單片機簡易數(shù)字鐘設計及其報告

浙江XX學院電子信息學院課程設計報告PAGEPAGE12第12頁共13頁《單片機課程設計》課程設計報告題目：簡易數(shù)字鐘設計學年：2011～2012學期：一專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：094學號：000000000姓名：XXXXX指導教師：時間：浙江XXX學院電子信息學院目錄1設計簡介 22設計要求 23設計方案和系統(tǒng)結構 23.1電源模塊 33.2復位模塊 33.3時鐘模塊 33.48155擴展模塊 43.5LCD顯示模塊 53.6鍵盤模塊 64設計內容（包括硬件和軟件） 75測試結果 76設計總結 7附錄 7源程序 7總原理圖 7操作說明 71設計簡介本設計針對數(shù)字時鐘的顯示、計時、工作方式以及原理和設計方法等問題，通過應用以STC89C58單片機為核心芯片，以LCD1602液晶顯示屏為顯示器件，以及應用8155拓展輔助芯片等模塊作為硬件基礎，KEIL為編程軟件進行程序編寫，STC_ISP為程序燒寫軟件對單片機進行燒寫的方法，展開對數(shù)字時鐘的設計，獲得了我們這個單片內部定時/計時器為計時方式以及應用外部時鐘芯片PCF8563為技術方式的數(shù)字時鐘。2設計要求本設計要主要應用KEIL、STC_ISP為開發(fā)設計軟件，以C語言為編程語言進行編程設計，開發(fā)設計一個數(shù)字時鐘，設計的任務要求如下：具有秒、分、時、年、月、日、星期的計時及LCD顯示功能；具有外部調事功能。3設計方案和系統(tǒng)結構本設計采用的是分模塊的設計方法，對各個模塊進行分步設計，然后將各個模塊進行匯總，將各個模塊拼接在一起，來實現(xiàn)數(shù)字時鐘的設計要求，本設計的設計框圖如圖3-1。圖3-1設計原理框圖3.1電源模塊電源模塊完成交流交流轉直流的功能，將電網的220V交流轉換為可為芯片工作的+5V直流電源其原理圖如圖3.1-1。圖3.1-1直流穩(wěn)壓電源原理圖3.2復位模塊 復位模塊是為單片機的復位設計的，復位模塊包含了按鍵復位和上電復位兩種。上電復位是利用電容的充電來實現(xiàn)的。在上電的瞬間，RST引腳的電位與Vcc相同，隨著電容充電RST引腳的電位下降。上電復位所需的時間是振蕩周期建立時間加上2個機器周期，在這個時間內，RST電位保持高電平。一般只要保持真脈沖的寬度為10us，就可使單片機復位。電路原理圖如圖3.2-1.按鍵復位和上電圖3.2-1上電復位原理圖3.3時鐘模塊時鐘模塊本設計中采用了兩種一種為單片機內部的時鐘，也就是晶振電路的分頻實現(xiàn)，用T0定時/計數(shù)器來實現(xiàn)計時的功能。如圖3.3-1。第二鐘應用外部時鐘芯片PCF8563如圖3.3-2.圖3.3-1單片機時鐘電路圖3.3-2外部時鐘芯片pcf8563原理圖3.48155擴展模塊8155模塊電路如圖3.4-1所示，其中U1為81C55芯片，特性如下：256字節(jié)的RAM；一組可編程6位IO口；兩組可編程8位IO口；可編程14位二進制計時計數(shù)器；多工地址和數(shù)據總線；內部地址鎖存。8155采用40腳雙列直插封裝，單一＋5v電源，引腳分布如下圖所示：AD0—AD7為地址數(shù)據總線，單片機與8155之間的地址、數(shù)據、命令、狀態(tài)信息都是通過這個總線口傳送。CE為片選信號，輸入低電平有效。WR為寫信號，輸入低電平有效。RD為讀信號，輸入低電平有效。PA0～PA7、PB0～PB7可工作于基本I/O方式或選通方式，由寄存器的編程來選擇；PC0～PC5可作為輸入/輸出口線，也可以作為A口、B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號線。本實驗中，PA、PB口作為輸出，其中PA口與LCD1602引腳相連，PC為輸入口，PA與PC口構成鍵盤模塊的行列線。IO/M為I/O與RAM選擇信號。8155內部I/O口與RAM是分開編址的，因此要使用控制信號進行區(qū)分。IO/M=0，對RAM進行讀寫；IO/M=1，對I/O進行和計數(shù)器進行讀寫。8155詳細資料請參考PDF，本實驗8155的端口地址由單片機的P0口和P2.1以及P2.0決定。圖3.4-18155電路原理圖 3.5LCD顯示模塊顯示模塊電路如圖3.5-1所示，U2為顯示元件液晶LCD1602，整個液晶屏采用標準的16腳接口，其中GND為電源地，VDD接5V正電源，VO為液晶顯示屏對比度調整端，可通過一個可調電阻接地，本圖未接。RS為寄存器選擇端，高電平時選擇數(shù)據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作、低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時，可讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據。E端為使能端，當E端由低電平變成高電平時，液晶屏執(zhí)行命令。RS、RW、E端通過JP2分別與單片機的P1.5、P1.6、P1.7引腳相連。DB0—DB7為8位雙向數(shù)據線，通過JP1分別與并行I/O擴展芯片8155的PA0—PA7引腳相連。J1為跳線，該跳線主要功能為液晶背光的顯示與消隱。圖3.5-1LCD液晶顯示電路原理圖3.6鍵盤模塊1.模塊功能按鍵模塊主要提供實驗所需的控制功能以及向系統(tǒng)輸入數(shù)據，實驗箱采用矩陣式鍵盤組成4*4共16個鍵，在按鍵數(shù)量較多時可以節(jié)省I/O口線。2.模塊電路按鍵模塊電路如圖3.6-1所示，S1—S16組成4*4的行列結構。行列式鍵盤的接口方法很多，例如直接接口于單片機的I/O口；利用擴展的并行I/O口接口；用串行口擴展I/O接口；利用可編程的鍵盤顯示接口芯片8279、7279等。其中利用擴展的并行I/O接口方法方便靈活，本模塊采用的就是這種接口方式。