基于凌阳单片机的电子时钟设计

1、目 录1、引言、引言 .12、摘要、摘要 .23、系统设计、系统设计 .23.1 小组分工.23.2 硬件设计.33.2.1SPCE061A 单片机实验环境.33.2.2 模组的内部设置的点阵图.53.2.3 Lcd 的电路.53.2.4 按键电路.63.2.5常用功能函数介绍.64、软件设计、软件设计 .84.1 各个程序文件的功能.84.2 主程序流程图：.94.3 时钟计数程序：.94.4 LCD 及中断程序.235、调试说明、调试说明 .246、总结及心得体会、总结及心得体会 .24参考文献：参考文献： .25西安建筑科技大学课程设计（论文）第 1 页 共 24 页1、引言单片机自 2

2、0 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，

3、示波器，各种分析仪） 。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水 线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。甚至可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。2、摘要电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用 LCD 数字电子钟已经成

4、为一种时尚。但目前市场上各式各样的 LCD 数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。本设计基于单片机技术原理，以 SPCE061A 单片机作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个 LCD 多功能数字时钟系统。该时钟系统主要由时钟模块、计时模块、语音播报模块、液晶显示模块、西安建筑科技大学课程设计（论文）第 2 页 共 24 页键盘控制模块组成。系统具有简单清晰的操作界面，能够准确显示时间以及日期，并且实现同步播报功能，可随时进行时间调整。3、系统设计3.1 小组分工：本小组成员有赵红，王瑞、吴勃庆、王鹏。组长

5、为赵红，其中小组四人共同设计主框架、搭建硬件电路；王瑞和吴勃庆负责主程序的编写，赵红和王鹏负责 Lcd 子程序部分以及中断部分；所有组员分工明确，齐心协力共同完成本次课程设计。3.2 硬件设计3.2.1SPCE061A 单片机实验环境图 1、试验箱西安建筑科技大学课程设计（论文）第 3 页 共 24 页图 2 总体接线图 3 PLCD501 模组的硬件平面图这一模块可以使用 lcd 或者 led 数码管来实现。我组最后选择用 lcd 液晶显示来显示时间以及日期。之所以选择 lcd 来实现，是因为它具有很多优点。低压微功耗，平板型结构，被动显示型(无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳)而且 显示

6、信息量大(因为像素可以做得很小) 无电磁辐射(对人体安全，利于信息保密)。 具体的实现方法是利用 C 语言的编程（代码见程序 system.c） 。下面的硬件设计将详细的介绍 lcd 的模块的接口电路以及具体的接线方法。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 4 页 共 24 页3.2.2 模组的内部设置的点阵图图 4 模组的内部设置的点阵图3.2.3 Lcd 的电路这部分的主要接线如下：IOA8-15 接液晶显示模块 DB0-DB7IOB4 接液晶显示模块 AOIOB5 接液晶显示模块的 R/WIOB6 接液晶显示模块的 EPDB0-DB7 为双向数据口，AO 为数据/使命控制位，R/w 为读/

7、写信号，EP 是全能端（低电平有效）图 5 Lcd 模块接口电路西安建筑科技大学课程设计（论文）第 5 页 共 24 页程序下载后会显示日期、时间。按 Key1 可以进入时间调整界面。3.2.4 按键电路按键电路直接与 IOA 口连接。其原理图如下：图 6 按键电路直接与 IOA 口连接3.2.5 常用功能函数介绍 液晶显示控制类： LCD501_Init 液晶初始化 LCD501_ClrScreen 清屏 LCD501_ReverseColor 显示翻转 LCD501_SetPaintMode 设置图形显示模式LCD501_GetPaintMode 获取当前显示模式 LCD501_FontS

8、et 设置文本字体 LCD501_FontGet 获取当前文本字体 LCD501_PutChar 显示单个字符LCD501_PutString 显示字符串LCD501_PutPixel 画点 LCD501_Line 画直线LCD501_Circle 画圆 LCD501_Rectangle 画矩形 LCD501_Bitmap 位图显示/汉字显示 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 6 页 共 24 页SPCE061A 与 SPLC501 的接口采用 6800 并行接口电路，即 8 位数据总线、1 个读写选通端口、1 个数据指令选通端口、1 个信号使能端口，具体接法如下图：GNDIOB4IOB5I

