單片機課程設(shè)計之智能電子鐘

1、單片機課程設(shè)計題目:智能電子鐘學生姓名專業(yè)班級指導教師成績工程技術(shù)學院2016年3月目錄一、系 統(tǒng)設(shè) 計內(nèi) 容11.1設(shè) 計要 求：11.2可 實現(xiàn) 的具 體功 能：1二、總 體設(shè) 計22.1 DS1302簡介22.2 LCDl602簡介32.3 AT89C51單片 機簡 介3三、硬 件設(shè) 計33.1原 理圖43.2 PCB板絲 印層43.3 PCB板底 層4四、軟 件設(shè) 計流 程44.1總 體設(shè) 計44.2主程 序流 程圖54.3顯示 流程 圖54.4 DS1302讀取 流 程64.5外 部中 斷 0 流程64.6外 部中 斷 1 流程7五、仿 真效 果圖8六、總 結(jié)與 體會10附錄111、

2、 程序112、參考文獻21智能電子鐘(LCD 顯示 )一、系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容1.1設(shè)計要求：以 AT89C51 單片機為核心，制作一個 LCD顯示的智能電子鐘：(1) 計時：秒、分、時、天、周、月、年；(2) 閏年自動判別；(4) 時間、月、日交替顯示；(5) 自定任意時刻自動開/關(guān)屏；(6) 計時精度：誤差1 秒/ 月（具有微調(diào)設(shè)置）；(7) 鍵盤采用動態(tài)掃描方式查詢。所有的查詢、設(shè)置功能均由功能鍵 K1、K2 完成。本設(shè)計采用市場上流行的時鐘芯片 DS1302 進行制作。1.2可實現(xiàn)的具體功能：智能電子鐘的原理主要由 4 部分組成：(1) 單片機的外圍設(shè)備，即單片機最小系統(tǒng)，此部分是保證單片機正

3、常工作的必要部分；(2) 顯示部分： LCD顯示，即顯示年、月、星期、日、時、分、秒等；(3) 時鐘芯片 DS1302 ， DS1302 是 DALLAS 公式推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含一個實時時鐘/ 日歷和 31 字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與計算機進行通信，使得管腳數(shù)量減少。實時時鐘/ 日歷電路能夠計算 2100 年之前的秒、分、時、日、星期、月、年的，具有閏年調(diào)整的能力；(4) 按鍵部分：按鍵實現(xiàn)開關(guān)顯示屏對時鐘時間的微調(diào)，開關(guān)鍵在正常顯示模式下按下開火關(guān) LCD顯示；模式鍵：可切換到時間調(diào)整界面，再按一次退出，此時開關(guān)屏鍵實現(xiàn)對秒的加一操作。1智能電子鐘 (LCD 顯示 )二、總

4、體設(shè)計時鐘芯片DS1302LCDAT89C51顯示電路按鍵圖 2.1設(shè)計方案框圖2.1 DS1302簡介DS1302 是美國 DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 2.5V 5.5V 。采 用三線接口與 CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個 31×8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM寄存器。DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 / 后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源

5、進行涓細電流充電的能力。2智能電子鐘 (LCD 顯示 )圖 2.2 DS1302芯片2.2 LCDl602簡介1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。2.3 AT89C51單片機簡介AT89C51（如圖所示）是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM Falsh Programmable andErasable Read Only Memory ）的低電壓，

6、高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的 AT89S51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。三、硬件設(shè)計3VCCP2.1/A923RP1K10uF29P2.2/A1024PSENP2.3/A11123025ALEP2.4/A12RESPACK4R21k3126EAP2.5/A13B127P2.6/P2.7/4U21P1.0/T2P

7、3.0/RXD10VCC28K1X1VCC1智能2電子鐘(LCD 顯示 )1113P1.1/T2EXP3.1/TXD1212VCC2P1.2P3.2/INT030uF413X2P1.3P3.3/INT1514K2P1.4P3.4/T032.768kHz561512RSTP1.5P3.5/T1C5原理圖7716P1.73.1SCLKP3.6/WR368P1.617X2I/OP3.7/RD30uFWD1100-1189C513.2 PCB板絲印層3.3 PCB板底層四、軟件設(shè)計流程4.1總體設(shè)計在整個程序運行過程中，總體上可分為以下幾方面：4智能電子鐘 (LCD 顯示 )寫地址時鐘芯片DS1302

8、讀數(shù)據(jù)中斷 0寫命令按鍵 1AT89C51LCD開關(guān)屏顯示電路送顯示值按鍵 1秒加一按鍵 2中斷 1進入（退出）時間調(diào)整4.2 主程序流程圖開始開中斷，初始化LCD ，初始化DS1302顯示時間顯示年月日周4.3 顯示流程圖5智能電子鐘 (LCD 顯示 )清屏設(shè)定光標位置從 DS1302讀取要顯示的值將讀取的 BCD 碼拆分送 LCD 顯示4.4 DS1302讀取流程設(shè)定 DS1302 為讀狀態(tài)寫字節(jié)寫入要讀取的值所在地址讀字節(jié)讀出數(shù)據(jù)返回數(shù)據(jù)4.5外部中斷 0 流程6智能電子鐘 (LCD 顯示 )計數(shù)器加一計數(shù)器為偶數(shù)嗎NY關(guān)閉顯示開啟顯示退出中斷4.6外部中斷 1 流程等待按鍵釋放記錄此時

