51單片機電子時鐘課程設(shè)計報告資料整理

單片機課程設(shè)計報告PAGE目錄第一部分設(shè)計任務(wù)和要求單片機課程設(shè)計內(nèi)容…………………2單片機課程設(shè)計要求…………………2系統(tǒng)運行流程…………2第二部分設(shè)計方案2.1總體設(shè)計方案說明……………………22.2系統(tǒng)方框圖……………32.3系統(tǒng)流程圖……………3第三部分主要器材及基本簡介3.1主要器材………………43.2主要器材簡介…………4第四部分系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1最小系統(tǒng)………………64.2LCD顯示電路…………64.3鍵盤輸入電路…………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)計總結(jié)…………8第七部分參考文獻………………9附錄A實物圖附錄B系統(tǒng)源程序第一部分設(shè)計任務(wù)和要求1.1單片機課程設(shè)計內(nèi)容利用STC89C51單片機和LCD1602電子顯示屏實現(xiàn)電子時鐘，可由按鍵進行調(diào)時和12/24小時切換。1.2單片機課程設(shè)計要求1．能實現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒的顯示；2．能實現(xiàn)調(diào)時功能；3．能實現(xiàn)12/24小時制切換；4．能實現(xiàn)8：00—22：00整點報時功能。1.3系統(tǒng)運行流程程序首先進行初始化，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，沒有按鍵按下則調(diào)用時間程序。若沒到則循環(huán)執(zhí)行。計時中斷服務(wù)程序完成秒的計時及向分鐘、小時的進位和星期、年、月、日的進位。調(diào)時閃爍中斷服務(wù)程序用于被調(diào)單元的閃爍顯示。調(diào)時程序用于調(diào)整分鐘、小時、星期、日、月、年，主要由主函數(shù)組成通過對相關(guān)子程序的調(diào)用，如圖所示。實現(xiàn)了對時間的設(shè)置和修改、LCD顯示數(shù)值等主要功能。相關(guān)的調(diào)整是靠對功能鍵的判斷來實現(xiàn)的。第二部分設(shè)計方案2.1總體設(shè)計方案說明1．程序設(shè)計及調(diào)試根據(jù)單片機課程設(shè)計內(nèi)容和要求，完成Protues仿真電路的設(shè)計和用Keil軟件編寫程序，并進行仿真模擬調(diào)試。2．硬件焊接及調(diào)試根據(jù)仿真電路圖完成電路板的焊接，并進行軟、硬件的調(diào)試，只到達到預(yù)期目的。3．后期處理對設(shè)計過程進行總結(jié)，完成設(shè)計報告。2.2單片機系統(tǒng)方框圖功能鍵功能鍵增加鍵減小鍵12/24小時制切換鍵STC89C51單片機LCD顯示屏電源最小系統(tǒng)2.2單片機系統(tǒng)流程圖開始初始化時鐘子程序開始初始化時鐘子程序結(jié)束按鍵掃描子程序主流程圖鍵盤掃描流程圖時鐘流程圖第三部分主要器件及簡介3.1主要器件1.STC89C51單片機；2．LCD1602液晶顯示屏；3.2主要器件簡介1．STC89C51單片機簡介STC89C51是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，片內(nèi)含8KBytes的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，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的程序代碼下載進單片機內(nèi)部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。2．LCD1602液晶顯示屏簡介LCD1602可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0—D7，和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V,并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光。LCD1602引腳說明如下表所示：LCD液晶顯示器各引腳功能及結(jié)構(gòu)編號符號引腳說明編號符號引腳說明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/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，4.5V—5.5V,通常使用5V電壓；VL：LCD對比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為0—5V。接正極時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高會產(chǎn)生“鬼影”，因此通常使用一個10K的電位器來調(diào)整對比度，或者直接串接一個電阻到地；RS：MCU寫入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。MCU要寫入指令時，使RS為低電平；MCU要寫入數(shù)據(jù)時，使RS為高電平；R/W：讀寫控制端。R/W為高電平時，讀取數(shù)據(jù)；R/W為低電平時，寫入數(shù)據(jù)；EN：LCD模塊使能信號控制端。寫數(shù)據(jù)時，需要下降沿觸發(fā)模塊。D0—D7：8為數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果MCU的I/O口資源緊張的話，該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線D4—D7接口傳送數(shù)據(jù)。A：LED背光正極。需要背光時，A串接一個限流電阻接VDD，K接地。K：LED背光地端。第四部分系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1最小系統(tǒng)復(fù)位時單片機的初始化操作，只要給RST引腳加上兩個機器周期以上的高電平信號，就可以使STC89C51單片機復(fù)位。本次采用的是12M晶振，按鈕復(fù)位電路。4.2LCD顯示電路LCD顯示屏的D0到D7與單片機P0口相連，LCD顯示屏EN口與單片機P3.4口相連，RS與P3.5相連。通過滑動變阻器改變LCD顯示屏的顯示對比度。4.3鍵盤輸入電路本次設(shè)計采用獨立鍵盤，鍵盤按下時，相應(yīng)的I/O口電平由高變低，一次檢測按鍵是否被按下。4個獨立按鍵與單片機P3.0—P3.3口相連。4.3蜂鳴器和LED燈電路蜂鳴器的作用為準(zhǔn)點報時產(chǎn)生報警聲，LED在秒鐘為偶數(shù)時或者功能鍵被按下時亮。蜂鳴器與單片機P2.2口相連，LED燈與單片機P2.3口相連。第五部分仿真電路圖與仿真結(jié)果用Keil和Protues進行仿真調(diào)試，仿真結(jié)果完全達到預(yù)期目的。第六部分課程設(shè)計總結(jié)本次單片機課程設(shè)計，在我和我的搭檔陳雅琴默契配合，以及鄒老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下順利完成了。在設(shè)計過程中，從仿真電路的設(shè)計，源程序的書寫和修改以及實物電路的焊接中都遇到了不少問題，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。我們在設(shè)計過程中還不斷提出自己的疑點以及新的想法，聯(lián)系實際應(yīng)用，將課本上學(xué)習(xí)的東西運用到實際中，這些都令我們受益匪淺。課程設(shè)計需要很大的耐心，尤其是遇到困難的時候，這也是對我們的考驗。