9、OB6IOB8IOB9IOB10IOB11IOB12IOB13IOB14IOB15SPCE061ACS1A0R/WEPDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7SPLC501图 7按键采用凌阳 61 板上提供的三个按键，接口电路如下：IOA0IOA1IOA2SPCE061AS1KEY1S2KEY2S3KEY3VCC图 84、软件设计软件部分由三个部分组成：主程序部分、2Hz 时基中断部分、1KHz 时基中断部分，主程序部分主要负责初始化 LCD 和显示界面，2Hz 时基中断部分负责时间的计数，1KHz 时基中断部分负责按键的扫描，西安建筑科技大学课程设计（论文）第 7 页 共 24 页4

10、.1 各个程序文件的功能1. main.c 实现了系统的初始化，显示开机画面，键盘扫描和语音播报。2. system.c 包含了工程中大部分的功能函数，包括各种界面的显示、时间和日期的调整、秒表的调整、闹钟的时间设定、闹钟的铃声选择等。3. key.c 键盘扫描文件，里面定义了键盘扫描函数、延时函数，用来实现对键盘的扫描等功能，键盘扫描采用查询方式。4. isr.asm 中断服务函数文件，实现语音解码、秒表和时间以及日期的修改。4.2 主程序流程图：开始结束初始化程序和LCD开2HZ时基中断，定时1秒，等到中断到来中断到来？进入中断处理程序调用函数显示时间等待下一次中断到来N NY Y 中断返

11、回中断入口中断到来，计数加1中断计数值为1计数到1秒，调用函数显示时间N NY Y 中断返回中断入口是否有按键按下是否按下KEY1执行KEY1按下程序是否按下KEY2是否按下KEY3执行KEY2按下程序执行KEY3按下程序N NN NN NY YY YY Y2Hz 时基中断1KHz 时基中断西安建筑科技大学课程设计（论文）第 8 页 共 24 页图 9 主程序流程图主程序（main.c）编写首先进行函数声明，定义文件中用到的变量以及常数数组，再编写真正的主体部分。首先进行键盘以及液晶显示的初始化。置 2hz 的中断，开 2hz 的中断。4.3 时钟计数程序：/main.c#include SP

12、LC501User.h#include Mychar.h#include SPCE061A.hint Count_time = 0;int Key_time = 0;unsigned int Contr = 24;int Set_mode = 0;struct Time/定义时间结构体，存储现在的时间int year;/年int month;/月int week;/周 int day;/日int hour;/时int minute;/分 int second;/秒 Clock;void Clock_Init();西安建筑科技大学课程设计（论文）第 9 页 共 24 页void Clock_Fi

13、x();void Disp_Time();const char clr= ;int main() long int m=100000;/add your code hereint dly;LCD501_Init(0 x00);*P_IOA_Dir &= 0 xfff8;*P_IOA_Attrib &= 0 xfff8;*P_IOA_Data &= 0 xfff8;LCD501_Bitmap(32,0,(unsigned int*)encoding_00);/课 LCD501_Bitmap(48,0,(unsigned int*)encoding_01);/程 LCD50

14、1_Bitmap(64,0,(unsigned int*)encoding_02);/设LCD501_Bitmap(80,0,(unsigned int*)encoding_03);/计LCD501_Bitmap(24,16,(unsigned int*)encoding_04);/计LCD501_Bitmap(40,16,(unsigned int*)encoding_05);/算LCD501_Bitmap(56,16,(unsigned int*)encoding_06);/机 LCD501_Bitmap(72,16,(unsigned int*)encoding_07);/接 LCD50

15、1_Bitmap(88,16,(unsigned int*)encoding_08);/口LCD501_Bitmap(16,32,(unsigned int*)encoding_09);/数 LCD501_Bitmap(32,32,(unsigned int*)encoding_0a);/字 LCD501_Bitmap(48,32,(unsigned int*)encoding_0b);/电 LCD501_Bitmap(64,32,(unsigned int*)encoding_0c);/子LCD501_Bitmap(80,32,(unsigned int*)encoding_0d);/时LC

16、D501_Bitmap(96,32,(unsigned int*)encoding_0e);/钟*P_Watchdog_Clear = 0 x0001 ;西安建筑科技大学课程设计（论文）第 10 页 共 24 页while(m-) *P_Watchdog_Clear = 0 x0001 ;Clock_Init();LCD501_PutString(0,0,clr);for(dly=0;dly100;dly+); LCD501_PutString(0,16,clr);for(dly=0;dly100;dly+);LCD501_PutString(0,32,clr);for(dly=0;dly10

17、0;dly+);LCD501_PutString(0,48,clr);for(dly=0;dly100;dly+);LCD501_Bitmap(0,0,(unsigned int*)encoding_15);/王 LCD501_Bitmap(16,0,(unsigned int*)encoding_16);/ LCD501_Bitmap(32,0,(unsigned int*)encoding_17);/瑞 LCD501_PutString(56,0,08064030);/08064030LCD501_Bitmap(32,16,(unsigned int*)encoding_18);/年LCD

