以AT89S51单片机为核心的数字电子钟控制器

1、、设计题目:设计一个以 AT89S51单片机为核心的数字电子钟控制器，实现电子钟的时间、日期交 替显示、闹钟功能，并可通过按钮开关或键盘切换显示内容、调整参数、设置闹钟，在单片 机实验板上模拟调试实现控制器的功能。二、设计目的:通过单片机应用产品的设计与调试过程，稳固课程所学理论知识，初步了解单片机应用系统设计与调试的方法。三、设计要求:1开机自检，检查相关接口及数码管显示器、指示灯、蜂鸣器等外设是否正常。2. 8位数码管显示器平常以一定的时间间隔、适宜的格式显示时间和日期信息，时间显示时、分、秒；日期显示年20002099、月、日；设置闹钟功能时显示时、分、开/关状态。3可通过按键设定时间、

2、日期、闹钟等参数、手动切换显示。按键可用独立式按键或 行列式键盘实现。设定参数过程有适宜的方式指示当前可修改的内容。4对开关量输入进行软件消抖动处理，参数的设定有容错处理，女口：小时不能超过23 ,日期中每月最大天数、闰年等。5用Protel设计可实现上述功能的控制器的原理图最小应用系统。四、总体方案设计及说明:本设计电子时钟系统，主控芯片采用AT89S51芯片。配合软件延时实现时、分、秒的计时。本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时，通过定时器定时中断，使时间缓存单元数据加一，提供系统时间。同时可以通过独立键盘对电子时钟开始计时，暂停计时和结束计时的控制。单片机内的数据通过并行I/O接口输

3、入输出。并驱动八位LED数码管时、分、秒分别用2位数码管显示，动态显示数据。晶振及复位电路为单片机提供工作脉冲及复位 信号。五、 系统资源分配说明:接口电路逻辑图：D 口 UL5I4UIL.ilS'lMStfl. A1W31KfiiX2P10 pnPU PBPL4PISwKKETINTIZT：TI nELMTXD 畑VC匚3-3-器霜盅器:亍PAI 竝拆PA?RESET35JUE255ADJD.D1D3票D6D-醍常巒11VCG那 cao-71AD1Y31A11Y11A21Y>1A31Y3LW顶2A1m2A22Y21A32Y3TGVOC-20O P v Hh W "fr

4、42 I 1C 5 SEa一命aa !1 i-H e!_d_'L3p11?3；dp&缶af.'3底加図IKIi"754525K14 EB 8，I 111使用定时计数器0, TMO设置为0x01;晶振频率11.0592MHz下，定时50ms 的计数初值经过计算为 4c00H (2M6-46080=4c00H), TH0设置为0x4c, TL0设 置为0x00。五、软件流程图及说明1.闹钟显示是前2位数码管显示CL前2位数码 管显示0P后6位数码管分别显示“-、小时的2位、“-分钟的2位按键扫描，判断有没有 按键，假设有按键那么退出 闹钟显示闹钟显示子程序，8个数

5、码管显示已经设置好的闹钟时间，进行按键扫描，判断有没有 按键，假设有就去执行相应的功能，日期显示子程序和时间显示子程序和闹钟显示子程序类似。2.键盘子程序 按键扫描：功能扫描:3中断子程序设置定时50ms的初值为4c00Ht中断20次，秒单元加1秒单元清零，分单元加1六、系统功能与操作说明:数字时钟能显示实时时间 HH-MM-SS 、日期20YY.MM.DD 于LED数码管，并可 以修改时间、日期。可以设置闹钟，时间到时，蜂鸣器会响起。按切换键可以在时间、日期、 闹钟时间中切换。时间、日期、闹钟时间可调，按外部中断键时间暂停，进入时间、日期、 闹钟时间设置，此时可以矩阵键盘输入时间日期， 输入

