单片机数字钟设计报告

1、中国矿业大学2011年电子设计竞赛作品设计总结报告作 品 名 称：多功能数字钟参赛队员：联系电话：摘要：本多功能数字钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机作为核心器件，实现对整个系统的自动控制。采用DALLAS公司的DS1302实时时钟芯片作为时间信号源，实现年、月、日、时、分、秒、星期的自动计时，同时利用其内部31字节的SRAM静态寄存器，实现闹钟数据和生日提醒数据的掉电保存。采用DALLAS公司的DS18B20单总线数字温度传感器采集环境温度数据，温度转换精度可达0.0625度。显示器件采用LCD1602液晶显示屏，该显示屏单屏可显示32个字符，所有的时间及温度数据均可在一屏中显示。关

2、键字：单片机 数字钟 AT89S52 DS1302 DS18B20 LCD1602多功能数字钟设计报告一、总体要求1、基本要求：（1）可实现基本时钟功能，十进制显示小时、分和秒位。（2）可调时，可预置时间。（3）倒计时功能。（4）可定时。定时时间到发出提示（提示为声音或光等均可）。2、扩展功能：（1）时钟12小时制和24小时制之间可调节自由转换。（2）实现秒表计时功能。（3）时钟芯片的精确计时。. 二、整体介绍：本作品整体如上图，由主板，电池两部分组成。采用双路供电，电池、交流任选。交流输入不分极性，板载整流全桥，自动调整电源极性。直流输入连接6-24伏任意直流电源，有连接座方便连接。时钟部分

3、不须外界电源保持，自带后备电池，维持时钟运行。当系统整体工作时，时钟部分自动对后备电源涓流充电，保持电源容量。键盘输入部分采用矩阵键盘，预留4个空白键位，为以后系统功能拓展，对按键需求增加时准备。带有3组闹钟，断电自动保护，重新上电后闹钟不丢失。定时精度为分钟。闹钟到时会有蜂鸣器鸣响，约一分钟后自动停闹。还带有一路生日提醒，到达日期后也会有蜂鸣器鸣响。板载的实时温度测量探头可以实时测量环境温度，显示精度代0.1度，同时有上下限超温报警功能。一旦温度超过报警上限或低于报警下限，就会报警。上下限温度可自行设定。测温范围0度到99度三、操作说明主板上的显示部分液晶显示器显示的内容自左向右分别是：第一

4、行：年、月、日、星期第二行：时、分、秒，实时温度2*2矩阵键盘的左侧两列共4个按键，4个按键自上而下依次定义为：第一列：模式切换、保存闹钟、修改时间确认、闹钟换组第二列：光标左移、数字加一、数字减一、光标右移液晶显示器下方的白色按键是电源切换开关，弹起为交流供电，按下为直流供电。下面按模式介绍使用方法。（注：因为上电自动进入模式2正常显示模式，所以实际使用中模式显示的顺序与本说明不同）1、模式0：闹钟调整模式按动模式切换键至液晶屏左上角显示“alarm”，设置第一组闹钟。用光标移动键配合数字加减键设定闹钟，设定好后按保存闹钟键保存闹钟，此时液晶屏上显示“SaveAlarm”，片刻后返回设置界面

5、。按动闹钟换组键切换至下一组闹钟，按同样的步骤设置。切换时，屏幕上显示“ChangeTeam”，片刻后返回设置界面。3组闹钟可以循环切换。闹钟断电后可保存不丢失。注意：每设完一组闹钟后都需要保存，切换闹钟后上一组闹钟的数据会被覆盖。同时退出闹钟设置模式会将缓冲区内的闹钟数据全部清空。2、模式1：时间调整模式按动模式切换键至液晶屏右上角显示“adjust”，设置时间。用光标移动键配合数字加减键设定时间、日期，设定完成后，必须按修改时间确认键，确认并保存修改后的时间，否则，修改的时间数据不会被更新到时钟芯片中。3、模式2：正常显示模式上电默认进入的模式，正常显示时间、日期、温度等数据4、模式4：上

6、下限报警温度设置模式按动模式切换键至液晶屏左边显示“max_temp、min_temp”，各自对应着上限报警温度和下限报警温度。用光标移动键配合数字加减键设定，自动保存，设置完成后可直接退出。注：上下限报警温度掉电不保存。5、模式5：生日提醒模式按动模式切换键至液晶屏左上角显示“birthday”，设置生日提醒。操作同闹钟设置。生日提醒数据断电不丢失。五，功能测试1、设定好三组闹钟（时间间隔3分钟以上），分别到时后蜂鸣器报警，约一分钟后自动停止。2、用手捏住温度传感器，显示温度值上升，超过温度报警上限后蜂鸣器报警，松手后显示温度下降，低于温度报警上限后，蜂鸣器自动停止。3、设定好时间、闹钟、生

