51单片机电子时钟课程设计报告资料整理

单片机课程设计报告PAGE目录第一部分设计任务和要求单片机课程设计内容…………………2单片机课程设计要求…………………2系统运行流程…………2第二部分设计方案2.1总体设计方案说明……………………22.2系统方框图……………32.3系统流程图……………3第三部分主要器材及基本简介3.1主要器材………………43.2主要器材简介…………4第四部分系统硬件设计4.1最小系统………………64.2LCD显示电路…………64.3键盘输入电路…………74.4蜂鸣器和LED灯电路…………………7第五部分仿真电路图与仿真结果………………8第六部分课程设计总结…………8第七部分参考文献………………9附录A实物图附录B系统源程序第一部分设计任务和要求1.1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1．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，只到达到预期目的。3．后期处理对设计过程进行总结，完成设计报告。2.2单片机系统方框图功能键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单片机系统流程图开始初始化时钟子程序开始初始化时钟子程序结束按键扫描子程序主流程图键盘扫描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1.STC89C51单片机；2．LCD1602液晶显示屏；3.2主要器件简介1．STC89C51单片机简介STC89C51是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8KBytes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ISPFlash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．LCD1602液晶显示屏简介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。第四部分系统硬件设计4.1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。4.2LCD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。4.3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LED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。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实物图附录B系统源程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitlcdrs=P3^5;//定义1602液晶RS端sbitlcden=P3^4;//定义1602液晶LCDEN端sbits1=P3^0;//定义按键--功能键sbits2=P3^1; //定义按键--增加键sbits3=P3^2; //定义按键--减小键sbits4=P3^3; //定义按键--闹钟键sbitbeep=P2^2;//定义蜂鸣器端sbitled=P2^3;//定义LED灯端ucharcount,s1num,s4num;charyear,month,day,week,miao,shi,fen,pshi;ucharcodetable[]="20--";//定义初始上电时液晶默认显示状态voiddelay(uintz)//延时函数{ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidzhuanhuan(){ if(shi==0) pshi=12; if(shi<=12&&shi>=1) pshi=shi;if(shi>12) pshi=shi-12; } voiddi()//蜂鸣器发声函数{ beep=0; delay(300); beep=1; delay(300);}voidwrite_com(ucharcom)//液晶写命令函数{ lcdrs=0; lcden=0; P0=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }voidwrite_date(uchardate)//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(0x80+0x40+1);//写出"PM" write_date('P'); write_date('M');}else{ write_com(0x80+0x40+1);//写出"AM" write_date('A'); write_date('M');}}voidwrite_ymd(ucharadd1,uchardate1)//写年月日函数{ ucharshi,ge; shi=date1/10;//分解一个2位数的十位和个位 ge=date1%10; write_com(0x80+add1);//设置显示位置 write_date(0x30+shi);//送去液晶显示十位 write_date(0x30+ge);//送去液晶显示个位}voidwrite_sfm(ucharadd,uchardate)//写时分秒函数{ ucharshi,ge; shi=date/10;//分解一个2位数的十位和个位 ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add);//设置显示位置 write_date(0x30+shi);//送去液晶显示十位 write_date(0x30+ge);//送去液晶显示个位}voidwrite_week(charweek) //写液晶星期显示函数{ write_com(0x80+12); switch(week) { case1: write_date('M');delay(5); write_date('O');delay(5); write_date('N'); break; case2: write_date('T');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('E'); break; case3: write_date('W');delay(5); write_date('E');delay(5); write_date('D'); break; case4: write_date('T');delay(5); write_date('H');delay(5); write_date('U'); break; case5: write_date('F');delay(5); write_date('R');delay(5); write_date('I'); break; case6: write_date('S');delay(5); write_date('A');delay(5); write_date('T'); break; case7: write_date('S');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('N'); break; }}voidwriteym(){day=1;month++;if(month==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}voidinit()//初始化函数{ucharnum; 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(0x38);//初始化1602液晶 write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01); write_com(0x80);//设置显示初始坐标 for(num=0;num<15;num++)//显示年月日星期 { write_date(table[num]); delay(5); } delay(5); write_com(0x80+0x40+6);//写出时间显示部分的两个":" write_date(':'); delay(5); write_com(0x80+0x40+9); write_date(':'); delay(5); write_week(week); write_ymd(3,year);//分别送去液晶显示 write_ymd(6,month); write_ymd(9,day); write_sfm(10,miao);//分别送去液晶显示 write_sfm(7,fen); write_sfm(4,shi); TMOD=0x01;//设置定时器0工作模式1 TH0=(65536-50000)/256;//定时器装初值 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; //开总中断 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //启动定时器0}voidkeyscan()//按键扫描函数{ if(s1==0) { delay(5); if(s1==0)//确认功能键被按下 { s1num++;//功能键按下次数记录 while(!s1);//释放确认 if(s1num==1)//第一次被按下时 { TR0=0;//关闭定时器 write_com(0x80+3);//光标定位到年位置 write_com(0x0f);//光标开始闪烁 } if(s1num==2)//第二次按下光标闪烁定位到月位置 { write_com(0x80+6); } if(s1num==3)//第三次按下光标闪烁定位到日位置 { write_com(0x80+9); } if(s1num==4)//第四次按下光标闪烁定位到星期位置 { write_com(0x80+12); } if(s1num==7)//第七次被按下时光标定位到秒位置 { write_com(0x80+0x40+10); } if(s1num==6)//第六次按下光标闪烁定位到分位置 { write_com(0x80+0x40+7); } if(s1num==5)//第五次按下光标闪烁定位到时位置 { write_com(0x80+0x40+4); } if(s1num==8)//第七次按下 { s1num=0;//记录按键数清零 write_com(0x0c);//取消光标闪烁 TR0=1; //启动定时器使时钟开始走 } } } if(s1num!