9、光標位置關(guān)中斷，讀取當前秒值按鍵 1是Y否按下N等待按鍵釋放保持顯示此刻時間 ,設(shè)定顯示光標并指向秒。寫入調(diào)整后的值，取消光標顯示，回復光標位置，開中斷。N按鍵 0是否按下退出中斷Y7智能電子鐘 (LCD 顯示 )N當年秒值小于 59嗎Y秒值加一并做 BCD 碼調(diào)整顯示加一后的值等待按鍵釋放向 DS1302 寫入秒值并取更新后的值顯示。五、仿真效果圖日期時間交替顯示：8智能電子鐘 (LCD 顯示 )關(guān)屏9智能電子鐘 (LCD 顯示 )時間調(diào)整六、總結(jié)與體會歷經(jīng)一個星期的設(shè)計、修改、調(diào)試，最終，我們得到了想要的結(jié)果，感受成功之喜悅，但這并不意味著我們做得很好，相反，在這當中暴露出了我們在各個方面

10、許許多多的問題，學到許多的同時感觸也很深厚。在硬件設(shè)計時，通過對需要系統(tǒng)的分析，單元模塊的設(shè)計，元件的選取等，使我們了解到平時所學單片機課程的實用價值，以及設(shè)計過程中的大局協(xié)調(diào)、取舍、分析能力的培養(yǎng)。在編程以及仿真時，充分將單片機原理的知識學以致用，既是對我們單片機基礎(chǔ)知識的考驗，又是對我們靈活運用及創(chuàng)新能力的檢驗；既考驗我們的學習能力，又考驗邏輯思維技巧；既體現(xiàn)了個人對課程設(shè)計的靈思妙想，又培養(yǎng)了團隊之間的合作能力。我們能夠很好地完成這次課設(shè)，離不開在科學研究上實事求是的工作原則、一絲不茍的工作態(tài)度、勤于思考的工作方法、百折不饒的工作精神和精益求精的工作作風，此外，最重要的就是團隊之間相處和

11、諧、分工明確。在 大家的共同努力下，得到了滿意的成果，更使我們明白團隊合作的重要10智能電子鐘 (LCD 顯示 )與便利。最后，衷心感謝老師在這次設(shè)計中耐心給予的大量幫助，解決了我程序中存在的不少問題，并指導了我一些設(shè)計的思路，也令我明白自己的大量不足之處，受益匪淺。附錄1、程序#include<reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define DS1302_SECOND_WRITE 0x80#define DS1302_MINUTE_WRITE 0x82#define DS1302_HOUR_

12、WRITE 0x84#define DS1302_DAY_WRITE 0x86#define DS1302_WEEK_WRITE 0x8a#define DS1302_MONTH_WRITE 0x88#define DS1302_YEAR_WRITE 0x8c#define DS1302_PROTECT_WRITE 0x8e#define DS1302_SECOND_READ 0x81#define DS1302_MINUTE_READ 0x83#define DS1302_HOUR_READ 0x85#define DS1302_DAY_READ 0x87#define DS1302_WEE

13、K_READ 0x8b#define DS1302_MONTH_READ 0x8911智能電子鐘 (LCD 顯示 )#define DS1302_YEAR_READ 0x8dsbit lcden = P22;sbit lcdrs = P20;sbit write = P21;sbit sck = P16; / 時鐘sbit io = P17; / 數(shù)據(jù)sbit rst = P15;/ DS1302 復位unsigned char Chinese_13=0x2d,0x20,0x3a;/“- ”“”“ :”unsigned char Chinese_27=0x31,0x32,0x33,0x34,0

14、x35,0x36,0x37;/一二三四五六天/unsigned char Cursor6=0x81,0x83,0x85,0x90,0x92,0x94;/定義光標移動的位置unsigned char num = 0;unsigned int ji = 0;unsigned int jiao = 0;void Delayms(unsigned int z)/ 延時unsigned int x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=115;y>0;y-);/lcd 子程序void Write_com(unsigned char com)/ 寫命令lcdrs = 0;P0 = co

15、m;Delayms(5);lcden = 1;12智能電子鐘 (LCD 顯示 )Delayms(5);lcden = 0;void Write_data(unsigned char dat)/ 寫數(shù)據(jù)lcdrs = 1;P0 = dat;Delayms(5);lcden = 1;Delayms(5);lcden = 0;unsigned char Read_com()/讀命令unsigned char com;write = 1;lcdrs = 0;lcden = 1;com = P0;Delayms(5);write = 0;lcdrs = 0;lcden = 0;return com;vo

