我的单片机电子钟实训报告.doc

物理与机电工程学院课程设计报告课程名称： 单片机课程设计 系 部： 物理与机电工程学院 专业班级： 09电子信息工程2班 学生姓名： 指导教师： 王清辉 完成时间： 2012年3月16日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 单片机原理课程设计一、设计任务与要求1、具有小时分秒时间显示。2、能够设置闹钟至少5次闹钟时间。3、可利用按键修改时间，具有上午下午的提示信息。二、方案设计与论证方案一：采用实时时钟芯片实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示，因此计时功能的实现无需占用CPU的时间，程序简单。此外，实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能；具有可编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。由于功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，且计时不占用CPU时间，因此，在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。方案二: 软件控制利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时及秒表计时。该方案节省硬件成本，且能使设计者对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而掌握单片机应用技术MCS-51汇编语言程序设计方法，因此，本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。而由于ATMEL公司的STC89C52单片机是低功耗的具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C52系列单片机的指令系和引脚兼容。片内的Flash可允许在线重新编程，也可使用通用非易失性存储器编程。它将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的微控制器。它的功能强大，而且也较容易购买，故本设计中所选的单片机为STC89C52单片机。其中该电子钟主要由单片机，4个独立按键，显示接口电路和复位电路构成。设计课题的总体方案图如图1.1所示。图1.1 总体方案图本电子钟采用ATMEL公司的STC89C52单片机为核心，使用11.0592MHZ 晶振与单片机STC89C52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时以LCD显示年、月、日、星期、小时、分钟和秒的要求。该电子钟设有四个按键S1、S2、S3和RESET键,进行相应的操作就可实现校时、复位功能。STC89C52单片机简介：STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。三、硬件电路设计多功能电子表单元电路工作原理介绍1、电源电路工作原理 图5.1所示为集成直流稳压电源电路的原理图，本电源电路是由集成稳压器构成的。电路可分成三部分：电源变压器部分、整流滤波部分和稳压部分。变压器原边为工频交流220V电压，经过变压后，变压器副边的电压变为交流11V，11V交流电压经过桥式整流电路整流后变为直流10V电压，直流10V电压作为CW7805的输入电压，CW7805输出+5V电压。图中D2为整流桥，它由四个整流二极管接成电桥形式。C3为滤波电容，C1用于抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激振荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰。一般取0.11F。CW7805为三端固定输出集成稳压器，其输入和输出电压都为固定值，它的输入电压为+10V，输出电压为+5V。C2和C4用以改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用。2、时钟电路工作原理 图5.2所示为时钟电路原理图，在STC89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。 3、复位电路工作原理 图5.3所示为复位电路原理图，复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序，并使其它功能单元处于一个确定的初始状态。本复位电路采用的是按键复位，它是通过复位端经电阻与VCC电源接通而实现的，它兼具上电复位功能。因本系统的晶振的频率为12MHz，所以，复位信号持续时间应当超过2S才能完成复位操作。4、键盘工作原理 图5.4所示为键盘原理图,本系统采用的是独立式键盘结构，每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。它软件是采用查询式结构，首先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。 5、显示电路工作原理图3本设计采用LCD1602液晶显示模块，具有很低的功耗，正常工作室电流仅2.0mA/5.0V。通过编程实现总动关闭屏幕能够更有效地降低功耗。电子钟原理图如下所示：图5元件清单：元件序号型号主要参数数量1电阻1K1个2电阻200欧1个3瓷片电容1041个4瓷片电容30PF2个5三极管Pnp90121个6蜂鸣器5V1个7晶振12M1个8轻触按键5个9单片机STC89S521个10排阻10K1排11排针1排12IC座40脚1个13蓝白可调1个14LCD16021个电子钟PCB如下：四、软件设计1、主程序框图：开始定义堆栈区8155、 T0、数据缓冲区、标志位初始化调用键盘扫描程序 否是C/R键？ 是地址指针指向计时缓冲区 调用时间设置程序 主程序流程图2、时间设置模块该模块由键盘输入相应的数据来设置当前时间。