基于單片機的電子表設(shè)計

1、目錄目錄1第1章 概述11.1實驗原理1第2章 設(shè)計思路及框圖12.1設(shè)計思路12.2設(shè)計框圖2第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計23.1主控制部件23.2顯示模塊33.3晶振模塊33.4按鍵模塊33.5驅(qū)動模塊4第4章電路設(shè)計原理圖44.1電路原理圖4第5章 程序設(shè)計55.1程序流程圖55.2源程序6第6章系統(tǒng)的驗證及調(diào)試266.1日期設(shè)置顯示測試266.2秒表測試266.3倒計時測試27第7章 總結(jié)28第8章 參考文獻28第1章 概述1.1實驗原理單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為”。單片機的

2、應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC機外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計算機中廣泛采用的，將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合用一個存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲器，目前的單片機以采用程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。 本課題討論的方波發(fā)生器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51系列單片機。 利用AT89C51單片機定時器完成計時功能，定時器0計時中斷程序每隔0.01s中斷一次并當(dāng)作一個計數(shù)，設(shè)定定時1秒的中斷計數(shù)初

3、值為0，每中斷一次中斷計數(shù)初值加1，當(dāng)加到100時，則表示1s到了，秒變量加1，同理再判斷是否1min鐘到了，再判斷是否1h到了。為了將時間在6位LED數(shù)碼管上顯示，可采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法，由于靜態(tài)顯示法需要譯碼器，數(shù)據(jù)鎖存器等較多硬件，可采用動態(tài)顯示法實現(xiàn)LED顯示，通過對每位數(shù)碼管的依次掃描，使對應(yīng)數(shù)碼管亮，同時向該數(shù)碼管送對應(yīng)的字碼，使其顯示數(shù)字。由于數(shù)碼管掃描周期很短，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，使數(shù)碼管看起來總是亮的，從而實現(xiàn)了各種顯示。第2章 設(shè)計思路及框圖2.1設(shè)計思路針對要實現(xiàn)的功能，采用AT89S51單片機進行設(shè)計，AT89S51 單片 機是一款低功耗，高性能CMOS8位單

4、片機，第一，熟悉AT89S51單片機，在編程之前必須了解硬件結(jié)構(gòu)尤其是各引腳的用法，以及內(nèi)部寄存器、存儲單元的用法，否則，編程無從下手，電路也無法設(shè)計。這是前期準(zhǔn)備工作。第二，設(shè)計硬件部分：依據(jù)想要的功能分塊設(shè)計設(shè)計，比如輸入需要開關(guān)電路，輸出需要顯示驅(qū)動電路和數(shù)碼管電路等。第三，畫圖部分：設(shè)計好電路后進行畫圖。第四，軟件部分：先學(xué)習(xí)理解匯編語言的編程方法再根據(jù)設(shè)計的硬件電路進行分塊的編程調(diào)試，最終完成程序設(shè)計。第五部分是軟件仿真部分：軟硬件設(shè)計好后將軟件載入芯片中進行仿真，仿真無法完成時檢查軟件程序和硬件電路并進行修改直到仿真成功。第六部分是硬件實現(xiàn)部分：連接電路并導(dǎo)入程序檢查電路，實現(xiàn)想要

5、的功能。2.2設(shè)計框圖此次設(shè)計主要是應(yīng)用單片機來設(shè)計電子時鐘，硬件部分主要分以下電路模塊：顯示電路用8個共陰極數(shù)碼顯示管、按鍵模塊、晶振模塊。顯示管分別顯示：小時、分鐘和秒，通過動態(tài)掃描進行顯示。電路的總體設(shè)計框架如下：單片機模塊晶振模塊 圖1 LCD顯示模塊 時鐘模塊 驅(qū)動模塊按鍵模塊 第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1主控制部件 89C51是一個8位單片機，片內(nèi)ROM全部采用FLASH ROM技術(shù)，晶振時鐘為12MHz。89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，有4個八位的并行雙向I/O端口，分別記作P0、P1、P2、P3。第31引腳需要接高電位使單片機選用內(nèi)部程序存儲器；第40腳為電源端