6、完后确认键时间按照设置的值接着走。键盘用行列式键盘，按键定义如下列图所示。主要的按键有：1数字键“ 0 “9，用于设置时输入时间和日期，正常工作时无效。2“时间设置、“日期设置、“闹钟设置，用于进入相应功能的设置状态。3“闹钟开关在闹钟设置状态时，用于设置闹钟开或关，正常工作时，用于手动关 闹铃的声音。4 “确认用于设置参数确实认，并检查参数是否合理，如果符合要求，那么参数有效； 否那么本次修改无效，保持原值。正常工作情况下按该键无操作。5“显示切换用于正常工作时手动切换时间、日期的显示。R4K5RtK7KSK»K10 Kll七、调试记录:1、确定课程设计课题为数字电子钟，并查找相关

7、资料。2、熟悉实验板数码管、两个 8255、键盘、LED等硬件资源的使用，弄清楚其对应的地址。3、调试出可以扫描矩阵键盘输入的数的程序，并在数码管上显示出来当前按下的键值。4、调试出可以显示时分秒和日期的时钟程序，并可以通过 4 个按键进行控制 分别为进入退出时间设置、时增 1、分增 1、秒增 1，并可以切换时间和日期。5、调试闹钟的显示和设置程序，时间到了所设置的时间时蜂鸣器响起。6、时间可以走，但只能通过在程序中给对应时间日期字节地址预先设置初始值，时钟根据 该初始时间接着走， 不能通过矩阵键盘输入时间日期。 最后查阅资料并询问同学终于解决了 这个问题。7、对整个程序做进一步优化处理，使其

8、更稳定，修改其中的一些瑕疵，加上注释，方便以 后读程序。八、实验设计总结 :通过努力终于设计出一个以 AT89S51 单片机为核心的数字电子钟控制器，实现电子钟 的时间、日期交替显示、闹钟功能，并可通过按钮开关或键盘切换显示内容、调整参数、设 置闹钟。这次实验我收获了许多，得到了许多书本上学不到的知识。 1、单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题：1根据软件功能要求，将系统软件划分为假设干个相对独立的局部，设计出合理的总 体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理；2培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于 调试、链接，又便于移植和修改；3绘制程序流程图，再根据

9、流程图写程序；4合理分配系统资源；5为程序参加注释，提高可读性，便于以后修改移植复用； 2、关于程序的调试问题：1软件程序的调试应先分模块调试，统调是最后一环。通过各个模块程序的调试， 使程序逐渐趋于完整、正确，最后将各个模块组合起来，统调程序。2充分利用实验板上的其他空余硬件资源来协助调试程序，比方，可以用CPL P1.X来设置指示灯， 用来指示有没有调用键盘扫描子程序、 用来指示有没有扫描到键值、 用来指 示外部中断、定时器 0 和定时器 1 有没有工作等等。附录：#include <reg51.h>#include <absacc.h>#define PA XBY

10、TE0x0fefc#define PB XBYTE0x0fefd#define PC XBYTE0x0fefe#define CTL XBYTE0x0feff#define uchar unsigned charuchar ms20;sbit sou nd=P32;uchar open1=-1;/ 闹钟关闭code led19=0x0C0,0x0F9,0x0A4,0x0B0,0x99,0x92,0x82,0x0F8,0x80,0x90,0x88,0x83,0x0c6,0x0a1,0x86,0x8e,0x0bf,0x8c,0x0c7;code Table16=0x7e,0x0ee,0x0ed,0

11、x0eb,0x0de,0x0dd,0x0db,0x0be,0x0bd,0x0bb,0x0e7,0x0d7,0x0b7,0x77,0x7b,0x7d;structuchar hour;uchar minute;uchar second;uchar hour1;/ 闹钟小时uchar minute1;/ 闹钟分钟int year;uchar month;uchar day;time=23,59,55,00,00,2021,11,11;void delay()uchar i;for(i=0;i<200;i+);/*200个时钟周期 */void scan(uchar x)uchar i,tb,