程序通过调用一个键盘设置子程序通过键盘扫描将键入的6位时间值送入显示缓冲区。设置时间后，时钟要从这个时间开始计时，而时分秒单元各占一个字节，键盘占6个字节。因此程序中要调用一个合字子程序将显示缓冲区中的6位BCD码合并为3位压缩BCD码，并送入计时缓冲区，作为当前计时起始时间。该程序同时要检测输入时间值的合法性，若键盘输入的小时值大于23，分、秒值大于59，则不合法，将取消本次设置，清零重新开始计时。时间设置和键盘设置子程序的流程图如下图所示。保护现场调用键盘设置子程序KETIN调用合字子程序COMB恢复现场返回时间设置流程图保护现场显示缓冲区首地址送R0键盘输入次数送R7调用键盘扫描程序KEYSCAN键号送R0显示缓冲区地址加1循环次数减1否循环结束？是恢复现场返回键盘设置子程序流程图2、设计程序如下：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcden=P20;sbit rs=P35;sbit s4=P13;sbit s1=P11;sbit s2=P12;sbit s3=P10;uchar count,date,s1num,temp,csnum,RCAP2H,RCAP2L;uint nian=2009;char yue,ri,xq=1,shi,fen,miao,shi_c,fen_c,s_c5,f_c5,num_c=1,ri_c;bit flag,setpage,shuaxin;uchar code table= 2009-00-00 MON;uchar code table1= 21:00:00;/初始化要在这里改数值void keyscan();void delay(uint z);void write_com(uchar com);void write_date(uchar date);void write_sfm(uchar add,uchar date);void word(uchar add,unsigned char *str) ;/写字符串void write_nyr(uchar add,uchar date);void write_nian();void init();void clock();#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcden=P34;sbit rs=P35;sbit s4=P10;sbit s1=P13;sbit s2=P12;sbit s3=P21;uchar count,date,s1num,temp,csnum;uint nian=2009;char yue,ri,xq=1,shi,fen,miao,shi_c,fen_c,s_c5,f_c5,num_c=1,ri_c;bit flag,setpage,shuaxin;uchar code table= 2009-00-00 MON;uchar code table1= 00:00:00;/初始化要在这里改数值void keyscan();void delay(uint z);void write_com(uchar com);void write_date(uchar date);void write_sfm(uchar add,uchar date);void word(uchar add,unsigned char *str) ;/写字符串void write_nyr(uchar add,uchar date);void write_nian();void init();void clock();void main()init();while(1)keyscan();clock();/执行闹钟程序/以下为时钟程序if(count=20)count=0;miao+;if(miao=60)/如果秒不到60，则只刷新秒miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0; shi+;if(shi=24)shi=0; xq+;write_com(0x80+12);if(xq=8)xq=1;if(xq=1)word(12,Mon);if(xq=2)word(12,Tue);if(xq=3)word(12,Wed);if(xq=4)word(12,Thu);if(xq=5)word(12,Fri);if(xq=6)word(12,Sat);if(xq=7)word(12,Sun);ri+;/接下来要大小月，在二月时要判断是否闰年/如果是闰年，则为29天if(yue=7)temp=yue%2;switch(temp) case 0:/0为小月if(yue=2)/如果为二月，则判断是不是闰年，是为29天，不是为28天 if(nian%4=0)&nian%100!=0|(nian%400=0)if(ri=30)ri=1;yue+;write_nyr(6,yue);elseif(ri=29)ri=1;yue+;write_nyr(6,yue);/if(yue=2)if(ri=31)ri=1;/yue+yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;write_nian();write_nyr(6,yue);break;case 1:/1为大月 if(ri=32)ri=1;yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;write_nian();write_nyr(6,yue);break; /if(yue7)temp=yue%2;switch(temp)case 0:/0为大月if(ri=32)ri=1;/yue+yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;write_nian();write_nyr(6,yue);break;case 