16、id init_lcd()/lcd初始化13智能電子鐘 (LCD 顯示 )lcden = 0;Write_com(0x38);Write_com(0x0c);Write_com(0x06);Write_com(0x01);Write_com(0x80);/ds1302 子程序void DS1302WriteByte(uchar dat)/ 寫字節(jié)uchar i;sck=0;Delayms(2);for(i=0;i<8;i+)io=dat&0x01;/ 取最低位，注意DS1302 的數(shù)據(jù)和地址都是從最低位開始傳輸?shù)腄elayms(2);sck=1;Delayms(2);sck=0;

17、dat>>=1;uchar DS1302ReadByte()/ 讀字節(jié)uchar i,dat;Delayms(2);for(i=0;i<8;i+)14智能電子鐘 (LCD 顯示 )dat>>=1;if(io=1)/ 當數(shù)據(jù)線為高時，證明該位數(shù)據(jù)為1dat|=0x80;/ 要傳輸數(shù)據(jù)的當前值置為1,若不是 , 則為 0sck=1;Delayms(2);sck=0;Delayms(2);return dat;uchar DS1302Read(uchar cmd)/讀命令uchar dat;rst=0;sck=0;rst=1;DS1302WriteByte(cmd);/

18、 傳輸?shù)刂穌at=DS1302ReadByte();/ 讀取要得到的時間/日期sck=1;rst=0;return dat;void DS1302Write(uchar cmd,uchar dat)/ 寫命令rst=0;sck=0;rst=1;15智能電子鐘 (LCD 顯示 )DS1302WriteByte(cmd);/ 傳輸?shù)刂稤S1302WriteByte(dat);/ 寫入時間 /日期sck=1;rst=0;void Init_DS1302(void)/ 初始化DS1302Write(0x8e,0x00);/ 寫保護關(guān)DS1302Write(DS1302_SECOND_WRITE,0x5

19、5);/初始秒值DS1302Write(DS1302_MINUTE_WRITE,0x59);/初始分鐘DS1302Write(DS1302_HOUR_WRITE,0x23);/初始為 24 小時模式初始時間為DS1302Write(DS1302_DAY_WRITE,0x02);/20xx年 x 月 x 日星期 xDS1302Write(DS1302_MONTH_WRITE,0x03);DS1302Write(DS1302_YEAR_WRITE,0x16);DS1302Write(DS1302_WEEK_WRITE,0x03);DS1302Write(0x90,0x01);/ 充電DS1302W

20、rite(0xc0,0xf0);/ 初始化一次標示DS1302Write(0x8e,0x80);void Split_display(unsigned char address)/ 取數(shù)顯示unsigned char i;i=DS1302Read(address);i=i/16+'0'Write_data(i);/ 顯示十位Delayms(3);i=DS1302Read(address);i=i%16+'0'16智能電子鐘 (LCD 顯示 )Write_data(i);/ 顯示個位Delayms(5);void Dispaly_shi()/ 顯示時間Write_

21、com(0x84);Split_display(DS1302_HOUR_READ);/顯示小時Write_data(Chinese_12);/ 顯示“ :”Delayms(3);Split_display(DS1302_MINUTE_READ);/顯示分鐘Write_data(Chinese_12);Delayms(3);Split_display(DS1302_SECOND_READ);/顯示秒Delayms(3);Delayms(50);void Display_nian()/ 顯示年月日uchar i;Write_com(0x82);Delayms(100);Write_com(0x82

22、);Delayms(100);Write_data('2');Delayms(5);Write_data('0');17智能電子鐘 (LCD 顯示 )Delayms(1);Split_display(DS1302_YEAR_READ);/顯示年份Write_data(Chinese_10);/ 顯示“ -”Delayms(3);Split_display(DS1302_MONTH_READ);/顯示月份Write_data(Chinese_10);Delayms(3);Split_display(DS1302_DAY_READ);/顯示日期Write_data(

23、Chinese_11);Delayms(3);Write_data(Chinese_11);Delayms(3);i=DS1302Read(DS1302_WEEK_READ);/顯示星期i=i%16+'0'Write_data(i);Delayms(3);Write_com(0x82);Delayms(50);void inter0() interrupt 0/ 按鍵中斷 1ji = ji+1;if(ji%2 = 0)Write_com(0x0c);elseWrite_com(0x08);18智能電子鐘 (LCD 顯示 )void inter2() interrupt 2/ 按

24、鍵中斷 2unsigned char k,j,i,b;/Delayms(500);while(INT1!=1);b = Read_com();b = ACC & 0x7f;Write_com(0x01);Dispaly_shi();EA=0;EX0=0;EX1=0;k=DS1302Read(DS1302_SECOND_READ);while(INT1)Write_com(0x8a);Write_com(0x0f);if(INT0=0)Delayms(10);if(INT0=0)if(k<0x59)ACC = k;#pragma asmadd a,#1da a#pragma endasmk = ACC;19智能電子鐘 (LCD 顯示 )elseDS1302Write(DS1302_SECOND_WRITE,k);while