6、VCC，接+5V電源，第20引腳為接地端VSS，通常在VCC和VSS引腳之間接0.1F高頻濾波電容。硬件原理圖如圖2所示： 圖23.2顯示模塊 方案一：靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示，即當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或截至。該方式每一位都需要一個8位輸出口控制。靜態(tài)顯示時較小電流能獲得較高的亮度，且字符不閃爍。但因當(dāng)所需顯示的位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所需的I/O口數(shù)較大，造成資源的浪費。 方案二：動態(tài)顯示。動態(tài)顯示，即各位數(shù)碼管輪流點亮，對于顯示器各位數(shù)碼管，每隔一段延時時間循環(huán)點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，人的視覺暫留功能才可以察覺不到字符閃爍。

7、顯示器的亮度與導(dǎo)通電流、點亮?xí)r間及間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。從節(jié)省單片機I/O口和降低能耗角度出發(fā)，本電子表顯示選擇采用方案二。3.3晶振模塊單片機芯片可使用內(nèi)部時鐘電路和外部時鐘電路兩種方式產(chǎn)生電路所需的時鐘脈沖，內(nèi)部時鐘電路實現(xiàn)可用石英晶體和微調(diào)電容外接即可達到，外部時鐘電路實現(xiàn)需要一個外部脈沖源引入脈沖信號以保證個單片機之間時鐘信號的同步。從硬件實現(xiàn)難易角度考慮，內(nèi)部時鐘電路的實現(xiàn)比外部時鐘電路的實現(xiàn)更簡易。既本數(shù)字電子鐘設(shè)計所需的時鐘源采用內(nèi)部時鐘電路實現(xiàn)。3.4按鍵模塊本數(shù)字電子鐘設(shè)計所需按鍵用于進行顯示時間的調(diào)整與設(shè)置擴

8、展的小鍵盤。單片機芯片4個I/O口可與按鍵直接相連，通過編程，單片機芯片即可控制按鍵接口電平的高低，即按鍵的開與關(guān)，以達到用按鍵進行顯示時間的調(diào)整與設(shè)置擴展的小鍵盤的設(shè)計要求，本電路采用P1口與按鍵相連。3.5驅(qū)動模塊從實物制作簡易程度與驅(qū)動數(shù)碼管段碼能力角度出發(fā)，本數(shù)字電子鐘設(shè)計采用數(shù)碼管段碼與AT89C51P0口相連，單片機AT89C51的P2口控制數(shù)碼管的片選信號，通過編程，單片機芯片即可控制段碼電平的高低的方式實現(xiàn)數(shù)碼管段碼控制。第4章電路設(shè)計原理圖4.1電路原理圖 圖3第5章 程序設(shè)計5.1程序流程圖 在主程序的開始定義了一組固定單元用來存儲計數(shù)的分、秒、時的存儲單元。在主程序中，對

9、不同的按鍵進行掃描，實現(xiàn)秒表，時間調(diào)整。系統(tǒng)總體流程圖如圖4所示。 開始 T0中斷入口 通過查表方式顯示數(shù)據(jù) 位選數(shù)值=0 秒計數(shù)加1 秒計數(shù)=1000 秒計數(shù)=0 Seconds+1 中斷返回 圖4系統(tǒng)子程序流程圖如圖5所示： 圖55.2源程序#include <reg52.h>#include "ds1302.h"#include "lcd1602.h"#include "key.h"/sbit wela=P27;/sbit dula=P26;uchar tab_date14="2012-11-16 TUE&

10、quot;/表示年月日星期uchar tab_time8="00:00:00"/表示時分秒uchar tab_time18="00:00:00"/表示時分秒uchar tiao;uchar msecond;uchar hour,min,sec,key,sition;/uchar kong=" "uchar flag;/時間秒表選擇標(biāo)志/-/ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換/-void trans() tab_date2=tab_13026/10+'0' /年十位 tab_date3=tab_13026%10+'0' /年個位

