51单片机电子时钟设计报告

1、电子时钟实验报告全部代码在文档末尾：51单片机，LCD1602液晶显示屏平台下编程实现，可直接编译运行目录：一， 实验目的1二，实验要求2三，实验基本原理2四，实验设计分析2五，实验要现3A.电路设计31. 整体设计32. 分块设计32.1 输入部分42.2 输出部分42.3 晶振与复位电路5B.程序设计6B.1 程序总体设计6B.2 程序主要模块6五.实验总结及感想8一， 实验目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活

2、的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以电子钟是以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，得到了广泛的使用。1. 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LCD液晶显示的设计方法。2. 设计任务及要求 利用实验平台上LCD1602液晶显示屏， 设计带有闹铃功能的数字时钟二，实验要求 A.基本要求：1. 在LCD1602液晶显示屏上显示当前日期，时间。 2. 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示设置闹玲的时间。闹玲时间到蜂鸣器发出声响，一分钟后闹铃停止

3、。B.扩展部分：1.日历功能（能对年，月，日，星期进行显示，分辨平年，闰年以及各月天数，并调整）实现年月日时分秒的调整，星期准确的随着日期改变而改变进行显示。2.定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闹铃提示）C.可扩展部分：1.闹铃重响功能（闹铃被停止后，以停止时刻开始，一段时间后闹铃重响，且重响时间的间隔可调）2可进行备忘录提示，按照年月日，可在设定的某年某月进行闹铃提示。三，实验基本原理利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.05s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为20，每中断一次中断计数初值加1，当减到20时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是

4、否1min钟到了，再判断是否1h到了,是否一天到了，是否一个月到了，是否一年到了。将时间在LCD液晶屏上显示，降低了程序的编写难度。LCD的固定显示特性是我们省去了数码管的动态扫描显示。 四，实验设计分析针对要实现的功能，采用AT89S52单片机进行设计，AT89S52 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，

5、又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、日期显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时程序等。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分：先学习理解C语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电

6、路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的功能！五，实验要现A.电路设计1. 整体设计此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用lcd1602显示，年份，月份，星期，小时、分钟和秒（日），使电路更加简单。单片机采用AT89S51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。电路的总体设计框架如下：单片

7、机输入部分晶振和复位输出部分2. 分块设计模块电路主要分为：输入部分、输出部分、复位和晶振电路。2.1 输入部分输入信号主要是各种模式选择和调整信号，由按键开关提供。以下为输入部分样例：在本实验中主要用用P3口输入按键信号，还用到了特殊的P0口。对于P0口，由于其存在高阻状态，为了实现开关功能，给其添加上拉电阻，具体如下图所示：2.2 输出部分本电路的输出信号LCD的写入命令和写入数据，闹铃脉冲信号。闹铃由P1.5端输出，模块如下：日期时间由LCD1602输出，模块如下：2.3 晶振与复位电路本实验单片机时钟用部时钟，模块如下：复位电路为手动复位构成，模块如下：B.程序设计B.1 程序总体设计

8、本实验用汇编程序完成.程序总的流程图如下：B.2 程序主要模块中断服务程序：/*一秒定时中断函数*/void timer0() interrupt 1 using 1ET0=0;/关闭定时器T0中断允许位TR0=0;/关闭定时器T0jiamiao+;TH0=(65536-50000)/256;/设定每次中断间隔50msTL0=(65536-50000)%256;TR0=1;/启动定时器T0ET0=1;/打开定时器T0中断允许位本实验中，计数器T0有运用，其中T0中断为时钟定时所用，T1中断用于秒表的准确性保证。T0的定时长度为0.05s,工作于方式1，计数1次，时长1us，故计数器计数20次，

