51单片机电子时钟课程设计报告

单片机原理及应用 课程设计报告课程设计报告 题目 电子时钟题目 电子时钟 专专 业业 电气工程及其自动化 班班 级级 2010 级电工 2 班 学学 号号 42 姓姓 名名 王 贞 指导教师指导教师 邹云峰 提交日期提交日期 2013 年 06 月 21 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 单片机课程设计报告 1 目目 录录 第一部分第一部分 设计任务和要求设计任务和要求 1 1单片机课程设计内容 2 1 2 单片机课程设计要求 2 1 3 系统运行流程 2 第二部分第二部分 设计方案设计方案 2 1 总体设计方案说明 2 2 2 系统方框图 3 2 3 系统流程图 3 第三部分第三部分 主要器材及基本简介主要器材及基本简介 3 1 主要器材 4 3 2 主要器材简介 4 第四部分第四部分 系统硬件设计系统硬件设计 4 1 最小系统 6 4 2 LCD 显示电路 6 4 3 键盘输入电路 7 4 4 蜂鸣器和 LED 灯电路 7 第五部分第五部分 仿真电路图与仿真结果仿真电路图与仿真结果 8 第六部分第六部分 课程设计总结课程设计总结 8 第七部分第七部分 参考文献参考文献 9 附录附录 A A 实物图实物图 附录附录 B B 系统源程序系统源程序 单片机课程设计报告 2 第一部分 设计任务和要求 1 1 单片机课程设计内容单片机课程设计内容 利用 STC89C51 单片机和 LCD1602 电子显示屏实现电子时钟 可由按键进 行调时和 12 24 小时切换 1 2 单片机课程设计要求单片机课程设计要求 1 能实现年 月 日 星期 时 分 秒的显示 2 能实现调时功能 3 能实现 12 24 小时制切换 4 能实现 8 00 22 00 整点报时功能 1 3 系统运行流程系统运行流程 程序首先进行初始化 在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序 然 后调用显示程序 在判断是否有按键按下 若有按键按下则转到相应的功能程 序执行 没有按键按下则调用时间程序 若没到则循环执行 计时中断服务程 序完成秒的计时及向分钟 小时的进位和星期 年 月 日的进位 调时闪烁 中断服务程序用于被调单元的闪烁显示 调时程序用于调整分钟 小时 星期 日 月 年 主要由主函数组成通过对相关子程序的调用 如图所示 实现了 对时间的设置和修改 LCD 显示数值等主要功能 相关的调整是靠对功能键的 判断来实现的 第二部分 设计方案 2 1 总体设计方案说明总体设计方案说明 1 程序设计及调试 程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求 完成 Protues 仿真电路的设计和用 Keil 软件编写程序 并进行仿真模拟调试 2 硬件焊接及调试 硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接 并进行软 硬件的调试 只到达到预 单片机课程设计报告 3 期目的 3 后期处理 后期处理 对设计过程进行总结 完成设计报告 2 2 单片机系统方框图单片机系统方框图 功能键 增加键 减小键 12 24 小时 制切换键 STC89C51 单片机 LCD 显示屏 电源 最小系统 2 2 单片机系统流程图单片机系统流程图 主流程图主流程图 键盘扫描流程图键盘扫描流程图 初始化 时钟子程序 结束 按键扫描子 程序 开始 单片机课程设计报告 4 时钟流程图时钟流程图 第三部分 主要器件及简介 3 1 主要器件主要器件 1 STC89C51 单片机 2 LCD1602 液晶显示屏 3 2 主要器件简介主要器件简介 1 STC89C51STC89C51 单片机单片机简介简介 STC89C51 是采用 8051 核的 ISP In System Programming 在系统可编程芯片 最 高工作时钟频率为 80MHz 片内含 8K Bytes 的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器 器件兼容标准 MCS 51 指令系统及 80C51 引脚 结构 芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 单片机课程设计报告 5 ISP Flash 存储单元 具有在系统可编程 ISP 特性 配合 PC 端的控制程序即 可将用户的程序代码下载进单片机内部 省去了购买通用编程器 而且速度更 快 2 LCD1602LCD1602 液晶显示屏液晶显示屏简介简介 LCD1602 可以显示 2 行 16 个字符 有 8 位数据总线 D0 D7 和 RS R W EN 三个控制端口 工作电压为 5V 并且带有字符对比度调节和背光 LCD1602 引脚说明如下表所示 LCD 液晶显示器各引脚功能及结构 编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1VSS 电源地 9D2 双向数据口 2VDD 电源正极 10D3 双向数据口 3VL 对比度调节 11D4 双向数据口 4RS 数据 命令 选择 12D5 双向数据口 5R W 读写 选择 13D6 双向数据口 6E 模块使能端 14D7 双向数据口 7D0 双向数据口 15BLK 背光源地 8D1 双向数据口 16BLA 背光源正极 VDD 电源正极 4 5V 5 5V 通常使用 5V 电压 VL LCD 对比度调节端 电压调节范围为 0 5V 接正极时对比度最弱 接 地电源时对比度最高 但对比度过高会产生 鬼影 因此通常使用一个 10K 的 电位器来调整对比度 或者直接串接一个电阻到地 RS MCU 写入数据或者指令选择端 MCU 要写入指令时 使 RS 为低电平 MCU 要写入数据时 使 RS 为高电平 R W 读写控制端 R W 为高电平时 读取数据 R W 为低电平时 写入数 据 EN LCD 模块使能信号控制端 写数据时 需要下降沿触发模块 D0 D7 8 为数据总线 三态双向 如果 MCU 的 I O 口资源紧张的话 该 模块也可以只使用 4 位数据线 D4 D7 接口传送数据 A LED 背光正极 需要背光时 A 串接一个限流电阻接 VDD K 接地 K LED 背光地端 单片机课程设计报告 6 第四部分 系统硬件设计 4 1 最小系统最小系统 复位时单片机的初始化操作 只要 给 RST 引脚加上两个机器周期以上的高 电平信号 就可以使 STC89C51 单片机 复位 本次采用的是 12M 晶振 按钮复 位电路 4 2 LCD 显示电路显示电路 LCD 显示屏的 D0 到 D7 与单片机 P0 口相连 LCD 显示屏 EN 口与单片机 P3 4 口相连 RS 与 P3 5 相连 通过滑动变阻器改变 LCD 