1:/1为小月if(ri=31)ri=1;/yue+yue+;if(yue=13)yue=1;nian+;write_nian();write_nyr(6,yue);break;/if(yue7) write_nyr(9,ri); /if(shi=24)if(shuaxin=0)write_sfm(4,shi);/if(fen=60)if(shuaxin=0)write_sfm(7,fen);/if(miao=60)if(shuaxin=0)write_sfm(10,miao); /if(count=20) /while(1)void delay(uint z)int x,y;for(x=110;x0;x-)for(y=z;y0;y-);void write_com(uchar com)/写指令函数 rs=0;lcden=0; P0=com; delay(2); lcden=1; delay(2);lcden=0;void write_date(uchar date)/写数据函数rs=1;lcden=0;P0=date;delay(2);lcden=1;delay(2);lcden=0;void init()uchar num;write_com(0x38);/显示模式设置write_com(0x0c);/光标设置write_com(0x06);/光标指针设置write_com(0x01);/显示清屏write_com(0x80);/从第一行开始写for(num=0;num15;num+)write_date(tablenum);delay(2);write_com(0x80+0x40);/从第二行开始写for(num=0;num12;num+)write_date(table1num);delay(2);for(num=0;num5;num+)/初始化闹钟存放数组s_cnum=0;f_cnum=0;RCAP2H=(65536-50000)/256;RCAP2L=(65536-50000)%256;/设置自动重装初值T2CON=0x04;/启动定时器EA=1;/总中断 ET2=1;/开定时器中断TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=0;ET0=1;void write_sfm(uchar add,uchar date)/写时分秒uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void write_nyr(uchar add,uchar date)/写月日uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void write_nian()uchar shi,ge;shi=nian%100/10;ge=nian%10;write_com(0x80+1);write_date(0x30+2);write_date(0x30);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge); void word(uchar add,unsigned char *str)/写字符串，如MONwhile(*str != 0)write_date(*str+);*str = 0;write_com(0x80+add);void keyscan()if(s1=0)/okdelay(5);if(s1=0)shuaxin=1;s1num+;while(!s1);/为假就退出,松手后即为假if(csnum=0)/刚开始一定要执行的 write_com(0x01);write_com(0x0f);write_com(0x80+4);word(4,1.time);write_com(0xc0+4);word(0x44,2.clock);write_com(0x84);/光标停在时间那里csnum=1;flag=1;if(csnum=2)/调时间/*/调时间画面初始化while(setpage=0)uchar num;flag=0;write_com(0x01);/显示清屏write_com(0x80);/从第一行开始写for(num=0;num15;num+)write_date(tablenum);write_com(0x80+0x40);/从第二行开始写for(num=0;num12;num+)write_date(table1num);setpage=1;/setpage为1,则不用再次初始化调时画面/while(setpage=0)/*if(s1num=1)/调秒TR2=0;shuaxin=1;write_com(0x80+0x40+10);write_com(0x0f);/光标闪烁if(s1num=2)/调时write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)/调分write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)/调星期 write_com(0x80+12);if(s1num=5)/调日 write_com(0x80+9);if(s1num=6)/调月份write_com(0x80+6);if(s1num=7)/调年write_com(0x80+3);if(s1num=8)TR2=1;s1num=0;csnum=0;/调完会到初始状态setpage=0;flag=0;shuaxin=0;/调完退出时要回到刷新状态write_com(0x0c);/关闪烁/if(csnum=2)/调时间if(csnum=3)/调闹钟if(setpage=0)uchar i=0;flag=0;write_com(0x80);write_com(0x0c);write_com(0x01);word(0,you can set 32);write_com(0xc0);word(0,clocks one day);delay(500); /把闹钟存放数组设置一个数,以免write_com(0x01);word(6,clock 01 