的#號(hào)鍵可以將鬧鐘關(guān)閉，不僅如此#號(hào)鍵就是鬧鐘的總開關(guān)，按下一次鬧鐘關(guān)閉，再按一次鬧鐘開啟。對(duì)應(yīng)鍵盤上的*號(hào)鍵功能為設(shè)置鬧鐘，按下*號(hào)鍵再用鍵盤輸入四位數(shù)字如“0909”，9時(shí)9分就成為了電子鐘的鬧鈴時(shí)間。2. 實(shí)驗(yàn)要求了解89C51系列芯片的工作原理和工作方式，使用該種芯片對(duì)LCD數(shù)字顯示屏進(jìn)行顯示控制，實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)的端口控制顯示屏，顯示時(shí)間年月日時(shí)分秒，并且能通過按鍵來(lái)設(shè)置一個(gè)鬧鐘，并可以控制開啟和關(guān)閉鬧鐘。要求選用定時(shí)器的工作方式，畫出使單片機(jī)控制LCD顯示屏的電路圖，并實(shí)現(xiàn)硬件電路，最后用軟件編程完成鬧鐘設(shè)置、鬧鐘提醒、鬧鐘開關(guān)功能。二、 課題研究目的和意義

3、及介紹1. 目的意義1) 通過本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)復(fù)習(xí)和掌握，對(duì)單片機(jī)課程的應(yīng)用進(jìn)一步的了解。2) 掌握定時(shí)器、外部中斷的設(shè)置和編程原理。3) 通過此次課程設(shè)計(jì)能夠?qū)纹瑱C(jī)軟硬件結(jié)合起來(lái)，對(duì)程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn)。4) 該實(shí)驗(yàn)通過單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)原理，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電子鐘系統(tǒng)，擁有精準(zhǔn)的時(shí)間顯示、設(shè)置鬧鐘、開關(guān)鬧鐘，在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用廣泛，具有現(xiàn)實(shí)意義。2. 單片機(jī)的簡(jiǎn)單介紹STC90C516RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超高速/低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，

4、時(shí)鐘頻率在12MHz以下時(shí)，復(fù)位腳可直接接地。其主要性能有： 1).增強(qiáng)型6 時(shí)鐘/ 機(jī)器周期，12 時(shí)鐘/ 機(jī)器周期 8051 CPU 2).工作電壓：5.5V - 3.8V（5V單片機(jī)）/3.8V - 2.4V（3V 單片機(jī)） 3).工作頻率范圍：0-40MHz，相當(dāng)于普通8051的 080MHz. 4).用戶應(yīng)用程序空間 4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/ 61K/字節(jié) 5).片上集成 1280字節(jié)/512/256字節(jié) RAM 6).共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還

5、可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用 7).外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 8).工作溫度范圍：0-75/-40-+85 3. 實(shí)驗(yàn)儀器集成電路芯片STC90C516RD+，LCD顯示屏，PCF8583，ULN2003，有源蜂鳴器，矩陣按鍵；裝有KEIL軟件、STC_ISP軟件、漢字取模軟件的PC一臺(tái)，能夠下載程序的單片機(jī)開發(fā)板一套。 三、 設(shè)計(jì)思路及描述 該設(shè)備各個(gè)模塊由STC89C516+鏈接，LCD顯示屏使能端由芯片的P1.0和P1.1引腳控制，時(shí)鐘計(jì)數(shù)PCF8583的SCL和SCA分別由P1.4和

6、P1.5控制，89C516+的P0.0到P0.7引腳連接矩陣按鍵模塊的CON10芯片進(jìn)而控制按鍵，P1.6P1.7控制蜂鳴器的啟動(dòng)。LCD顯示屏STC89C516+PCF8583計(jì)數(shù)矩陣按鍵蜂鳴器、LED四、 硬件設(shè)計(jì)1. LCD顯示屏LCD12232中VDD為邏輯電源正，V0為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)電源，RESET為復(fù)位端，E1E2為讀寫使能端，D0到D7為數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。2. PCF8583PCF8583是PHILIPS公司制造的帶有256x8 bit RAM的8引腳時(shí)鐘芯片，具有兩線串行I2C中線接口，內(nèi)有振蕩上電復(fù)位電路，具有計(jì)時(shí)和中斷功能。該芯片1、2腳外接晶振，3腳邏輯正，4腳GND，5腳數(shù)