在設(shè)計過程中，我們遇到問題不是感到急躁，而是耐心地尋找解決的辦法，與老師、同學(xué)進行交流討論，尋求最佳的解決辦法?？傊?，在此次的課程設(shè)計中，我們不僅動手、動腦，也學(xué)會了不少東西，同時，謝謝對我們的設(shè)計帶來建議、意見和幫助的老師和同學(xué)們！謝謝！第七部分參考文獻《單片機原理及應(yīng)用（第二版）》高等教育出版社《新概念51單片機C語言教程》電子工業(yè)出版社附錄A實物圖附錄B系統(tǒng)源程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitlcdrs=P3^5;//定義1602液晶RS端sbitlcden=P3^4;//定義1602液晶LCDEN端sbits1=P3^0;//定義按鍵--功能鍵sbits2=P3^1; //定義按鍵--增加鍵sbits3=P3^2; //定義按鍵--減小鍵sbits4=P3^3; //定義按鍵--鬧鐘鍵sbitbeep=P2^2;//定義蜂鳴器端sbitled=P2^3;//定義LED燈端ucharcount,s1num,s4num;charyear,month,day,week,miao,shi,fen,pshi;ucharcodetable[]="20--";//定義初始上電時液晶默認(rèn)顯示狀態(tài)voiddelay(uintz)//延時函數(shù){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidzhuanhuan(){ if(shi==0) pshi=12; if(shi<=12&&shi>=1) pshi=shi;if(shi>12) pshi=shi-12; } voiddi()//蜂鳴器發(fā)聲函數(shù){ beep=0; delay(300); beep=1; delay(300);}voidwrite_com(ucharcom)//液晶寫命令函數(shù){ lcdrs=0; lcden=0; P0=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }voidwrite_date(uchardate)//液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù){ lcdrs=1; lcden=0; P0=date; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }void_shi() //寫"AM"、"PM"函數(shù){if(shi>=12){ write_com(0x80+0x40+1);//寫出"PM" write_date('P'); write_date('M');}else{ write_com(0x80+0x40+1);//寫出"AM" write_date('A'); write_date('M');}}voidwrite_ymd(ucharadd1,uchardate1)//寫年月日函數(shù){ ucharshi,ge; shi=date1/10;//分解一個2位數(shù)的十位和個位 ge=date1%10; write_com(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);//送去液晶顯示個位}voidwrite_sfm(ucharadd,uchardate)//寫時分秒函數(shù){ ucharshi,ge; shi=date/10;//分解一個2位數(shù)的十位和個位 ge=date%10; write_com(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);//送去液晶顯示個位}voidwrite_week(charweek) //寫液晶星期顯示函數(shù){ write_com(0x80+12); switch(week) { case1: write_date('M');delay(5); write_date('O');delay(5); write_date('N'); break; case2: write_date('T');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('E'); break; case3: write_date('W');delay(5); write_date('E');delay(5); write_date('D'); break; case4: write_date('T');delay(5); write_date('H');delay(5); write_date('U'); break; case5: write_date('F');delay(5); write_date('R');delay(5); write_date('I'); break; case6: write_date('S');delay(5); write_date('A');delay(5); write_date('T'); break; case7: write_date('S');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('N'); break; }}voidwriteym(){day=1;month++;if(month==13){ month=1; year++; if(year==100) year=0; write_ymd(3,year);//年若變化則重新寫入 } write_ymd(6,month);//月若變化則重新寫入}voidinit()//初始化函數(shù){ucharnum; 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_com(0x38);//初始化1602液晶 write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01); write_com(0x80);//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(table[num]); delay(5); } delay(5); write_com(0x80+0x40+6);//寫出時間顯示部分的兩個":" write_date(':'); delay(5); write_com(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); write_sfm(10,miao);//分別送去液晶顯示 write_sfm(7,fen); write_sfm(4,shi); TMOD=0x01;//設(shè)置定時器0工作模式1 TH0=(65536-50000)/256;//定時器裝初值 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; //開總中斷 ET0=1; //開定時器0中斷 TR0=1; //啟動定時器0}voidkeyscan()//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 { TR0=0;//關(guān)閉定時器 write_com(0x80+3);//光標(biāo)定位到年位置 write_com(0x0f);//光標(biāo)開始閃爍 } if(s1num==2)//第二次按下光標(biāo)閃爍定位到月位置 { write_com(0x80+6); } if(s1num==3)//第三次按下光標(biāo)閃爍定位到日位置 { write_com(0x80+9); } if(s1num==4)//第四次按下光標(biāo)閃爍定位到星期位置 { write_com(0x80+12); } if(s1num==7)//第七次被按下時光標(biāo)定位到秒位置 { write_com(0x80+0x40+10); } if(s1num==6)//第六次按下光標(biāo)閃爍定位到分位置 { write_com(0x80+0x40+7); } if(s1num==5)//第五次按下光標(biāo)閃爍定位到時位置 { write_com(0x80+0x40+4); } if(s1num==8)//第七次按下 { s1num=0;//記錄按鍵數(shù)清零 write_com(0x0c);//取消光標(biāo)閃爍 TR0=1; //啟動定時器使時鐘開始走 } } } 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1 if(year==100)//若滿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_com(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)整月加1 if(month==13)//若滿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_com(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1 if(year%4==0&&month==2) { if(day==30)//若滿29后將置一 day=1; } if(year%4!