单片机电子时钟实验报告

1、实验任务及要求在焊接的电路板中，4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟，要求：1、在4位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分”:2、由LED闪动做秒显示；3、利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到 蜂鸣器发出声响，按停止键使可使闹玲声停止。二.方案论证与比较数字时钟方案数字时钟是本设计的最主要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS12887Ao该芯片内部采用 石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能, 因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟 在电网电压

2、不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电 池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以 备随时提供正确的时间。方案二：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设 三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现5毫 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的计数值加1;若计数值达到 200,则将其清零，并将方案一：静态显示。所谓静态显示，就是当显示器显示某一字符时，相应的 发光二极管恒定的导通或截止。该方式每一位都需要一个8位输出口控制。静态显示时较小的电流能获

3、得较高的亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位 数较多时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的浪费。方案二：动态显示。所谓动态显示就是一位一位的轮流点亮各个位，对于显 示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看 到整个显示，但必须保证扫描速度合适，字符才不闪烁。显示器的亮度既与 导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较 高稳定度的显示。动态显示节省了I/O口，降低了能耗。从节省I/O口和降低能耗出发，本设计采用方案二。三、各个部分的分析1）显示电路：通过4个LED显示屏显示分钟和小时两个两联的LED显示器，通过与单片机P1接口连接实现显示功能。

4、而实现4 个LED灯动态显示，靠的是位选电路2）位选电路四位共阳LED数码管，其标号分别为HourH, HourL, MinL, MinH,低电平选 通，且任何时候仅有一位输出低电平，显示时对各显示器进行动态扫描，显 示器分时轮流工作。虽然每次只有一个显示器显示，但是由于人的视觉暂留 现象我们仍会感觉所有的显示器都在同时显示。P0 口作为输出口控制8个发 光二极管的亮灭，控制数码管的显示。因此，可以实现4个LED在我们看来 同时亮,显Z5时间。3）闹铃部分：使用蜂鸣器实现闹钟功能其中，buzzer端口接到单片机的输出。（端口连接在最后介绍）4）开关部分:使用了 5个开关控制整个电路的启动，修改

5、时间，设置闹钟，关闭电路等 功能为查询方式典型电路。其中Setbutton为复位开关，swtich为转 换模式开关，即工作模式和调时间模式，Increase为调时间模式中控制时间 变化的按钮，STRAT和STOP分别为开启和结束按钮，这5个开关分别接到端 口，以控制其输入。5）串转并电路为了进一步节省I/O 口，有添加了一个额外的串转并电路由以上电路，我们将扩展到7个I/O 口，我们采用的是74HC595芯片，管脚图如下:7）复位电路整体电路图如下:、软件设计 由于汇编语言繁琐，我们采用的是C语言编程，源程序及注释如下:#include <> #include <>/时

6、分#define TYPE unsigned char#define HOUR 0#define MIN 1/显示状态#define NORMAL0#define BELLTIME 1#define SETTING_N2#define SETTING_C3闪烁显示#define NoMask 0#define MaskHour 1 #define MaskMin 2#define MaskAll 3#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/Bit Definition/数码管sbit HourH = P3; 低电平,数码管使能sb

7、it HourL = P4;sbit MinH = P5;sbit MinL = P6;/蜂鸣器sbit Buzzer二Pl 7; /低电平,蜂鸣器响/键盘sbit SetButton = P2S;/按键定义，设置（正常，定时显示切换）键，时位分位转换键，增加键sbit Switch 二P2“l;sbit Increase = P2“2;sbit Start = P2八3;sbit Stop = P2八4;/LEDsbit SecLed二P2“5;/秒显示，低电平点亮sbit ClockStartLED 二 P2飞； 闹钟定闹开始/74HC595输入管脚定义sbit SH_CP = PlO;s

8、bit DS = Pri;sbit ST_CP = P2;/Function Definitionvoid delay5ms(void);void Clock();void Display ();void Set ();void RingO ;void StopRingO ;void ShowANum(uchar i);void StartRingO ;void delaykey(void);void MaskShow(uchar Num, TYPE t);/Variable Definition正常时间uchar hour=8:uchar min=0;uchar sec=0;uint cou

9、nt二0;/闹钟定时uchar mp=l;uchar st二0;uchar cHour二8;uchar cMin=0;模式标示uchar di sp1ayMode=NORMAL;uchar currentSelect二HOUR;/数码管数字显示编码uchar Hl;uchar H2;uchar Ml;uchar M2;uchar temp;uchar codeDSY_CODE = OxcO, 0xf9, 0xa4, OxbO, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90, Oxf f;闪烁显示uchar MaskTvpe=NoMask;uint blinkcount二

10、0;/音乐uchar p=0; uchar temp=O;uchar jiepai=O;uchar yindiao=0;uchar Pai.1 _4=20;uchar jpLength二0;音调数组unsigned char code music=OxFF, OxFF, 0xF8, 0x89, 0xf9, 0x59, Oxfa, 0x13, Oxfa, 0x68,Oxfb, 0x04, Oxfb ,0x90, Oxfc, 0x0c,Oxfc, 0x44, Oxfc, Oxad, Oxfd, 0x0a, Oxfd, 0x34, Oxfd, 0X82, Oxfd, Oxc& Oxfe,0x

11、06,Oxfe, 0x22, Oxfe, 0x56, Oxfe, 0x85, Oxfe, 0x9a, Oxfe, Oxcl, Oxfe, 0xe4, Oxff,0x03,Oxff,Oxll；音乐编码unsigned char code Mmusic 二/音阶测试/l, 4, 2, 4, 3,4, 4, 4, 5, 4, 6, 4, 7, 4, & 4,/9, 4, 10, 4, 11, 4, 12, 4, 13, 4, 14, 4, 15, 4,/16, 4, 17, 4, 1& 4, 19, 4, 20, 4, 21, 4, 22, 4,/两只老虎1, 4, 2, 4, 3,