9、进入中断，装满定时器需要0.05s的时间，从而20次中断为一秒，一秒之后，判断是否到60秒，若不到则秒加一，然后返回，若到，则秒赋值为0，分加一，依次类推。包括日期显示的功能也是如此。另外，由于要实现倒计时功能，因此在中断程序中还要加入加一的寄存器，需要时将其进行显示。 程序中日历的实现较为复杂，要考虑平年，闰年，特殊的2月，每月的天数的不尽相同。具体的逻辑判断方法为：首先，要考虑年份是不是闰年，闰年的判断方法是：将年份除以100，若能整除，则将年份除以400，若还能整除，则为闰年，若不能，则为平年；若不能被100整除，则判断是否能被4整除，若能，则为闰年，若不能则为平年。只有2月与平、闰年相

10、关，因此在闰年和平年的子程序中，要判断是不是2月，若是则在相应的年中进行日期的增加，若不是则转入平时的月份。其中1、3、5、7、8、10、12月是每月31天，4、6、9、11月为每月30天。显示子程序：/*刷新液晶屏显示容子函数*/void brush_lcd()static uchar old_second=0x01;if(dis_val6!=old_second)old_second=dis_val6;/刷新原来的秒为新秒值in_command(0x80); /设定第一行字符串起始显示位置in_data(2); /年的千位in_data(0); /年的百位in_data(num_tabdi

11、s_val0/16);/显示年in_data(num_tabdis_val0%16);in_data(-);/显示分隔符in_data(num_tabdis_val1/16);/显示月in_data(num_tabdis_val1%16);in_data(-);/显示分隔符in_data(num_tabdis_val2/16);/显示日in_data(num_tabdis_val2%16);in_data( );/显示分隔符in_data();/显示分隔符week_disp(dis_val3); /LCD1602显示星期值in_data();/显示分隔符 in_command(0xc0);/设

12、定第二行字符串起始显示位置in_data(-);/显示分隔符in_data(-);/显示分隔符in_data(-);/显示分隔符in_data(-);/显示分隔符in_data(num_tabdis_val4/16);/显示时in_data(num_tabdis_val4%16);in_data(:);/显示分隔符in_data(num_tabdis_val5/16);/显示分in_data(num_tabdis_val5%16);in_data(:);/显示分隔符in_data(num_tabdis_val6/16);/显示秒in_data(num_tabdis_val6%16);in_da

13、ta(-);/显示分隔符in_data(-);/显示分隔符in_data(-);/显示分隔符in_data(-);/显示分隔符本程序通过Keil单片机开发平台实现程序的编译，生成HEX文件。程序再编译过程中可以发现错位，并及时改正，在设计时非常重要，使错误被扼杀在摇篮中。五.实验总结及感想一分耕耘，一分收获。只有亲自用实践来验证这句话，在能得其要领。经过这次单片机课程设计，我从一个单片机实践的门外汉，已经越升为略知一二的新手。虽然还有很多有关单片机的应用有待学习，但万变不离其宗，只要深入了解单片的原理，全部知识点，各个细节，一切设计皆有可能。在实验的开始几天，基本上没有收获，不知何从下手，不知

14、所措。为了看得更远，不妨站在前人的肩膀上，我在整体思路模糊的情况下，在网上大量招资粮，各种与电子时钟相关的文章，我阅读了不少。随着涉猎的点滴积累，我对电子时钟的设计方案已经慢慢酝酿而成。有了方向和不少知识储备后，在接下来的几天，几乎每天都有突破，虽然有时只是一句程序的修改或诞生，但那种收获的感觉很暖人心。实验中遇到了不少问题，接下来总结一下，共同探讨。1， P0口开关问题。P0口比较特殊，它存在高阻态，要使其输入不是高电平就是低电平，就要接上拉电阻，给其高电平输入。以上就是实验中遇到的主要问题，基本上都找到了相应的解决之道。整个实验的过程就是一个解决问题的过程，每天都解决一些问题，我的实验也就

15、解决了，当然结果不重要，功利化的追求结果，会使人浮躁，还是享受那份疑难迎刃而解的快感吧！全部完整代码：此代码未经本人优化，可以根据自己的需求优化代码。盗版不究，可直接引用。/*/基于STC89S52单片机以及液晶1602显示的万年历项目/*/#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*液晶1602相关参数*/#define data_port P0 /液晶屏指令、数据通信接口sbit rs=P10;/液晶屏寄存器选择接口（rs=0时选择指令寄存器，rs=1时选择数据寄存器）sbit rw=P11;/