7、據(jù)線，6腳時(shí)鐘線，7腳中斷輸出，8腳VCC。3. 矩陣按鍵判斷鍵盤有無(wú)按鍵按下。首先將所有列線均置為低電平，然后檢查各行線電平是否都為高，若全為高則無(wú)按鍵按下，否則就有。識(shí)別哪個(gè)被按下。逐列掃描，即某時(shí)刻只讓一條列線為低電平，其他全為高，當(dāng)行列線全為低電平交叉處既是按下的按鍵。依據(jù)公式“鍵號(hào)=行首鍵號(hào)+列號(hào)”，計(jì)算按下鍵值的鍵號(hào)，再根據(jù)此鍵號(hào)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序。4. 蜂鳴器 芯片通過P0腳通過74HC574的D觸發(fā)器和ULN2003的反向放大器控制蜂鳴器的響起和停止。開始五、 軟件設(shè)計(jì)屏幕初始化循環(huán)對(duì)比不正確掃描鍵盤對(duì)比時(shí)間更新時(shí)間鬧鐘開關(guān)開 鬧鐘開關(guān)關(guān)按下*號(hào)鍵按下#號(hào)鍵響鈴對(duì)比正確掃描鍵盤

8、是否有輸入？按下#號(hào)鍵無(wú)存入中間數(shù)組響鈴中斷未完成有輸入完成？完成P(小時(shí))=(new0<<4)+new1Q(分鐘)=(new2<<4)+new3/*main函數(shù)*/#include "./配置/Config.h"unsigned char u=0;void main()unsigned char i;lcdinit();delay(3000);lcdinit();DIS_HZ(225,0,0); /上面一行顯示DIS_HZ(226,16,0);DIS_HZ(227,32,0);DIS_HZ(0,61,0);DIS_HZ(1,77,0); DIS_H

9、Z(218,93,0);setup_RTC( ); /寫入系統(tǒng)時(shí)間while(1) display_time(1); if(u=0) naozhong(); i = key(); /調(diào)用按鍵掃描 if(i=0x0a)&&(u=0)/#號(hào)鍵中斷響鈴 u=1; else if(i=0x0a)&&(u=1)/#號(hào)鍵開啟響鈴 u=0; if(i=0x0b) /*號(hào)設(shè)置 set();naozhong(); 0. 主函數(shù)意義是先初始化顯示屏，在顯示屏第一行顯示漢字“勞力士 歡迎你”，而后將系統(tǒng)時(shí)間寫入，再進(jìn)入死循環(huán)將當(dāng)前時(shí)間一次一次顯示即做出時(shí)間的變化，并且在循環(huán)中一遍一遍

10、掃描對(duì)比鬧鐘，若對(duì)上了則鬧鐘開啟，鬧鐘開啟有一個(gè)前提即u=0，u的初始值為零，若要關(guān)閉鬧鐘按下#號(hào)鍵將u變成1，鬧鐘關(guān)閉，再按一次#號(hào)鍵鬧鐘又將開啟，而若按下*號(hào)鍵則將調(diào)用set 函數(shù)，可以進(jìn)行鬧鐘設(shè)置。1. #include "./配置/Config.h"使各個(gè)文件中的函數(shù)鏈接，即可以使用非本文件中定義的函數(shù)。2. lcdinit( )為液晶屏初始化程序void lcdinit(void) delay(1000); LCDE1=0; LCDE2=0; delay(10); sendlc(0xe2); /左半屏指令，復(fù)位 sendrc(0xe2); /右半屏指令，復(fù)位 se

11、ndlc(0xa4); /左半屏打開靜態(tài)顯示 sendrc(0xa4); sendlc(0xa9); /刷屏模式1/32 sendrc(0xa9); sendlc(0xa0); /顯示反向 sendrc(0xa0); sendlc(0xc0); /從第0行開始顯示 sendrc(0xc0); ClrScr(0,0);ClrScr(0,1); /清屏 ClrScr(1,0);ClrScr(1,1); sendlc(0xaf); /開顯示 sendrc(0xaf);3. DIS_HZ(？,？,？)為顯示屏輸出字符函數(shù)，文件中有字庫(kù)文件，該函數(shù)建立于LCD顯示屏文件，可以調(diào)用字庫(kù)中的字符，第一個(gè)？輸

12、入數(shù)字為字符在字庫(kù)中的序號(hào)，第二個(gè)？輸入數(shù)字為字符在顯示屏顯示的起始列，第三個(gè)？輸入0或者1表示顯示在屏幕的第一或第二行。4. setup_RTC( )為設(shè)定時(shí)鐘函數(shù)void setup_RTC(void) /寫系統(tǒng)時(shí)間 uchar idata t8;t0=time7; /1/100秒為0t1=time5; /1秒為0t2=time4;/取得分鐘t3=time3; /取得小時(shí)t4=(time2&0x3f)+0;/取得天 bit6/bit7設(shè)為00,實(shí)際年數(shù)=t7+t4>>6;t5=(time1&0x1f); /取得月t6=0; / NCt7=time0; / 取得年