18、501_Bitmap(64,16,(unsigned int*)encoding_19);/月LCD501_Bitmap(96,16,(unsigned int*)encoding_1a);/日*P_Watchdog_Clear = 0 x0001 ;LCD501_Bitmap(0,34,(unsigned int*)encoding_1b);/北LCD501_Bitmap(12,34,(unsigned int*)encoding_1c);/京LCD501_Bitmap(24,34,(unsigned int*)encoding_1d);/时LCD501_Bitmap(36,34,(unsi

19、gned int*)encoding_1e);/间LCD501_PutChar(46,32,:);*P_Watchdog_Clear = 0 x0001 ;LCD501_Bitmap(0,48,(unsigned int*)encoding_13);/星 LCD501_Bitmap(16,48,(unsigned int*)encoding_14);/期 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 11 页 共 24 页LCD501_PutChar(32,48,:);LCD501_Bitmap(80,51,(unsigned int*)encoding_0f);/欢 LCD501_Bitmap(92,

20、51,(unsigned int*)encoding_10);/迎 LCD501_Bitmap(104,51,(unsigned int*)encoding_11);/使 LCD501_Bitmap(116,51,(unsigned int*)encoding_12);/用 *P_Watchdog_Clear = 0 x0001 ;LCD501_PutChar(72,32,:);LCD501_PutChar(96,32,:);LCD501_PutChar(120,32, );LCD501_PutChar(124,32, );Disp_Time();*P_INT_Ctrl = C_IRQ5_2H

21、z | C_IRQ4_1KHz;_asm(int irq);while(1)*P_Watchdog_Clear = 0 x0001;return 0;void IRQ4(void) _attribute_ (ISR);void IRQ5(void) _attribute_ (ISR);void IRQ4(void)int time_dly;int sign=0;sign = 0;/如果为 4、6、9、11 月，则 31 日进位，如果为西安建筑科技大学课程设计（论文）第 12 页 共 24 页1、3、5、7、8、10、12 月，则 32 日进位,如果为 2 月，29 日进 if(Clock.mo

22、nth = 4) sign = 1; if(Clock.month = 6) sign = 1; if(Clock.month = 9) sign = 1; if(Clock.month = 11) sign = 1;if(*P_INT_Ctrl & C_IRQ4_1KHz) != 0 x0000)*P_INT_Clear = C_IRQ4_1KHz;/清中断 if(Key_time%=50)/20Hz 判断按键是否按下 if(*P_IOA_Data & 0 x0007) != 0 x0000)/软件去抖动, for(time_dly=0;time_dly31)?0:Contr

23、;LCD501_SetContrast(Contr); /如果为设置时间模式 if(Set_mode = 1) Clock.year+;if(Set_mode = 2) Clock.month+; if(Clock.month=13)/13 月进位 Clock.month = 1; if(Set_mode = 3) Clock.day+;if(Clock.month = 2) & (Clock.day = 29)/2 月 29 日进位 Clock.day = 1; if(sign = 1) & (Clock.day = 31) Clock.day = 1; if(sign =

24、0) & (Clock.day = 32) 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 14 页 共 24 页 Clock.day = 1; if(Set_mode = 4) Clock.hour+; if(Clock.hour=24)Clock.hour=0; if(Set_mode = 5)Clock.minute+; if(Clock.minute=60) Clock.minute=0;if(Set_mode = 6)Clock.second+;if(Clock.second=60) Clock.second=0;if(Set_mode = 7) Clock.week+; if(Cloc

25、k.week7) Clock.week=1; if(*P_IOA_Data & 0 x0004) != 0 x0000)/如果按下 KEY3 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 15 页 共 24 页if(Set_mode = 0) Contr-;Contr = (Contr31)?31:Contr;LCD501_SetContrast(Contr);if(Set_mode = 1)/如果为设置时间模式 Clock.year-;if(Set_mode = 2)Clock.month-;if(Clock.month=0) Clock.month=12; if(Set_mode = 3)C

26、lock.day-;if(Clock.month = 2) & (Clock.day = 0)/3 月 0 日 变成2 月 29 日 Clock.day = 28; if(sign = 1) & (Clock.day = 0)/4、6、9、11 月 0 日变成前一月的 31 日 Clock.day = 30;西安建筑科技大学课程设计（论文）第 16 页 共 24 页 if(sign = 0) & (Clock.day = 0)/1、3、5、7、8、10、12 月 0 日变成前一月的 31 日 Clock.day = 31; if(Set_mode = 4) Clock.