12、tc=0x80;for(i=0;i<8;i+)tb=DBYTEx+i;PA=ledtb;/*送字段码*/PB=tc;/*送字位码*/tc>>=1;/*右移一位*/delay();int fastfound()uchar keyin;CTL=0x81; PC3PC0 为输入，PC7PC4为输出PC=OxOf; / 所有行(PC7PC4 置 0keyin=PC; / 读取键盘 if(keyin=0x0f) return 0;/无键按下，返回 0else return 1; /有键按下，返回 1int keyfound()uchar keyvalue,keyin_i,keyin_j

13、,keyin;uchar i;CTL=0x81;/PC3PC0 为输入，PC7PC4为输出PC=0x0f;keyin_j=PC;/ 读取列值CTL=0x88;/PC3PC0 为输出，PC7PC4(所有行)为输入PC=0x0f0;keyin_i=PC;/ 读取行值 keyin=keyin_j|keyin_i; / 形成行列组合 for(i=0;i<16;i+) if(Tablei=keyin)keyvalue=i; break;return keyvalue;void showclock() / 显示闹钟int a; uchar key=1;while(key=1) key=fastfou

14、nd();/消除按功能键时产生的影响for(a=0;a<800;a+) if(open1=1) DBYTE0x57=0;DBYTE0x58=17;显示"P",与前一个单元组合成"0P",表示闹钟已经翻开 elseDBYTE0x57=0x0c;DBYTE0x58=18;/ 显示 "L", 与前一个单元组合成 "CL", 表示闹钟已经关闭 DBYTE0x59=0x10; DBYTE0x5a=time.hour1/10; DBYTE0x5b=time.hour1%10;DBYTE0x5c=0x10;DBYTE0x5

15、d=time.minute1/10; DBYTE0x5e=time.minute1%10; scan(0x57);if(fastfound()=1) key=keyfound();if(key=0x0a)break;void rq() / 显示日期int a;uchar key=1;while(key=1) key=fastfound();/ 消除按功能键时产生的影响 for(a=0;a<800;a+)DBYTE0x47=time.year/1000; DBYTE0x48=time.year%1000/100; DBYTE0x49=time.year%100/10; DBYTE0x4a=

16、time.year%10; DBYTE0x4b=time.month/10;DBYTE0x4c=time.month%10;DBYTE0x4d=time.day/10;DBYTE0x4e=time.day%10;x'scan(0x47); if(fastfound()=1)/ 有键按下key=keyfound();/ 获得键值 if(key=0x0a) / 如果又按了显示切换键，那么显示闹钟时间 showclock();break;uchar isleap(int x) /判断闰年if(x%4=0 && x%100!=0) | (x%400=0) return 1;el

17、se return 0;void datechange()while(1)if(time.month=1 && time.day<31) time.day+;break;if(time.month=1 && time.day=31) time.month+;time.day=1;break; if(isleap(time.year) /是闰年if(time.month=2 && time.day<29) time.day+;break; if(time.month=2 && time.day=29) time.mont

18、h+;time.day=1;break; else / 不是闰年if(time.month=2 && time.day<28) time.day+;break;if(time.month=2 && time.day=28) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=3 && time.day<31) time.day+;break; if(time.month=3 && time.day=31) time.month+;time.day=1;break; if(time.m

19、onth=4 && time.day<30) time.day+;break; if(time.month=4 && time.day=30) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=5 && time.day<31) time.day+;break; if(time.month=5 && time.day=31) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=6 && time.day<30) time.d

20、ay+;break; if(time.month=6 && time.day=30) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=7 && time.day<31) time.day+;break; if(time.month=7 && time.day=31) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=8 && time.day<31) time.day+;break; if(time.month=8 && ti

21、me.day=31) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=9 && time.day<30) time.day+;break; if(time.month=9 && time.day=30) time.month+;time.day=1;break; if(time.month=10 && time.day<31) time.day+;break; if(time.month=10 && time.day=31) time.month+;time.day=1;brea