12、 4, 1, & 1, 4, 2, 4, 3, 4, 1, & 3, 2, 4, & 5, 5, 3, 2, 4, & 5, 5,5, 5, 6, 2, 5, 5, 4, 4, 3, 4, 1, & 5, 5, 6, 2, 5, 5, 4, 4, 3, 4, 1, & 3, 4, 1, 4, 2, & 3, 4, 1,4, 2, 8,Oxff, 0x00结束标记；void main()设置TO, T1TMOD = 0x11;THO = OxOEC:TLO = 0x78;TH1 = OxOFO:TL1 = 0x60;ETO=1;ET1=1;

13、EA二 1;TRO=1;/设置定时器的优先级PTO=1; /5ms标准时钟设为高优先级，保证计时的准确性PT1=O;顺序执行(主循坏)while (1)/设置何时开启T1定时器if(displavMode!=NORMAL|mp=O)TR1=1;elseTR1=O;MaskType=NoMask;方法并行Display ();Display ();Set ();StartRingO ;RingO;StopRingO ; void Clock() interrupt 1THO 二 OxOEC;TLO 二 0x78;count+;辻(mp=0)/控制音乐节拍if(jpLength-<=0)ji

14、epai二Mmusic2*p+l;jpLength=Pai 1_4*jiepai; /控制每个音调持续多少个1/4节拍P+；if(Mmusic2*p+l=0x00)p=0; /重放/控制屏幕随乐曲闪烁辻(MaskType=NoMa s k)MaskTvpe=MaskAl1;elseMaskTvpe=NoMask;if(count%100=0)/控制秒灯闪烁，每秒闪一次SecLed二 SecLed;void MaskClock() interrupt 3if(mp=0) /生成音调频率方波yindiao=Mmusic2*p;TH1二music2*yindiao;TL1二music2*yindia

15、o+l;Buzzer二 Buzzer;else 响铃时，屏蔽闪烁显示的功能if(displayMode二二BELLTIME|displayMode=SETTING_C)TH1 = OxOFO;TL1 = 0x60;elseTH1 = 0x0F8;TL1 = 0x30;blinkcount+;if(blinkcount>=100)blinkcount二0;辻(displayMode二二BELLTIME)辻(MaskType=NoMa s k)MaskTvpe=MaskAl1;elseMaskTvpe=NoMask;else if(displayMode=SETTING_C|displavM

16、ode=SETTING_N)if(currentSelect二二HOUR)辻(MaskType=NoMa s k)MaskTvpe=IaskHour;elseMaskTvpe=NoMask;if（currentSelect二二MIN）if（MaskType二二NoMask）MaskTvpe=MaskMin;elseMaskTvpe=NoMask;void StartRingOif（Start二二0）ClockStartLED=0;st 二 1;Start二1;void RingOif(st二二1&&cHour=hour&&cMin=min)/Buzzer二0;m

17、p=0;void StopRingOif(Stop=0)Buzzer=l;mp二 1;P=0；ClockstartLED=1;st=0;Ma s kT vp e=NoMa s k;void Display()/分析 COUNT,合成 HOUR, MINif(count二200)count二count-200;sec+;if(sec=60)sec二0;min+;if(min二二60)min二0;hour+;if(hour=25)hour=0;显示时间if(displayMode=NORMAL| displayMode=SETTING_N)HourH=l;HourL=l;MinH=l;MinL=l

18、;Hl=hour/10;H2=hour%10;Ml二min/10;M2=min%10;MaskShow(Hl, HOUR);HourH=0;delay5ms ();HourH=l;MaskShow(H2, HOUR);HourL=0;delay5ms ();HourL=l;MaskShow(Ml, MIN);MinH=0;delay5ms ();MinH=l;MaskShow(M2, MIN);MinL=0;delay5ms ();MinL=l;if(displayMode二二BELLTIME|displavMode=SETTING_C)Hl=cHour/10;H2=cHour%10;Ml二c

19、Min/10;M2=cMin%10;MaskShow(Hl, HOUR);HourH=0;de lay 5ms ();HourH=l;MaskShow(H2, HOUR);HourL=0;de lay 5ms ();HourL=l;MaskShow(Ml, MIN);MinH=0;de lay 5ms ();MinH=l;MaskShow(M2, MIN);MinL二0;de lay 5ms ();MinL=l;void MaskShow(uchar Num, TYPE t)if(MaskType=MaskHour)if(t=HOUR)ShowANum(lO);elseShowANum(Num

20、);else if(MaskType=MaskMin)if(t=MIN)ShowANum(10);elseShowANum(Num);else if(MaskType=MaskAll)ShowANum(lO);elseShowANum(Num);void ShowANum(uchar Num)uchar i;temp=DSY_CODENum;串行输入74HC595for(i=0;i<8;i+)t emp«=l;DS=CY;SH_CP=1;_nop_ ();nop_();SH_CP=0;/传送至存储寄存器，出现在输出端ST_CP=O;_nop_();ST_CP二1;_nop_()

21、;ST_CP二0;void Set()响铃时，显示模式锁定在正常，停闹后解除if(mp二二0)displayMode二NORMAL;显示转换键作用(注：响铃时，屏蔽显示转换)if (mp! =0&&SetButton=0)delaykey ():if(SetButton=0)displayMode+;if(displavMode>=4)displayMode=0;设置模式下，时分转换键作用if(Switch二二0&&(displayMode=SETTING_C|displavMode=SETTING_N)delaykey ();if(Switch=O)currentSelect二！currentSelect;/设置模式下，数值增加键作用辻(Increase=0&&disp