万年历课程设计.doc

大连海事大学08自动化课程设计报告大连海事大学信息学院课程设计报告课程名称： 单片机课程设计 设计内容： 万年历电子时钟 实验时间： 2011年7月 实验地点： XXXXXXX 专业班级： 自动化XX班 姓 名： XXX 学 号： XXXXXXXX 指导老师： XXX 2011年 7 月 19 日目录摘要2第一章 绪论31.1引言及设计思路3第二章 系统设计42.142.2 系统硬件设计42.2.1系统总体框架42.2.2 模块二52.3系统软件设计52.4设计说明书：62.4.1模块划分：62.5使用说明书：62.6元件清单：6第三章总结73.1设计过程73.2心得体会7附录8摘要单片机应用技术飞速发展，纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置到飞机上的各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡等，这些都离不开单片机。单片机是集CPU、RAM、ROM、定时、计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。万年历在日常生活中最常见，应用也最广泛。本次课程设计主要就是设计一款数字钟，以89S51单片机为核心，配备数码管,按键，蜂鸣器。数字钟采用24小时制方式显示时间，年、月、日、秒及毫秒。 文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、人机接口电路、信号处理电路、执行电路等几部分组成。软件用C语言来实现，主要包括主程序、时间设置子程序，按键切换程序，校时程序等软件模块。关键字： 单片机 串行I/O口 段选 位选 定时中断 动态扫描第一章 绪论1.1引言及设计思路万年历是采用数字电路实现对年、月、日，时、分、秒，数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。一开始接触到实验箱的时候大家都很陌生，因为是第一次使用，所以实验箱很多模块的功能及使用方法都要我们自己去掌握。在没有实质说明书的情况下，我们先后使用万用表测电压、电阻的方法得到了实验箱主芯片与单片机P口的引脚对应图，为接下来的软件编程和硬件接口连接打下了基础。万年历电子时钟的实现主要硬件模块是单片机，本实验箱使用的的AT89S51单片机，此外还有显示模块四位数码管，还有时间切换和调整模块按钮和闹铃模块蜂鸣器。起初我们想用实验箱上原有的HD7279芯片来驱动数码管显示和键盘控制，但由于对这款芯片的认识不足，虽然从网上找到了很多关于HD7279的资料，但仍不能正确的使用它，于是我们想到通过对TFT彩屏液晶显示器的控制来显示时间，但对于它的显示原理也不能掌握，最后我们想到了用单片机直接控制数码管来显示时间。单片机P0的八个口分别接到数码管的八个段选位，P1.0-P1.3分别接四个数码管的位选。通过单片机对数码管的动态扫描来显示时间。P3.1，P3.2，P3.3，P3.5分别接四个按钮，以实现对数码管时间的切换、校时，加、减功能，P3.4接两个发光二极管，使它们每隔1S亮一下，以实现对秒闪烁点的模拟。在通过3天艰苦的编程，反复调试之后，终于实现了万年历电子时钟的功能，通过按下按钮1，可以实现从年月日时分秒毫秒的显示切换，按下按钮2，可实现年份、月份日期，时分的加减，以实现时间的校正。发光二极管的闪烁可说明秒表在计时。第二章 系统设计2.1设计任务：设计一个万年历，主要以单片机和数码管为硬件基础，载入用C语言编写的程序，设计出功能完善的万年历。该万年历通过按键可切换显示时间与日期、月份、日期、年份；能自动准确的计时；能通过判断年份和月份来显示相应的天数（即能判断闰年，大月和小月）。2.2 系统硬件设计2.2.1系统总体框架单片机数码管切换及调整按钮蜂鸣器（闹钟）2.2.2 模块二万年历的protues仿真图2.3系统软件设计3、1数字电子钟设计用到很多子程序，它们的流程图如下所示。 主程序是先开始，然后启动定时器，定时器启动后在进行按键检测，检测完后，就可以显示时间。开始启动定时器键切换和校时时间显示2.4设计说明书：2.4.1模块划分：1、显示模块利用单片机来控制数码管的显示。通过单片机P0口来控制数码管的八段，P1口来控制4位数码管。本程序采用方式0译码。在主程序中进行。2、切换模块主要靠按键来切换显示时间和日期，采用中断方式来进行。3、计时模块本程序采用定时计数器T0，定时10ms，即50ms进一次中断，100次后达到1秒，秒位加一，达到60秒后分位加一，一次类推周而复始的进行计数。