7、日提醒等数据后，切断外部电源供给（取下电池，切断220V电源），3小时后恢复供电，检查所有数据依然正确，时钟在断电期间依然在走动。七、未来功能扩展1、 画面风格显示功能选择。2、 增加EEPROM存储器，使闹钟的组数增多，保存时间不再受备份电源的限制。3、 增加无线数据传输功能，可对其他多部同型号数字钟同步统一时间、闹钟、生日提醒、温度报警设定等设定。附录一：总体电原理图附录二：程序清单#include<reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit

8、 lcd_rs=P27;sbit lcd_rw=P26;sbit lcd_enable=P25;sbit sck=P21;sbit io=P22;sbit rst=P23;sbit DQ=P20;sbit key1=P10;sbit key2=P11;sbit key3=P12;sbit key4=P13;sbit beep=P24;uchar time_data7=12,7,4,17,11,58,30;uchar write_add7=0x8c,0x8a,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80; /对时时向里面写的地址uchar read_add7=0x8d,0x8b,0x89,0

9、x87,0x85,0x83,0x81; /读时间时向里面写的地址uchar disp14;uchar t_data7=12,7,4,17,11,58,30; /*sbit lcd_rs=P34;sbit lcd_rw=P35;sbit lcd_enable=P36;sbit sck=P24;sbit io=P25;sbit rst=P26;sbit DQ=P27;*/*/*void write_ds1302_byte(uchar dat);void write_ds1302(uchar add,uchar dat);uchar read_ds1302(uchar add);void set_r

10、tc();void read_rtc();void time_pros();void change_day(uchar com); /星期转换void lcd_1302_display();/*/*/延时函数，在12MHz的晶振频率下/大约50us的延时/*void delay_50us(uint t);/*/延时函数，在12MHz的晶振频率下/大约50ms的延时/*void delay_50ms(uint t);/*/*void lcd_delay(uint z);void lcd_com(uchar com); /写指令void lcd_dat(uchar dat); /写数据void l

11、cd_inital(); /液晶初始化void lcd_com_dat(uchar com,uchar dat);void lcd_com_string(uchar com,uchar dat);/*/*void init_ds18b20(void);void b1820_delay(uint t);void write_byte(uchar dat);uchar read_byte(void);uint readtemperature(void);void change_temperature();/*/*void key_change_time();/*/*void main()lcd_i

12、nital(); while(1)key_change_time(); /时间调节delay_50us(20);lcd_1302_display(); /时间显示change_temperature(); /温度显示/*/*void delay_50us(uint t) uchar j; for(;t>0;t-) for(j=19;j>0;j-);void delay_50ms(uint t) uint j; for(;t>0;t-) for(j=6245;j>0;j-);void lcd_com(uchar com)/写指令lcd_rs=0;lcd_rw=0;P0=c

13、om;lcd_enable=1;lcd_delay(1);lcd_enable=0; void lcd_dat(uchar dat)/写数据lcd_rs=1;lcd_rw=0;P0=dat;lcd_enable=1;lcd_delay(1);lcd_enable=0;void lcd_inital()/ 初始化程序lcd_rs=0;lcd_rw=0;lcd_com(0x38);lcd_com(0x01); lcd_delay(5);lcd_com(0x0c); /不显示光标void lcd_delay(uint z) /延时函数uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=

14、110;y>0;y-); void lcd_com_dat(uchar com,uchar dat) /在液晶的某一位置写某个数 lcd_com(0x80+com); lcd_delay(5);if(dat>='A'&&dat<='Z'|dat>='a'&&dat<='z')lcd_dat(dat);elselcd_dat(0x30+dat); void lcd_com_string(uchar com,uchar dat) /在某个位置写字符串uchar a; lcd

15、_com(0x80+com); lcd_delay(5);for(a=0;a<3;a+)lcd_dat(data);lcd_delay(5);/*/*/1302实时时钟部分void write_ds1302_byte(uchar dat)/用时钟写一个字节 uchar i; for(i=0;i<8;i+) sck=0; io=dat&0x01; dat=dat>>1; sck=1; void write_ds1302(uchar add,uchar dat) /随机写入数据 rst=0; _nop_(); sck=0;_nop_(); rst=1; _nop_(

16、); write_ds1302_byte(add); write_ds1302_byte(dat); rst=0; _nop_(); io=1; sck=1;uchar read_ds1302(uchar add) /随机读出一个数据 uchar i,value; rst=0; _nop_(); sck=0; _nop_(); rst=1; _nop_(); write_ds1302_byte(add); for(i=0;i<8;i+) value=value>>1; sck=0; if(io) value=value|0x80; sck=1; rst=0; _nop_();