27、hour-; if(Clock.hour0) Clock.hour=23; if(Set_mode = 5) Clock.minute-; if(Clock.minute0) Clock.minute=59; if(Set_mode = 6) Clock.second-;西安建筑科技大学课程设计（论文）第 17 页 共 24 页 if(Clock.second0) Clock.second=59; if(Set_mode = 7)Clock.week-; if(Clock.week 0)/如果是设置时间模式Disp_Time();if(Count_time)if(Set_mode = 1)LC

28、D501_PutString(0,16, );/年跳动 if(Set_mode = 2)LCD501_PutString(48,16, );/月跳动 if(Set_mode = 3)LCD501_PutString(80,16, );/日跳动 if(Set_mode = 4)LCD501_PutString(56,32, );/时跳动 if(Set_mode = 5)LCD501_PutString(80,32, );/分跳动 if(Set_mode = 6)LCD501_PutString(104,32, );/秒跳动 if(Set_mode = 7)LCD501_PutString(40,

29、48, );/星期跳动 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 19 页 共 24 页void Clock_Init()Clock.year = 2010;Clock.month = 12;Clock.day = 31;Clock.hour = 23;Clock.minute = 59;Clock.second = 45;Clock.week = 3;void Clock_Fix()/定义修正时间函数，如果时间产生溢出，则按时间计算规则进行处理int flag;flag = 0;/如果为 4、6、9、11 月，则 31 日进位，如果为1、3、5、7、8、10、12 月，则 32 日进位,如果为 2

30、 月，29 日进 if(Clock.month = 4)flag = 1;if(Clock.month = 6)flag = 1;if(Clock.month = 9)flag = 1;if(Clock.month = 11)西安建筑科技大学课程设计（论文）第 20 页 共 24 页flag = 1;if(Clock.second = 60)/秒修正 Clock.minute+;Clock.second = 0;if(Clock.minute = 60)/分修正 Clock.hour+;Clock.minute = 0;if(Clock.hour = 24)/时修正 Clock.day+;Cl

31、ock.hour = 0;Clock.week+;/星期加一次 if(Clock.week=8) Clock.week=1;if(Clock.month = 2) & (Clock.day = 29)/2 月 29 日进位 Clock.month+;Clock.day = 1;if(flag = 1) & (Clock.day = 31)Clock.month+;Clock.day = 1;西安建筑科技大学课程设计（论文）第 21 页 共 24 页if(flag = 0) & (Clock.day = 32)Clock.month+;Clock.day = 1;if(C

32、lock.month = 13)/13 月进位 Clock.year+;Clock.month = 1;void Disp_Time()int temp;*P_Watchdog_Clear = 0 x0001 ;temp = Clock.year/1000;LCD501_PutChar(0,16,temp+0 x30);/年千位 temp = Clock.year/100;temp %= 10;LCD501_PutChar(8,16,temp+0 x30);/年百位 temp = Clock.year/10;temp %= 10;LCD501_PutChar(16,16,temp+0 x30)

33、;/年十位 temp = Clock.year%10;LCD501_PutChar(24,16,temp+0 x30);/年个位 temp = Clock.month/10;西安建筑科技大学课程设计（论文）第 22 页 共 24 页LCD501_PutChar(48,16,temp+0 x30);/月十位 temp = Clock.month%10;LCD501_PutChar(56,16,temp+0 x30);/月个位 temp = Clock.day/10;LCD501_PutChar(80,16,temp+0 x30);/日十位 temp = Clock.day%10;LCD501_P

34、utChar(88,16,temp+0 x30);/日个位 temp = Clock.hour/10;LCD501_PutChar(56,32,temp+0 x30);/时十位 temp = Clock.hour%10;LCD501_PutChar(64,32,temp+0 x30);/时个位 temp = Clock.minute/10;LCD501_PutChar(80,32,temp+0 x30);/分十位 temp = Clock.minute%10;LCD501_PutChar(88,32,temp+0 x30);/分个位 temp = Clock.second/10;LCD501_PutChar(104,32,temp+0 x30);/秒十位 temp = Clock.second%10;LCD501_PutChar(112,32,temp+0 x30);/秒个位 temp = Clock.week%7;LCD501_PutChar(40,48,temp+0 x31);/星期位 /更新显示结束 西安建筑科技大学课程设计（论文）第 23 页 共 24 页4.4 LCD 及中断程序LCD 及中断程序由王鹏和赵红负责完成5、调试说明程序开始运行后，会显示两个界面，第一个界面显示出