该模块也是采用中断方式进行采用6M的晶振。4、校时模块该模块也是通过按键来对时间和日期进行校时。先通过一个按键来选择要校时的部分，再通过另外两个按键来对该部分进行加减，调整到正确的时间和日期。日期在校时过程中还要对年份和月份进行判断是不是闰年，是大月还是小月。进过判断后来显示相应的日期。上述计时过程中也要进行判断。该模块也采用中断方式。2.5使用说明书：打开电源，显示时间。按键S1用来控制切换，即按下S1就显示日期，再按一次就显示时间，依次循环。按键S2用来控制校时部分的选择，第一次按下，分位或时位会闪烁，表示以选择该位，同时计数器会停止计数；第二次按下，月位或日位会闪烁；第三次按下，年的高位或年的低位会闪烁；第四次按下时，会退出选择功能，计数器恢复计时，依次循环。按键S3和S4分别用来控制时间或日期的加、减，使用该功能时，按键S2必须先按下选择某一位进行加减，按键S2第四次按下时，也同时退出该功能。2.6元件清单：AT89S51单片机4只共阴极数码管、导线若干、LED发光二极管若干，电阻电容若干，4个独立按键，6M晶振一个第三章 总结3.1设计过程7月11号星期一上午，老师给我们讲解了课程设计的内容后，我们便投入了紧张的课设中，万事开头难，面对着完全陌生的实验箱，我们首先要做的就是收集资料，以便弄清实验箱各功能模块及使用方法，第一天就这么过去了，对实验箱的模块有了大致的了解。星期二，我们开始对主芯片的串口进行测试，找到了它与单片机引脚对应图。对于万年历，我们首先想到的是用单片机，实验箱上的HD7279芯片，数码管和按键来实现，查阅了很多关于HD7279芯片的资料后仍对其显示原理搞不清楚，于是我们只好放弃使用该芯片，又想到用实验箱上的TFT彩屏液晶显示器来使用，通过对实例程序的仔细琢磨，在修改调试后显示器仍然只能显示5条彩色带，也只能无奈的放弃。最后我们想到了直接用单片机控制数码管，采用动态扫描的方式来实现时间显示，用按键切换来实现。但这样的话，编程就相对来说复杂了很多。星期三，上午开始了编程，8个段选和4个位选就占了12个I/O口，定时和中断占2个口，四个按键也占了4个口，这样一来串行口就显得很紧张。但这不是最主要的，编程是块难啃的骨头，连续编了三天的程序，周五晚上进行仿真调试通过，7月18号的周一来实验室进行硬件调试，硬件调试也经历了数码管显示错位，乱码，按键不灵的问题，通过线路的重新连接，消抖的程序的修改，一一把这些问题解决了。经过经过一上午辛苦的调试，终于成功的把万年历设计出来了！3.2 心得体会回顾起此次单片机课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说单片机的动态扫描原理，不懂分得二极管的正负极，不知道数码管是共阴极还是共阳极，对单片机汇编语言掌握得不好通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。 本次课程设计，真可谓是感慨万千，从一开始的一无所知，到后来的轻车熟路，其中所经历的波折真是无以言表。坚持不懈是我最大的收获，在课设过程中我曾一度有想放弃的念头，但理智战胜了冲动，我还是坚持下来了，坚持就是胜利！同时也再一次让我体会了团队协作的重要性，我们分工协作，各显神通，一起讨论，一起攻关，请别的组同学帮忙，向老师请教遇到不懂的问题，互相提问，互帮互助。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在xxx同学的帮助下解决了难题，对给过我帮助的所有同学和指导老师再次表示忠心的感谢！也感谢学校为我们课程设计提供了这么好的设备，这么好的环境。附录#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit P3_5=P35;sbit P3_1=P31;sbit P3_2=P32;sbit P3_3=P33;sbit P3_4=P34;#define Switch P3_5 /显示切换#define Adjust P3_1/调整#define UP P3_2/加#define DOWN P3_3/减#define POSITIVE_DISP /共阳极显示定义uchar flag; /显示切换标志uint msec;/毫秒uint sec;/秒int min=41; /分int hour=21; /小时int day=15; /天int month=7; /月 int yearl=11; /年int yearh=20; /年uint tcnt; /定时器计时标志：每250us加1uint cursor=0; /当前光标闪烁位uchar a=0xff; /LED显示掩码#ifdef POSITIVE_DISP uchar code Seg=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/共阳极数码管段码uchar code Segbit=(10),(11),(12),(13);#else/uchar code Seg=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/共阴极极数码管段码！