下圖中4*4的按鍵通過8155的PA口和PC口組成，PA0—PA3為行線，PC0—PC3為列線。按鍵設置在行、列線的交電上。對按鍵的工作過程可以分為兩步：第一步是CPU檢測是否有鍵按下；第二步是識別出哪一個鍵按下。圖3.6-1按鍵原理圖4設計內容（包括硬件和軟件）圖4-1軟件流程圖圖4-2硬件流程圖5測試結果6設計總結附錄源程序#include<INIF.h>#include<lcd1602.h>ucharKEY_DOWN(void); //鍵值判斷函數(shù)，定義見Key.cucharnum,w,i,mi=50,fen=10,shi=23,ni1=11,ni2=20,yu=12,ri=5;longintx;ucharaaa[16]={0};ucharbbb[16]={0};ucharrunnian(longintx);ucharxingqi(longintyear,ucharyue,ucharri);voiddisplay() { x=ni2*100; x=x+ni1; i=runnian(x); if(mi==60) { fen++; mi=0; } if(fen==60) { fen=0; shi++; } if(shi==24) { shi=0; ri++; } switch(yu) { case1:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case2:if(ri==29+i){yu++;ri=1;}break; case3:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case4:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case5:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case6:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case7:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case8:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case9:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case10:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; case11:if(ri==31){yu++;ri=1;}break; case12:if(ri==32){yu++;ri=1;}break; } if(yu==13) { ni1++; yu=1; } if(ni1==100) { ni1=0; ni2++; } w=xingqi(x,yu,ri); switch(w) { case0:aaa[11]='M';aaa[12]='O';aaa[13]='N';break; case1:aaa[11]='T';aaa[12]='U';aaa[13]='E';break; case2:aaa[11]='W';aaa[12]='E';aaa[13]='D';break; case3:aaa[11]='T';aaa[12]='H';aaa[13]='U';break; case4:aaa[11]='F';aaa[12]='R';aaa[13]='I';break; case5:aaa[11]='S';aaa[12]='A';aaa[13]='T';break; case6:aaa[11]='S';aaa[12]='U';aaa[13]='N';break; } aaa[0]=ni2/10+'0'; aaa[1]=ni2%10+'0'; aaa[2]=ni1/10+'0'; aaa[3]=ni1%10+'0'; aaa[4]='-'; aaa[5]=yu/10+'0'; aaa[6]=yu%10+'0'; aaa[7]='-'; aaa[8]=ri/10+'0'; aaa[9]=ri%10+'0'; aaa[10]=''; bbb[0]=shi/10+'0'; bbb[1]=shi%10+'0'; bbb[2]=':'; bbb[3]=fen/10+'0'; bbb[4]=fen%10+'0'; bbb[5]=':'; bbb[6]=mi/10+'0'; bbb[7]=mi%10+'0'; lcd_string(aaa,1); lcd_string(bbb,2); delay(200); }main(){ ucharkey_value=0,key_value1; PORT=0x03; //8155的A,B口作為輸出，C為輸入口 lcd1602init(); lcd_clear(); TMOD=0x01; TH0=19456/256; TL0=19456%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; while(1) { key_value=KEY_DOWN(); delay(200); display(); key_value1=KEY_DOWN(); while(key_value==key_value1){key_value1=KEY_DOWN();display();} switch(key_value) { case0x00:ni1++;break; case0x01:yu++;break; case0x02:ri++;break; case0x03:shi++;break; case0x04:fen++;break; case0x05:ni1--;break; case0x06:if(yu==1)yu=13;yu--;break; case0x08:shi--;break; case0x09:fen--;break; } } }ucharrunnian(longintx){ if((x%400==0)|(x%100!=0)&&(x%