22、k; if(time.month=11 && time.day<30) time.day+;break;if(time.month=11 && time.day=30) time.month+;time.day=1;break;if(time.month=12 && time.day<31) time.day+;break;if(time.month=12 && time.day=31) time.month=1;if(time.year!=2099) time.year+;break;uchar checkall(u

23、char x)uchar i,h,m,s,month,d;int y;if(x=0x0c)/ 对闹钟设置进行判断for(i=3;i<8;i+)if(i=5)continue;/ 如果是原来的 "-", 就去判断下一个单元的按键是否合法 if(DBYTE0x57+i=0x10) return 0;/如果按键不是数字，结束h=DBYTE0x5a*10+DBYTE0x5b;m=DBYTE0x5d*10+DBYTE0x5e;if(h>24 | (h=24 && (h!=0 | s!=0) return 0;if(m>=60) return 0;re

24、turn 1;/ 按键合法返回 1if(x=0x0f)/ 对时间设置进行判断for(i=0;i<8;i+)if(i+1)%3=0) continue;/* 如果是原来的 "-", 就去判断下一个单元的 按键是否合法 */ if(DBYTE0x57+i=0x10) return 0;/如果按键不是数字，结束h=DBYTE0x57*10+DBYTE0x58;m=DBYTE0x5a*10+DBYTE0x5b;s=DBYTE0x5d*10+DBYTE0x5e;if(h>24 | (h=24 && (h!=0 | s!=0) return 0;if(m&g

25、t;=60) return 0;if(s>=60) return 0;return 1;/ 按键合法返回 1if(x=0x0e)/ 对日期设置进行判断for(i=0;i<8;i+)if(DBYTE0x57+i=0x10) return 0;/ 如果按键不是数字，结束y=DBYTE0x57*1000+DBYTE0x58*100+DBYTE0x59*10+DBYTE0x5a;month=DBYTE0x5b*10+DBYTE0x5c;d=DBYTE0x5d*10+DBYTE0x5e;if(y<2000 | y>2099) return 0;if(month=0 | month

26、>12) return 0;if(d=0 | d>31) return 0;if(month=1 && d>31) return 0;if(month=3 && d>31) return 0;if(month=4 && d>30) return 0;if(month=5 && d>31) return 0;if(month=6 && d>30) return 0;if(month=7 && d>31) return 0;if(month=8 &

27、& d>31) return 0;if(month=9 && d>30) return 0;if(month=10 && d>31) return 0;if(month=11 && d>30) return 0;if(month=12 && d>31) return 0;if(isleap(y) / 是闰年if(month=2 && d>29) return 0;else / 不是闰年if(month=2 && d>28) return 0;retu

28、rn 1;void setclock()uchar i,j,k,key,keyin;k=1;key=1;while(key=1) key=fastfound();/ 消除按功能键时产生的影响DBYTE0x57=0x10;DBYTE0x58=0x10;DBYTE0x59=0x10;DBYTE0x5a=0;DBYTE0x5b=0;DBYTE0x5c=0x10;DBYTE0x5d=0;DBYTE0x5e=0;for (i=0;i<2;i+)for(j=0;j<2;j+)while(k)key=fastfound();if(key=1)keyin=keyfound();k=0;/*scan

29、(0x57);/ 显示按键 if(keyin<0 |keyin>9 ) keyin=0x10;/DBYTE0x5a+i*3+j=keyin; while(key=1) key=fastfound();/*k=1; / 用于进入下一次按键状态如果有键按下，那么退出 while ； 等待按键 */如果按键的值非法，置为判断按键以后，手是否已放开放开，等待 */否那么，如果没DBYTE0x5a+i*3+j=0x10; / 设置该单元显示 "-"while(1) / 设置时间完成后，判断是否按了确认键key=fastfound();scan(0x57);if(key=1