(需要修改)/uchar code Segbit=(10),(11),(12),(13);#endifvoid delay(uint t)/延时 uint i; while(t-) for (i=0;i0;i-) for(j=248;j0;j-);void display(uchar L1,uchar L2,uchar L3,uchar L4) if(cursor=2&(flag)P1=Segbit3|a;P0=L1;delay(1);elseP1=Segbit3;P0=L1;delay(1); /显示十位 if(cursor=2&(flag)P1=Segbit2|a;P0=L2;delay(1);elseP1=Segbit2;P0=L2;delay(1); /显示十位 if(cursor=1&(flag)P1=Segbit1|a;P0=L3;delay(1);elseP1=Segbit1;P0=L3;delay(1); /显示个位 if(cursor=1&(flag)P1=Segbit0|a;P0=L4;delay(1);elseP1=Segbit0;P0=L4;delay(1); /显示个位main() TMOD=0x02; /设置模式为定时器T0的模式2 （8位自动重装计数初值的计数值） TH0=0x06; /设置计数器初值，靠TH0存储重装的计数值X0=256-250=6 TL0=0x06; TR0=1; /启动T0 ET0=1; /开启定时器T0中断允许 EA=1; /开启中断总控制 while(1) if(P3_1=0)/调整时间标志0：不调整 1(2)：调整对应数码管时间(1：个位 2：十位) Kdelay(); if(P3_1=0) cursor+; if(cursor2)cursor=0; if(cursor)/如果需要调整时间则扫描加减按键，否则不需要扫描 if(P3_2=0) Kdelay(); if(P3_2=0) if(1=flag) if(cursor=1)min+;if(min=60)min=0; if(cursor=2)hour+;if(hour=24)hour=0;else if(2=flag) if(cursor=1)day+;if(day=32)day=1; if(cursor=2)month+;if(month=13)month=1;else if(3=flag) if(cursor=1)yearl+;if(yearl=100)yearl=0; if(cursor=2)yearh+;if(yearh=100)yearh=0; if(P3_3=0) Kdelay(); if(P3_3=0) if(1=flag) if(cursor=1)min-;if(min0)min=59; if(cursor=2)hour-;if(hour0)hour=23;else if(2=flag) if(cursor=1)day-;if(day1)day=31; if(cursor=2)month-;if(month1)month=12;else if(3=flag)if(cursor=1)yearl-;if(yearl0)yearl=99; if(cursor=2)yearh-;if(yearh3)flag=0;cursor=0; if(flag=0) /显示秒和毫秒display(Segsec/10,Segsec%10,Segmsec/10,Segmsec%10);else if(flag=1)/显时分 display(Seghour/10,Seghour%10,Segmin/10,Segmin%10); else if(flag=2) /显示月日 display(Segmonth/10,Segmonth%10,Segday/10,Segday%10);else if(flag=3) /年display(Segyearh/10,Segyea