00:00);write_com(0x0f);setpage=1;/if(setpage=0)if(s1num=1)/调闹钟数write_com(0x80+6);write_com(0x0f);/光标闪烁if(s1num=2)/调时write_com(0x80+10);if(s1num=3)/调分write_com(0x80+13);if(s1num=4)/全部回到初始状态uchar num;s1num=0;csnum=0;/调完会到初始状态setpage=0;flag=0;shuaxin=0;write_com(0x0c);/关闪烁; write_com(0x80);/从第一行开始写for(num=0;num15;num+)write_date(tablenum);delay(2);write_com(0x80+0x40);/从第二行开始写for(num=0;num12;num+)write_date(table1num);delay(2);write_nyr(6,yue);write_nyr(9,ri);write_sfm(4,shi);write_sfm(7,fen);/写回值/if(csnum=3)/调闹钟/if(s1=0)/if(s1=0)OK键处理完毕if(flag=1)/flag为进入设置时间或闹钟画面标志,为1则进入设置if(csnum!=0)if(s2=0)delay(5);if(s2=0)while(!s2);csnum=2;/调时间标志s1num=0;write_com(0x84);if(s3=0)delay(5);if(s3=0)while(!s3);csnum=3;/调闹钟标志s1num=0;write_com(0xc4);/if(flag=1)if(s1num!=0)/OKNUM=1if(s2=0)delay(5);/延时,消抖if(s2=0)/确实按下了,再做下面的处理while(!s2);if(csnum=2)/shijianif(s1num=1)/miaomiao+;if(miao=60)miao=0;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2)/fenfen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)/shishi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)/xingqixq+;if(xq=8)xq=1;if(xq=1)word(12,Mon);if(xq=2)word(12,Tue);if(xq=3)word(12,Wed);if(xq=4)word(12,Thu);if(xq=5)word(12,Fri);if(xq=6)word(12,Sat);if(xq=7)word(12,Sun);write_com(0x80+12);if(s1num=5)/riri+;if(ri=31)ri=0;write_nyr(9,ri);write_com(0x80+9);if(s1num=6)/yueyue+;if(yue=13)yue=0;write_nyr(6,yue);write_com(0x80+6);if(s1num=7)/niannian+;if(nian=2100)nian=2009;write_nian();write_com(0x80+1); /if(csnum=2)/shijianif(csnum=3)/naozhongif(s1num=1)num_c+;if(num_c=33)num_c=1;write_nyr(6,num_c);write_com(0x80+6);if(s1num=2)shi_c+;if(shi_c=24)shi_c=0;s_cnum_c-1=shi_c;write_nyr(10,shi_c);write_com(0x80+10); if(s1num=3)fen_c+;if(fen_c=60)fen_c=0;f_cnum_c-1=fen_c;write_nyr(13,fen_c);write_com(0x80+13); /if(s2=0) /if(s2=0)if(s3=0)delay(5);if(s3=0)while(!s3); if(csnum=2)/shijianif(s1num=1)/miaomiao-;if(miao=-1)miao=59;write_sfm(10,miao);write_com(0x80+0x40+10);if(s1num=2)/fenfen-;if(fen=-1)fen=59;write_sfm(7,fen);write_com(0x80+0x40+7);if(s1num=3)/shishi-;if(shi=-1)shi=23;write_sfm(4,shi);write_com(0x80+0x40+4);if(s1num=4)/xingqixq-;if(xq=0)xq=7;if(xq=1)word(12,Mon);if(xq=2)word(12,Tue);if(xq=3)word(12,Wed);if(xq=4)word(12,Thu);if(xq=5)word(12,Fri);if(xq=6)word(12,Sat);if(xq=7)word(12,Sun);write_com(0x80+12);if(s1num=5)/riri-;if(ri=-1)ri=31;write_nyr(9,ri);write_com(0x80+9);if(s1num=6)/yueyue-;if(yue=-1)yue=12;write_nyr(6,yue);write_com(0x80+6);if(s1num=7)/niannian-;if(nian=2008)nian=2099;write_nian();write_com(0x80+1);/if(csnum=2)/shijianif(csnum=3)/naozhong if(s1num=1)num_c-;if(num_c=0)num_c=32;write_nyr(6,num_c);write_com(0x80+6);if(s1num=2)shi_c-;if(shi_c=-1)shi_c=23;s_cnum_c-1=shi_c;write_