30、) keyin=keyfound();if(keyin=0x0d)/* 判断按键是否为确认键，如果是，那么进行按键的判断；如果不是，那么等待 */ if(checkall(0x0c)=0) break;/如果按键非法，退出，保持原来的值time.hour1=DBYTE0x5a*10+DBYTE0x5b; time.minute1=DBYTE0x5d*10+DBYTE0x5e;break;void setdate()uchar i,k,key,keyin;k=1;key=1;while(key=1) key=fastfound();/ 消除按功能键时产生的影响 DBYTE0x57=time.ye

31、ar/1000;DBYTE0x58=time.year%1000/100;DBYTE0x59=time.year%100/10;DBYTE0x5a=time.year%10;DBYTE0x5b=time.month/10;DBYTE0x5c=time.month%10;DBYTE0x5d=time.day/10;DBYTE0x5e=time.day%10;for (i=0;i<8;i+)while(k)key=fastfound();if(key=1)keyin=keyfound();k=0;/scan(0x57);/ 显示按键如果有键按下， 那么退出 while; 否那么 , 等待按键

32、if(keyin<0 |keyin>9 ) keyin=0x10;/ DBYTE0x57+i=keyin; while(key=1) key=fastfound();/*如果按键的值非法，置为 "-"判断按键以后，手是否已放开如果没放开，等待 */k=1; / 用于进入下一次按键状态/ 设置时间完成后，判断是否按了确认键 while(1)key=fastfound();scan(0x57);if(key=1) keyin=keyfound();if(keyin=0x0d)/* 判断按键是否为确认键，如果是，那么进行按键的判断；如果不是，那么等待 */if(che

33、ckall(0x0e)=0) break;/ 如果按键非法，退出，保持原来的值 time.year=DBYTE0x57*1000+DBYTE0x58*100+DBYTE0x59*10 +DBYTE0x5a;time.month=DBYTE0x5b*10+DBYTE0x5c;time.day=DBYTE0x5d*10+DBYTE0x5e;break; void settime()uchar i,j,k,key,keyin;消除按功能键时产生的影响k=1;key=1;while(key=1) key=fastfound();/DBYTE0x57=0;DBYTE0x58=0;DBYTE0x59=0x

34、10;DBYTE0x5a=0;DBYTE0x5b=0;DBYTE0x5c=0x10;DBYTE0x5d=0;DBYTE0x5e=0;for (i=0;i<3;i+)for(j=0;j<2;j+)while(k)key=fastfound();if(key=1)keyin=keyfound();k=0;/*scan(0x57);/ 显示按键 if(keyin<0 |keyin>9 ) keyin=0x10;/ DBYTE0x57+i*3+j=keyin; while(key=1) key=fastfound();/*如果有键按下，那么退出 while ； 否那么，等待按键

35、 */如果按键的值非法，置为判断按键以后，手是否已放开如果没放开，等待 */k=1; / 用于进入下一次按键状态DBYTE0x57+i*3+j=0x10; / 设置该单元显示 "-" while(1) / 设置时间完成后，判断是否按了确认键key=fastfound();scan(0x57);if(key=1) keyin=keyfound();if(keyin=0x0d)/* 判断按键是否为确认键，如果是，那么进行按键的判断；如果不是，那么等待 */if(checkall(0x0f)=0) break;/ 如果按键非法，退出，保持原来的值 time.hour=DBYTE0

36、x57*10+DBYTE0x58;time.minute=DBYTE0x5a*10+DBYTE0x5b;time.second=DBYTE0x5d*10+DBYTE0x5e;break;void timechange() interrupt 1 / 秒加 1int i;TH0=0x4c; /晶振频率11.0592MHz下，定时50ms的计数初值TL0=0x00; 2X6-46080=4c00Hms20+;if( ms20>=20)time.second+;ms20=0;if(time.second>=60)time.minute+;time.second=0;if(time.minute>=60)time.hour+;time. minute =0;if(time.hour>=24)time.hour=0;datechange();DBYTE0x77=time.h