单片机课程设计报告智能电子钟

1计算机与信息工程学院工程实训报告专 业：计算机科学与技术 班 级：控制 12-2 班 学 号：2012025833 姓 名：王琮毅 年 月 日2题目名称：智能电子钟 指导教师：车向前 成绩评定表评 价 项 目 及 分 值评 价 结 果（分数）设计任务工作量 、任务总体完成情况评价。（20 分）设计内容、方案、计算可靠性、文字和图表质量及学生的基础理论、专业知识水平的综合评价。（30 分）设计完成情况、答辩过程中自述讲解情况、回答问题情况、创新点及不足等内容的综合评价。（50 分）总成绩（分数）评定人员签名3年 月 日4摘 要单片机经过几十年的发展，已经广泛应用于生活中的各个领域。单片机以其体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在许多行业都得到了广泛应用。在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。 基于单片机的智能电子钟作为设计的课题，因为它有很好的开放性和可发挥性，对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力而且强调了对单片机扩展的应用。另外 LCD 的智能电子钟已经越来越流行，它具有显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视等功能，并且还可以扩展出其它多种功能。所以，智能电子钟作为设计课题很有价值。随着科技的发展，单片机的应用正在不断深入，涉及到日常生活的方方面面。本设计是基于单片机 AT89S51 为控制核心，以液晶为显示的数字时钟。本数字时钟设计的原理相对简单，所以硬件电路也相对简单，难点和重点主要放在 C 语言的编程上，使用到定时器的子程序、延时程序、时分秒的控制程序、液晶模块和单片机模块的初始化程序、液晶显示的程序等，各个函数交叉调用，配合主程序的运行。关键字：LCD1602 AT89S51 定时器5目 录一、设计概述.11.1 LCD 电子钟的功能要求.11.2 智能电子钟的设计要求.2二、方案选择与论证.22.1 方案选择.22.2 系统框图.22.3 工作原理.2三、概要设计.33.1Protuse 仿真与调试.33.2PCB 版的设计.53.3 原件明细清单.6四、硬件设计.73.1 控制模块.73.2 显示模块.83.3 按键电路.103.4 报警部分模块.11五、软件设计.124.1 基本资源的使用.124.2 程序设计的基本思路.124.3 程序的主要流程图.13六、总结.15七、参考文献.161一、设计概述1.1 LCD 电子钟的功能要求（1）能显示年、月、日、时、分、秒（通常显示时、分、秒） ；（2）能对年、月、日、时、分、秒进行预置；（3）具有定时功能，定时时间到声光报告。1.2 智能电子钟的设计要求（1）主控部分：选择单片机为核心元件构成系统。（2）1602LCD 主要技术参数：显示容量:162 个字符；芯片工作电压:4.55.5V；工作电流:2.0mA(5.0V)；模块最佳工作电压:5.0V；字符尺寸:2.954.35(WH)mm。（3） 功能设计：采用了 AT89S52 型单片机，1602LCD 液晶显示屏，蜂鸣器、发光二极管。为了实现时钟，定时，闹钟，秒表的功能，用到了单片机的外部中断，计时器中断，及端口。（4）S0 显示日期（按下显示日期，弹起后回到显示时间状态） ；S1 显示闹钟（按下显示闹钟，弹起后回到显示时间状态） ；S2 设置日期（按键 1 次设置年，2 次设置月，3 次设置日） ；S3 设置时间（按键 1 次设置星期，2 次设置时，3 次设置分，4 次设置秒） ；S4 设置闹钟（按键 1 次设置时，2 次设置分，3 次设置秒） ；S5 增加一（设置中对所选择变量加一） ；S6 减少一（设置中对所选择变量减一） 。（5） 主程序循环显示当前的时间并扫描按键 S0 对应 P3.0（显示日期）和按键 S1 对应 P3.1（显示闹钟时刻）是否有按下，并比较判断定时时刻是否到达；按键 S2 对应 INT0 中断用来设置日期，每按下一次可分别对年、月、日进行设置，P3.6 和 P3.7 用来对所要设置的属性进行加一和减一操作，S7 对应的 P2.4 统一的返回键，当处在中断设置状态时按此键可以返回至正常显示时间状态；按键 S3 对应 INT1 中断用来设置时间，操作同上面的日期设置；按键 S4对应定时器 T0，让 T0 工作在计数模式，通过设置计数初值为最大，当 P3.3 管脚来一个低电平时，加一后计数器产生溢出中断，以此用作外部中断来设置闹钟时刻。 2二、方案选择与论证2.1 方案选择本次实验采用了 AT89S52 型单片机，1602LCD 液晶显示屏，蜂鸣器、发光二极管。为了实现时钟，定时，闹钟，秒表的功能，用到了单片机的外部中断，计时器中断，及端口2.2 系统框图，如图 2.1 所示。AT89S52单片机按键模块LCD 液晶显示模块蜂鸣器发光二级管图 2.1 系统框图2.3 工作原理程序循环显示当前的时间并扫描按键 S0 对应 P3.0（显示日期）和按键 S1对应 P3.1（显示闹钟时刻）是否有按下，并比较判断定时时刻是否到达；按键S2 对应 INT0 中断用来设置日期，每按下一次可分别对年、月、日进行设置，P3.6 和 P3.7 用来对所要设置的属性进行加一和减一操作，S7 对应的 P2.4 统一的返回键，当处在中断设置状态时按此键可以返回至正常显示时间状态；按键S3 对应 INT1 中断用来设置时间，操作同上面的日期设置；按键 S4 对应定时器T0，让 T0 工作在计数模式，通过设置计数初值为最大，当 P3.3 管脚来一个低电平时，加一后计数器产生溢出中断，以此用作外部中断来设置闹钟时刻。3三、概要设计3.1Protuse 仿真与调试本实验采用 Keil 4 和 Protues 7.7SP2 联合仿真调试，如图 3.1 所示。图 3.1 Protues仿真图显示时间：如图 3.2 所示。图 3.2 时间显示图4设置日期：如图 3.3 所示。图 3.3 日期显示图设置闹钟：如图 3.4 所示。图 3.4 闹铃显示图仿真结果：经过多次的反复测试与分析,掌握了硬件的设计与分析的能力，对所学的知识得到很大的提高与巩固。最终实现功能:(1)能显示阳历年、月、日、星期、小时、分、秒(2)显示模块采用LCD液晶显示，要求能用按键调整日期、时间和闹钟。(3)能进行定时，并进行声光报警。53.2PCB 版的设计，如图 3.5 所示。图 3.5 PCB板设计图在 PCB 设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的， 在整个 PCB 中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB 布线有单面布线、 双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前， 可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行， 以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通， 然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。 并试着重新再布线，以改进总体