13、的基數(shù)I2C_Puts( 0xa2,0x01,8,t);5. display_time( )為顯示當(dāng)前時(shí)間，括號(hào)內(nèi)寫入1使顯示屏上一直都有當(dāng)前時(shí)間顯示。6. key( )為按鍵掃描函數(shù)，其值為按下鍵位的鍵碼。7. naozhong( )和set( )是鬧鐘掃描函數(shù)和鬧鐘設(shè)置函數(shù)。naozhong( )函數(shù)功能就是將當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)數(shù)值和分鐘數(shù)值與設(shè)定的鬧鐘數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，若符合則開啟蜂鳴器鬧鐘響鈴；set( )函數(shù)就是用按鍵掃描讀入四位數(shù)字即鬧鐘時(shí)間存入鬧鐘數(shù)組，然后每次鬧鐘掃描使都將掃描這個(gè)時(shí)間，鬧鐘便成功加入了。六、 實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)1. 認(rèn)真審題，看懂題目的要求，選擇適當(dāng)?shù)恼n題，不要太簡(jiǎn)單或者太

14、難。做到既能把課題完成又能鍛煉自己的能力。2. 根據(jù)課題要求，復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，查詢相關(guān)的資料。3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，找到適合的方案，找到需要的元器件及工具，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。4. 根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求和自己所要增加的功能寫好程序流程圖，在程序流程圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)芯片的功能寫出相應(yīng)的程序。然后再進(jìn)行程序調(diào)試和相應(yīng)的修改，以達(dá)到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能的目的。5. 還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，添加些額外程序來(lái)使系統(tǒng)更加的穩(wěn)定。6. 程序要盡量做到由各個(gè)子程序組成，在有些程序后面最好加注釋，這樣在程序出錯(cuò)的檢查過程中可以更容易查找的到，也更簡(jiǎn)潔，更明白易懂。7. 該實(shí)驗(yàn)的程序可以參照其他51系列單片機(jī)的程序，畢竟殊途同

15、歸，只要基礎(chǔ)一樣怎樣變化都是可以的，當(dāng)然也可以按照自己的風(fēng)格寫。8. 課程設(shè)計(jì)實(shí)踐性十分強(qiáng)，在過程中遇到不會(huì)的應(yīng)該自己想辦法弄懂，比如程序用開發(fā)板如何燒寫參數(shù)如何設(shè)定等等。七、 總結(jié) 本次課設(shè)主題是考勤機(jī)系統(tǒng)，電子鐘只能說(shuō)是考勤機(jī)的一個(gè)分部，由此次課設(shè)我們可以明顯的感覺到實(shí)踐的重要。 第一次參加單片機(jī)課設(shè)，原來(lái)的幾次小實(shí)驗(yàn)與課設(shè)相比根本就不值一提，可以說(shuō)實(shí)驗(yàn)僅僅只是一個(gè)一個(gè)的小東西，而課設(shè)確是將幾個(gè)分開的模塊連接結(jié)合在一起形成一個(gè)大的系統(tǒng)。課設(shè)開始首先是信盈達(dá)公司的講師為我們講解考勤機(jī)的各個(gè)部分的原理以及使用，在這里可以清晰的感覺僅僅只是局限于書本上的內(nèi)容并不夠，講解之后便是給了我們幾個(gè)課題讓我們?cè)诳记跈C(jī)的基礎(chǔ)上完成。 我們小組選擇的是電子鐘的設(shè)計(jì)，用到了考勤機(jī)中的顯示屏模塊、按鍵模塊、計(jì)時(shí)模塊還有蜂鳴器LED模塊，由于硬件是現(xiàn)成的，所以主要的難點(diǎn)在于軟件的編寫。我們學(xué)習(xí)的單片機(jī)語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言，在這里就略顯不足，匯編重在程序執(zhí)行的過程，但是卻并不好理解。相比之下C語(yǔ)言程序清晰較容易理解，看到源程序舉一反三也就比較容易。 最終我們小組完成了電子鐘的設(shè)計(jì)，我們的電子鐘具有了時(shí)鐘顯示、鬧鐘、鬧鐘設(shè)置、鬧鐘開關(guān)的功能。在程序設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多困難，總是會(huì)出現(xiàn)這