17、 sck=0; _nop_(); sck=1; io=1; return value;void set_rtc() /对1302进行对时uchar time_data7=12,7,4,17,11,58,30; /年周月日时分秒uchar i,j;for(i=0;i<7;i+) j=time_datai/10; time_datai=time_datai%10; time_datai=time_datai+j*16; write_ds1302(0x8e,0x00); /去除写保护for(i=0;i<7;i+) write_ds1302(write_addi,time_datai);w

18、rite_ds1302(0x8e,0x80); /加写保护void read_rtc(void)/读出当前时间 uchar i; for(i=0;i<7;i+) time_datai=read_ds1302(read_addi);void time_pros(void) /显示时分秒 disp0=time_data6%16; /秒 disp1=time_data6/16; disp2=time_data5%16; /分 disp3=time_data5/16; disp4=time_data4%16; /时 disp5=time_data4/16; disp6=time_data3%16

19、; /日 disp7=time_data3/16; disp8=time_data2%16; /月 disp9=time_data2/16; disp10=time_data1%16; /周 disp11=time_data1/16; disp12=time_data0%16; /年 disp13=time_data0/16;void change_day(uchar com) /写星期进去switch(disp10)case 1: lcd_com_string(com,"MON");break;case 2: lcd_com_string(com,"TUE&qu

20、ot;);break;case 3: lcd_com_string(com,"WED");break;case 4: lcd_com_string(com,"THU");break;case 5: lcd_com_string(com,"FRI");break;case 6: lcd_com_string(com,"SAT");break;case 7: lcd_com_string(com,"SUN");break;void lcd_1302_display()rst=1;read_rtc()

21、; /读时间rst=0;time_pros(); /处理时间lcd_com_dat(0x01+2,2);lcd_com_dat(0x02+2,0);lcd_com_dat(0x03+2,disp13); /年十位lcd_com_dat(0x04+2,disp12);/年个位lcd_com_dat(0x05+2,0x2d-0x30);lcd_com_dat(0x06+2,disp9);/月十位 lcd_com_dat(0x07+2,disp8);/月个位lcd_com_dat(0x08+2,0x2d-0x30); change_day(0x0d); /周lcd_com_dat(0x09+2,di

22、sp7);/日十位lcd_com_dat(0x0a+2,disp6);/日个位lcd_com_dat(0x48,disp0); /秒个位lcd_com_dat(0x47,disp1);/秒十位lcd_com_dat(0x46,0x3a-0x30);lcd_com_dat(0x45,disp2); /分个位lcd_com_dat(0x44,disp3);/分时位lcd_com_dat(0x43,0x3a-0x30);lcd_com_dat(0x42,disp4); /时个位lcd_com_dat(0x41,disp5);/时十位 /*/*/温度部分void b1820_delay(uint t)

23、 while(t-); void init_ds18b20(void) /对ds18b20进行初始化 uchar n; DQ=1; b1820_delay(8); DQ=0; b1820_delay(80); DQ=1; b1820_delay(8); n=DQ; b1820_delay(4);void write_byte(uchar dat) /对ds18b20写一个字节 uchar i; for(i=0;i<8;i+) DQ=0; DQ=dat&0x01; b1820_delay(4); DQ=1; dat>>=1; b1820_delay(4);uchar r

24、ead_byte(void) /对ds18b20读一个字节 uchar i,value; for(i=0;i<8;i+) DQ=0; value>>=1; DQ=1; if(DQ) value|=0x80; b1820_delay(4); return value;uint readtemperature(void) /返回的一个16位的数 uint a,c,b; init_ds18b20(); write_byte(0xcc); /跳过ROM write_byte(0x44); /启动温度测量 b1820_delay(300); init_ds18b20(); write_

25、byte(0xcc); write_byte(0xbe); a=read_byte(); /读低8位 b=read_byte(); /读第二个8位 c=b*256+a; return c;void change_temperature()uint temp;uchar tp;temp=readtemperature()>>3;/readtemperature()/256;tp=temp&0x01;if(tp=1) /显示小数lcd_com_dat(0x4d,5);elselcd_com_dat(0x4d,0);temp=readtemperature()>>4;

26、/显示整数部分lcd_com_dat(0x4a,temp/10%10);lcd_com_dat(0x4b,temp%10);lcd_com_dat(0x4c,0x2e-0x30);lcd_com_dat(0x4e,0xdf-0x30);lcd_com_dat(0x4f,'C');/*/*void key_change_time()/*闹钟设置?if(key1=0) delay_50us(200); /延时消抖10msif(key1=0) set_rtc(); /对时钟芯片进行时间设置while(!key1);/*?if(key2=0) delay_50us(200); /延时消