11、 tab_date5=tab_13024/10+'0' /月十位 tab_date6=tab_13024%10+'0' /月個位 tab_date8=tab_13023/10+'0' /日十位 tab_date9=tab_13023%10+'0' /日個位 tab_time0=tab_13022/10+'0' /小時十位 tab_time1=tab_13022%10+'0' /小時個位 tab_time3=tab_13021/10+'0' /分十位 tab_time4=tab_130

12、21%10+'0' /分個位 tab_time6=tab_13020/10+'0' /秒十位 tab_time7=tab_13020%10+'0' /秒個位/-/ 星期顯示/-void week() uchar i; if(tab_13025=1) i=7; else i=tab_13025-1; /*實時時鐘里的值是6，但是2008/08/08是星期五，所以減1， Proteus的問題？ */ switch(i) case 1: tab_date11='M'tab_date12='O'tab_date13=

13、9;N' break; case 2: tab_date11='T'tab_date12='U'tab_date13='E' break; case 3: tab_date11='W'tab_date12='E'tab_date13='D' break; case 4: tab_date11='T'tab_date12='H'tab_date13='U' break; case 5: tab_date11='F'tab_date

14、12='R'tab_date13='I' break; case 6: tab_date11='S'tab_date12='T'tab_date13='A' break; case 7: tab_date11='S'tab_date12='U'tab_date13='N' break; default: ; break; /其它情況 void getweek(uchar week1,uchar t)uchar i; if(week1=1) i=7; else i=we

15、ek1-1; /*實時時鐘里的值是6，但是2008/08/08是星期五，所以減1， Proteus的問題？ */ switch(i) case 1: t0='M't1='O't2='N' break; case 2: t0='T't1='U't2='E' break; case 3: t0='W't1='E't2='D' break; case 4: t0='T't1='H't2='U' break; c

16、ase 5: t0='F't1='R't2='I' break; case 6: t0='S't1='T't2='A' break; case 7: t0='S't1='U't2='N' break; default: ; break; /其它情況 void cls(uchar i)/表示打印出i個空格/lcd_wcom(addr);/重新設(shè)定顯示地址為0xc4,即下排第5位for(;i>0;i-)lcd_wdat(' ');lc

17、ddelay(1);/-/ lcd液晶屏顯示/-void display(uchar a,uchar b)uchar i,j;lcd_wcom(0x80+0x01);/顯示地址設(shè)為80H（即00H，）上排第一位for(i=0;i<14;i+)lcd_wdat(ai);/將日期顯示在lcd1602上lcddelay(1);lcd_wcom(0x80+0x44);/重新設(shè)定顯示地址為0xc4,即下排第5位for(j=0;j<8;j+)/將tab_time中的數(shù)據(jù)依次寫入1602顯示 lcd_wdat(bj);lcddelay(1);/-/ 顯示倒計時/-void djsdsp(ucha

18、r hour,uchar min,uchar sec)uchar j,key,t;/uchar t="00:00:00"/TR1=1;while(1)t=tab_13020;ds1302();if(t!=tab_13020)msecond=1;key=Getkey();if(key=KEY_BK)return;sec=sec-msecond;msecond=0;if(sec=255)sec=59;min-;if(min=255)min=59;hour-;if(hour=255)while(1)key=Getkey();if(key=KEY_BK)return;tab_tim

19、e0=hour/10+'0'tab_time1=hour%10+'0'tab_time3=min/10+'0'tab_time4=min%10+'0'tab_time6=sec/10+'0'tab_time7=sec%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x44);/重新設(shè)定顯示地址為0xc4,即下排第5位for(j=0;j<8;j+)/將tab_time中的數(shù)據(jù)依次寫入1602顯示 lcd_wdat(tab_timej);lcddelay(1);/-/ 設(shè)置倒計時/-void djish

20、i()uchar ch="Countdown:"uchar t="00:00:00"uchar str="00"uchar i;sition=3;hour=min=sec=0;lcd_wcom(0x01);/清屏lcd_wcom(0x80+0x01);/顯示地址設(shè)為80H（即00H，）上排第一位for(i=0;i<10;i+)lcd_wdat(chi);/將"Countdown:"顯示在lcd1602上lcddelay(1);lcd_wcom(0x80+0x44);/顯示地址設(shè)為80H（即00H，）上排第一位