=0)//只有功能键被按下后，增加和减小键才有效 { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0)//增加键确认被按下 { while(!s2);//按键释放 if(s1num==1)//若功能键第一次按下 { year++;//则调整年加1 if(year==100)//若满100后将清零 year=0; write_ymd(3,year);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+3);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==2)//若功能键第二次按下 { month++;//则调整月加1 if(month==13)//若满12后将置一 month=1; write_ymd(6,month);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+6);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==3)//若功能键第三次按下 { day++;//则调整日加1 if(year%4==0&&month==2) { if(day==30)//若满29后将置一 day=1; } if(year%4!=0&&month==2) { if(day==29)//若满28后将置一 day=1; } if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) { if(day==32)//若满31后将置一 day=1; } if(month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==31)//若满30后将置一 day=1; } write_ymd(9,day);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+9);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==4)//若功能键第四次按下 { week++;//则调整星期加1 if(week==8)//若满8后将置一 week=1; write_week(week);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+12);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==7)//若功能键第七次按下 { miao++;//则调整秒加1 if(miao==60)//若满60后将清零 miao=0; write_sfm(10,miao);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+10);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==6)//若功能键第二次按下 { fen++;//则调整分钟加1 if(fen==60)//若满60后将清零 fen=0; write_sfm(7,fen);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+7);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==5)//若功能键第五次按下 { shi++; if(shi==24)//若满24后将清零 { shi=0; } if(s4num==0) { write_sfm(4,shi);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处 } if(s4num==1) { zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处 } } } } } if(s3==0) { delay(5); if(s3==0)//确认减小键被按下 { while(!s3);//按键释放 if(s1num==1)//若功能键第一次按下 { year--;//则调整秒减1 if(year==-1)//若减到负数则将其重新设置为99 year=99; write_ymd(3,year);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+3);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==2)//若功能键第二次按下 { month--;//则调整分钟减1 if(month==0)//若减到负数则将其重新设置为59 month=12; write_ymd(6,month);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+6);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==3)//若功能键第二次按下 { day--;//则调整日加1 if(year%4==0&&month==2) { if(day==0)//若满29后将置一 day=29; } if(year%4!=0&&month==2) { if(day==0)//若满28后将置一 day=28; } if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) { if(day==0)//若满31后将置一 day=31; } if(month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==0)//若满30后将置一 day=30; } write_ymd(9,day);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+9);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==4)//若功能键第二次按下 { week--;//则调整小时减1 if(week==0)//若减到负数则将其重新设置为23 week=7; write_week(week);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+12);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==7)//若功能键第一次按下 { miao--;//则调整秒减1 if(miao==-1)//若减到负数则将其重新设置为59 miao=59; write_sfm(10,miao);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+10);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==6)//若功能键第二次按下 { fen--;//则调整分钟减1 if(fen==-1)//若减到负数则将其重新设置为59 fen=59; write_sfm(7,fen);//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+7);//显示位置重新回到调节处 } if(s1num==5)//若功能键第二次按下 { shi--; if(shi==-1)//若满24后将清零 shi=23; if(s4num==0) { write_sfm(4,shi);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处 } if(s4num==1) { zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi);;//每调节一次送液晶显示一下 write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处 } } } } if(s1num==0) { if(s4==0) { delay(5); if(s4==0)//确认功能键被按下 { s4num++;//功能键按下次数记录 while(!s4);//释放确认 if(s4num==1)//第一次被按下时 { zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi); } if(s4num==2)//第二次按下 { s4num=0;//记录按键数清零 write_com(0x80+0x40+1); write_date(''); write_date(''); write_sfm(4,shi); } }} }}voidmain()//主函数{ init();//首先初始化各数据 while(1)//进入主程序大循环 { keyscan();//不停的检测按键是否被按下 if(s1num!=0) led=0; else led=miao%2; if((shi>7&&shi<23)&&(fen==0)&&(miao==0)) { di(); } }}voidtimer0()interrupt1//定时器0中断服务程序{ TH0=(65536-50000)/256;//再次装定时器初值 TL0=(65536-50000)%256; count++; //中断次数累加 if(count==20)