27、抖10msif(key2=0) uchar flag=1,flag1=1,flag2=0;while(!key2);lcd_com(0x0f); /显示光标lcd_com_dat(0x47,disp1);/使得光标显示在秒的个位while(flag=1)if(key2=0) delay_50us(200); /延时消抖10msif(key2=0)flag=0;lcd_com(0x0c); /不显示光标while(!key2);if(key3=0) delay_50us(200); /延时消抖10msif(key3=0)flag1+;if(flag1=14)flag1=1;while(!key3

28、);switch(flag1) /使光标闪烁在正确位置case 1:lcd_com_dat(0x47,disp1);break;case 2:lcd_com_dat(0x46,0x3a-0x30);break;case 3:lcd_com_dat(0x44,disp3); break;case 4:lcd_com_dat(0x43,0x3a-0x30);break;case 5:lcd_com_dat(0x41,disp5);break;case 6:lcd_com_dat(0x40,0x20-0x30);break;case 7:switch(disp10)case 1: lcd_com_d

29、at(0x0d,'M');break;case 2: lcd_com_dat(0x0d,'T');break;case 3: lcd_com_dat(0x0d,'W');break;case 4: lcd_com_dat(0x0d,'T');break;case 5: lcd_com_dat(0x0d,'F');break;case 6: lcd_com_dat(0x0d,'S');break;case 7: lcd_com_dat(0x0d,'S');break; break;ca

30、se 8: lcd_com_dat(0x09+2,disp7);break;case 9: lcd_com_dat(0x08+2,0x2d-0x30);break;case 10: lcd_com_dat(0x06+2,disp9);break;case 11: lcd_com_dat(0x05+2,0x2d-0x30);break;case 12: lcd_com_dat(0x03+2,disp13);break;case 13: lcd_com_dat(0x02+2,0);break;if(key4=0) delay_50us(200); /延时消抖10msif(key4=0)if(fla

31、g1=1)disp0+;if(disp0=10)disp0=0;while(!key4);lcd_com_dat(0x48,disp0); /秒个位lcd_com_dat(0x47,disp1);/使得光标显示在秒的个位else if(flag1=2)disp1+;if(disp1=6)disp1=0;while(!key4);lcd_com_dat(0x47,disp1); lcd_com_dat(0x46,0x3a-0x30);else if(flag1=3)disp2+;if(disp2=10)disp2=0;while(!key4);lcd_com_dat(0x45,disp2); l

32、cd_com_dat(0x44,disp3);/使得光标显示在秒的个位else if(flag1=4)disp3+;if(disp3=6)disp3=0;while(!key4);lcd_com_dat(0x44,disp3); lcd_com_dat(0x43,0x3a-0x30);/使得光标显示在秒的个位else if(flag1=5)if(flag2=0) /24进制disp4+; /调节小时的时间if(disp4=10)disp4=0;disp5+;if(disp5=2&&disp4=4)disp4=0;disp5=0;flag2=1;if(flag2) /12进制di

33、sp4+; /调节小时的时间if(disp4=10)disp4=0;disp5+;if(disp5=1&&disp4=3)disp4=0;disp5=0;flag2+;if(flag2=3)flag2=0;while(!key4);if(flag2=1)lcd_com_dat(0x00,'A');lcd_com_dat(0x01,'M');else if(flag2=2)lcd_com_dat(0x00,'P');lcd_com_dat(0x01,'M');else if(flag2=0)lcd_com_dat(0

34、x00,0x20-0x30);lcd_com_dat(0x01,0x20-0x30);lcd_com_dat(0x42,disp4); lcd_com_dat(0x41,disp5);else if(flag1=6)disp5+;if(flag2=0)if(disp5=3)disp5=0;else if(disp5=3)disp5=0;while(!key4);lcd_com_dat(0x41,disp5); lcd_com_dat(0x40,0x20-0x30);/使得光标显示在秒的个位else if(flag1=7)disp10+;if(disp10=8)disp10=1;while(!k

35、ey4);switch(disp10)case 1: lcd_com_string(0x0d,"MON");break;case 2: lcd_com_string(0x0d,"TUE");break;case 3: lcd_com_string(0x0d,"WED");break;case 4: lcd_com_string(0x0d,"THU");break;case 5: lcd_com_string(0x0d,"FRI");break;case 6: lcd_com_string(0x0d,"SAT");break;case 7: lcd_com_string(0x0d,"SUN");break;/delay_50ms(1); switch(disp10)case 1: lcd_com_dat(0x0d,'M');break;case 2: lcd_com_dat(0x0d,'T');break;case 3: lcd_com_dat(0x0d,'W');break;case 4: lcd_com_dat(0x0d,'T&#