21、for(i=0;i<8;i+)lcd_wdat(ti);/將時間顯示在lcd1602上lcddelay(1);while(1)key=Getkey();switch(key)case KEY_MU:return;case KEY_UP:switch(sition)case 1:hour+;if(hour>=24) hour=0;break;case 2:min+;if(min>=60) min=0;break;case 3:sec+;if(sec>=60) sec=0;break;default:break;break;case KEY_DN:switch(sition

22、)case 1:hour-;if(hour=255) hour=59;break;case 2:min-;if(min=255) min=59;break;case 3:sec-;if(sec=255) sec=59;break;default:break;break;case KEY_L:lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);sition-;if(sition=0) sition=3;break;case KEY_R:lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1)

23、;sition+;if(sition=4) sition=1;break;case KEY_OK:djsdsp(hour,min,sec);lcd_wcom(0x01);return;case KEY_BK:lcd_wcom(0x01);return;default:break;/lcd_wcom(0x01);/清屏if(sition=1)str0=hour/10|+'0'str1=hour%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x44);if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcdd

24、elay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x44);else if(2=sition)str0=min/10+'0'str1=min%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x47);if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x47);elsestr0=sec/10+'0'str1=sec%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x4a);if(tiao&l

25、t;10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x4a);/-/ 設(shè)置日期/-void setdate()uchar i,j,yearh,yearl,month,date,week;uchar str="00"uchar ch="set date:"sition=5;lcd_wcom(0x01);/清屏lcd_wcom(0x80+0x01);/顯示地址設(shè)為80H（即00H，）上排第一位for(i=0;i<9;i+)lcd_wda

26、t(chi);/將"set date:"顯示在lcd1602上lcddelay(1);lcd_wcom(0x80+0x41);/重新設(shè)定顯示地址為0xc4,即下排第5位for(j=0;j<14;j+)/將tab_date中的數(shù)據(jù)依次寫入1602顯示 lcd_wdat(tab_datej);lcddelay(1);yearh=(tab_date0-'0')*10+(tab_date1-'0');yearl=tab_13026;month=tab_13024;date=tab_13023;week=tab_13025;while(1)key

27、=Getkey();switch(key)/case KEY_MU:djishi();return;case KEY_UP:switch(sition)case 1:yearh+;if(yearh>=100) yearh=0;break;case 2:yearl+;if(yearl>=100) yearl=0;break;case 3:month+;if(month>=13) month=0;break;case 4: date+; if(yearh*100+yearl)%4=0&&(yearh*100+yearl)%100!=0)|(yearh*100+ye

28、arl)%400=0) /如果是閏年if(month=2&&date>29)date=1;elseif(month=2&&date>28)date=1;if(month=4|month=6|month=9|month=11)if(date>30)date=1;elseif(date>31)date=1; break;case 5:week+;if(week=8)week=1;break;default:break;break;case KEY_DN:switch(sition)case 1:yearh-;if(yearh=255) yea

29、rh=99;break;case 2:yearl-;if(yearl=255) yearl=99;break;case 3:month-;if(month=0) month=12;break;case 4: date-; if(month=1|month=3|month=5|month=7|month=8|month=10|month=12) /有31天的月份if(date=0)date=31;else if(month!=2)if(date=0)date=30;else if(yearh*100+yearl)%4=0&&(yearh*100+yearl)%100!=0)|(y

30、earh*100+yearl)%400=0)/閏年中的2月if(date=0)date=29;else if(date=0)date=28; break;case 5:week-;if(week=0) week=7;break;default:break;break;case KEY_L:if(sition!=5)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elselcd_wdat(ch0);lcddelay(1);lcd_wdat(ch1);lcddelay(1);lcd_wdat(ch2);sition-;if(sition=

31、0) sition=5;break;case KEY_R:if(sition!=5)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elselcd_wdat(ch0);lcddelay(1);lcd_wdat(ch1);lcddelay(1);lcd_wdat(ch2);sition+;if(sition=6) sition=1;break;case KEY_OK:tab_date0=yearh/10+'0'tab_date1=yearh%10+'0'tab1_13026=yearl;tab1_1302