显示屏的显示对比度 单片机课程设计报告 7 4 3 键盘输入电路键盘输入电路 本次设计采用独立键盘 键盘按下时 相应的 I O 口电平由高变低 一次 检测按键是否被按下 4 个独立按键与单片机 P3 0 P3 3 口相连 4 3 蜂鸣器和蜂鸣器和 LED 灯电路灯电路 蜂鸣器的作用为准点报时产生报警声 LED 在秒钟为偶数时或者功能键被 按下时亮 蜂鸣器与单片机 P2 2 口相连 LED 灯与单片机 P2 3 口相连 单片机课程设计报告 8 第五部分 仿真电路图与仿真结果 用 Keil 和 Protues 进行仿真调试 仿真结果完全达到预期目的 第六部分 课程设计总结 本次单片机课程设计 在我和我的搭档陈雅琴默契配合 以及邹老师的指 导和同学的帮助下顺利完成了 在设计过程中 从仿真电路的设计 源程序的 单片机课程设计报告 9 书写和修改以及实物电路的焊接中都遇到了不少问题 但在我们的共同努力下 解决了 并且从中学到了不少知识 我们在设计过程中还不断提出自己的疑点 以及新的想法 联系实际应用 将课本上学习的东西运用到实际中 这些都令 我们受益匪浅 课程设计需要很大的耐心 尤其是遇到困难的时候 这也是对我们的考验 在设计过程中 我们遇到问题不是感到急躁 而是耐心地寻找解决的办法 与 老师 同学进行交流讨论 寻求最佳的解决办法 总之 在此次的课程设计中 我们不仅动手 动脑 也学会了不少东西 同时 谢谢对我们的设计带来建议 意见和帮助的老师和同学们 谢谢 第七部分 参考文献 单片机原理及应用 第二版 高等教育出版社 新概念 51 单片机 C 语言教程 电子工业出版社 附录 A 实物图 单片机课程设计报告 10 附录 B 系统源程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit lcdrs P3 5 定义 1602 液晶 RS 端 sbit lcden P3 4 定义 1602 液晶 LCDEN 端 sbit s1 P3 0 定义按键 功能键 sbit s2 P3 1 定义按键 增加键 sbit s3 P3 2 定义按键 减小键 sbit s4 P3 3 定义按键 闹钟键 sbit beep P2 2 定义蜂鸣器端 sbit led P2 3 定义 LED 灯端 uchar count s1num s4num char year month day week miao shi fen pshi uchar code table 20 定义初始上电时液晶默认显示状态 void delay uint z 延时函数 uint x y for x z x 0 x for y 110 y 0 y void zhuanhuan if shi 0 pshi 12 if shi 1 pshi shi if shi 12 pshi shi 12 void di 蜂鸣器发声函数 beep 0 delay 300 beep 1 delay 300 void write com uchar com 液晶写命令函数 lcdrs 0 lcden 0 P0 com delay 5 单片机课程设计报告 11 lcden 1 delay 5 lcden 0 void write date uchar date 液晶写数据函数 lcdrs 1 lcden 0 P0 date delay 5 lcden 1 delay 5 lcden 0 void shi 写 AM PM 函数 if shi 12 write com 0 x80 0 x40 1 写出 PM write date P write date M else write com 0 x80 0 x40 1 写出 AM write date A write date M void write ymd uchar add1 uchar date1 写年月日函数 uchar shi ge shi date1 10 分解一个 2 位数的十位和个位 ge date1 10 write com 0 x80 add1 设置显示位置 write date 0 x30 shi 送去液晶显示十位 write date 0 x30 ge 送去液晶显示个位 void write sfm uchar add uchar date 写时分秒函数 uchar shi ge shi date 10 分解一个 2 位数的十位和个位 ge date 10 write com 0 x80 0 x40 add 设置显示位置 单片机课程设计报告 12 write date 0 x30 shi 送去液晶显示十位 write date 0 x30 ge 送去液晶显示个位 void write week char week 写液晶星期显示函数 write com 0 x80 12 switch week case 1 write date M delay 5 write date O delay 5 write date N break case 2 write date T delay 5 write date U delay 5 write date E break case 3 write date W delay 5 write date E delay 5 write date D break case 4 write date T delay 5 write date H delay 5 write date U break case 5 write date F delay 5 write date R delay 5 write date I break case 6 write date S delay 5 write date A delay 5 write date T break case 7 write date S delay 5 write date U delay 5 write date N break void writeym day 1 month if month 13 单片机课程设计报告 13 month 1 year if year 100 year 0 write ymd 3 year 年若变化则重新写入 write ymd 6 month 月若变化则重新写入 void init 初始化函数 uchar num lcden 0 year 13 初始化种变量值 month 6 day 21 week 5 shi 13 fen 59 miao 58 count 0 s1num 0 s4num 0 write com 0 x38 初始化 1602 液晶 write com 0 x0c write com 0 x06 write com 0 x01 write com 0 x80 设置显示初始坐标 for num 0 num7 void timer0 interrupt 1 定时器 0 中断服务程序 TH0 65536 5