=0&&month==2) { if(day==29)//若滿28后將置一 day=1; } if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) { if(day==32)//若滿31后將置一 day=1; } if(month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==31)//若滿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_com(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1 if(week==8)//若滿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_com(0x80+12);//顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處 } if(s1num==7)//若功能鍵第七次按下 { miao++;//則調(diào)整秒加1 if(miao==60)//若滿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_com(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1 if(fen==60)//若滿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_com(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24后將清零 { shi=0; } if(s4num==0) { write_sfm(4,shi);;//每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_com(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_com(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1 if(year==-1)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為99 year=99; write_ymd(3,year);//每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_com(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1 if(month==0)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59 month=12; write_ymd(6,month);//每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_com(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1 if(year%4==0&&month==2) { if(day==0)//若滿29后將置一 day=29; } if(year%4!=0&&month==2) { if(day==0)//若滿28后將置一 day=28; } if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) { if(day==0)//若滿31后將置一 day=31; } if(month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==0)//若滿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_com(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)整小時減1 if(week==0)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為23 week=7; write_week(week);//每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_com(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1 if(miao==-1)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59 miao=59; write_sfm(10,miao);//每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_com(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1 if(fen==-1)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59 fen=59; write_sfm(7,fen);//每調(diào)節(jié)一次送液晶顯示一下 write_com(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_com(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_com(0x80+0x40+4);//顯示位置重新回到調(diào)節(jié)處 } } } } if(s1num==0) { if(s4==0) { delay(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 { 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_com(0x80+0x40+1); write_date(''); write_date(''); write_sfm(4,shi); } }} }}voidmain()//主函數(shù){ init();//首先初始化各數(shù)據(jù) while(1)//進入主程序大循環(huán) { keyscan();//不停的檢測按鍵是否被按下 if(s1num!=0) led=0; else led=miao%2; if((shi>7&&shi<23)&&(fen==0)&&(miao==0)) { di(); } }}voidtimer0()interrupt1//定時器0中斷服務(wù)程序{ TH0=(65536-50000)/256;//再次裝定時器初值 TL0=(65536-50000)%256; count++; //中斷次數(shù)累加 if(count==20)