32、4=month;tab1_13023=date;tab1_13025=week;ds1302();tab1_13020=tab_13020;tab1_13021=tab_13021;tab1_13022=tab_13022;ds1302_init();lcd_wcom(0x01);/清屏return;case KEY_BK: lcd_wcom(0x01);return;default:break;/lcd_wcom(0x80+0x4a);if(sition=1)lcd_wcom(0x80+0x41);str0=yearh/10|+'0'str1=yearh%10+'0&

33、#39;if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x41);else if(2=sition)lcd_wcom(0x80+0x43);str0=yearl/10+'0'str1=yearl%10+'0'if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x43);else if(3=s

34、ition)lcd_wcom(0x80+0x46);str0=month/10+'0'str1=month%10+'0'if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x46);else if(4=sition)lcd_wcom(0x80+0x49);str0=date/10+'0'str1=date%10+'0'if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1)

35、;lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x49);elsegetweek(week,ch);lcd_wcom(0x80+0x4c);if(tiao<10)lcd_wdat(ch0);lcddelay(1);lcd_wdat(ch1);lcddelay(1);lcd_wdat(ch2);elsecls(3);lcd_wcom(0x80+0x4c);/-/ 設(shè)置時間/-void settime()uchar i,j;/uchar sition; /閃爍位置uchar ch="set time:"uchar

36、 str="00"/TR0=1;/lcd不執(zhí)行中斷中的在變時間sition=3; /3調(diào)秒,2調(diào)分，1調(diào)時lcd_wcom(0x01);/清屏lcd_wcom(0x80+0x44);/重新設(shè)定顯示地址為0xc4,即下排第5位for(j=0;j<8;j+)/將tab_time中的數(shù)據(jù)依次寫入1602顯示 lcd_wdat(tab_timej);lcddelay(1);lcd_wcom(0x80+0x01);/顯示地址設(shè)為80H（即00H，）上排第一位for(i=0;i<9;i+)lcd_wdat(chi);/將"set time:"顯示在lcd

37、1602上lcddelay(1);hour=tab_13022;min=tab_13021;sec=tab_13020;/獲取當(dāng)前時間，在此基礎(chǔ)上進行調(diào)時while(1)/steval();key=Getkey();switch(key)case KEY_MU:setdate();return;case KEY_UP:switch(sition)case 1:hour+;if(hour>=24) hour=0;break;case 2:min+;if(min>=60) min=0;break;case 3:sec+;if(sec>=60) sec=0;break;defaul

38、t:break;break;case KEY_DN:switch(sition)case 1:hour-;if(hour=255) hour=23;break;case 2:min-;if(min=255) min=59;break;case 3:sec-;if(sec=255) sec=59;break;default:break;break;case KEY_L:lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);sition-;if(sition=0) sition=3;break;case KEY_R:lcd_wdat(str0)

39、;lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);sition+;if(sition=4) sition=1;break;case KEY_OK:tab1_13020=sec;tab1_13021=min;tab1_13022=hour;tab1_13023=tab_13023;tab1_13024=tab_13024;tab1_13025=tab_13025;tab1_13026=tab_13026;ds1302_init();lcd_wcom(0x01);return;case KEY_BK:lcd_wcom(0x01);return;default:brea

40、k;/lcd_wcom(0x01);/清屏if(sition=1)str0=hour/10|+'0'str1=hour%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x44);if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x44);else if(2=sition)str0=min/10+'0'str1=min%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x47);if(tiao<10)lc

41、d_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x47);elsestr0=sec/10+'0'str1=sec%10+'0'lcd_wcom(0x80+0x4a);if(tiao<10)lcd_wdat(str0);lcddelay(1);lcd_wdat(str1);lcddelay(1);elsecls(2);lcd_wcom(0x80+0x4a); void miaobiao()uchar j;uchar i;sec=min=0;lcd_init();lcd_wcom(0x01);/清屏lcd_wcom(0x80+0x44);/重新設(shè)定顯示地址為0xc4,即下排第5位for(j=0;j<8;j+)/將