16、液晶屏读写选择接口（rw=0时选择写入，rw=1时选择读出）sbit en=P12;/液晶屏使能接口（en=0时通信接口中断，en=1时通信接口接通）uchar code line1_str=-Welcome!-;/液晶屏第一行要显示的字符串uchar code line2_str= made by: MCU ;/液晶屏第二行要显示的字符串/*按键设置的相关参数*/sbit timer=P15; /蜂鸣器sbit sound=P34; /进入闹铃设置状态键uchar sflag=0,ssflag=0; /闹铃设置标志位；闹铃工作标志位sbit set_key=P37; /进入设置sbit up

17、_key=P36; /加号键sbit cancle_key=P35; /完成设置键uchar set=0; /是否进行了设置uchar flag=0; /设置选择标志uchar year=0x00; /年寄存器 uchar month=0x01;/月寄存器 uchar day=0x01;/日寄存器 uchar week=0x06;/星期寄存器uchar hour;/时寄存器 uchar minite;/分寄存器 uchar second;/秒寄存器 uchar jiamiao=0;/加秒参数uchar fen1,fen2;/（数据交换）分定时寄存器uchar shi1,shi2;/ （数据交换

18、）时定时寄存器uchar code num_tab=;/液晶屏要显示的数字表uchar dis_val7=0x00,0x01,0x01,0x06,0x00,0x00,0x00;/依次存储:年,月,日,星期,时,分,秒/*子函数部分*/void lcd_int();/初始化1602液晶void welcome();/欢迎界面void in_command(uchar );/向液晶屏输入命令void in_data(uchar dat);/向液晶屏输入数据void delay(uint ms);/延时函数void key();/按键设置函数uchar calculate_week();/星期计算函

19、数void week_disp(uchar x); /LCD1602显示星期值子函数声明void lcd_disp_string(uchar str);/液晶屏显示一串字符子函数声明void brush_lcd(); /刷新液晶屏显示容子函数声明void run();/万年历正常运行函数/*/void main()TMOD=0x01;/0000 0001 使用定时器T0的模式1（16位模式）TH0=(65536-50000)/256;/设定每次中断间隔50msTL0=(65536-50000)%256;jiamiao=1; EA=1;/打开总中断允许ET0=1;/打开定时器T0中断允许位TR0

20、=1;/启动定时器T0lcd_int();welcome();delay(1000);while(1)key();if(jiamiao=20)second+; dis_val6=(second/10)4)|(second%10);/刷新秒jiamiao=0;run();if(flag=0)if(dis_val0=0x00 & dis_val1=0x01 & dis_val2=0x01)/2000年1月1日为星期六dis_val3=0x06;brush_lcd(); /刷新液晶屏显示容if(hour=shi2 & minite=fen2 &ssflag=1)timer=0;elsetimer=1

21、;/*延时子函数*/void delay(uint ms) uchar i;while(ms-)for(i=0;i=1)days_number=(year-1)/4)+1);/从00年到year-1年的闰年个数days_number=days_number+(year*365);/从00年到year-1年的总天数elsedays_number=0;for(i=1;imonth;i+)switch(i)case 1: case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:days_number+=31;/大月31天break;case 4:case 6:case

22、 9:case 11:days_number+=30;/小月30天break;case 2:if(year%4=0)/闰年2月29天days_number+=29;else/平年2月28天days_number+=28;break;days_number+=day;/加上本月日期if(days_number+5)%7=0)/计算现在的星期值,并返回其值return(7);elsereturn(days_number+5)%7); /*LCD1602显示星期值子函数*/void week_disp(uchar x) switch(x) case 1: lcd_disp_string(MON);/

23、显示星期一break;case 2:lcd_disp_string(TUE);/显示星期二break;case 3: lcd_disp_string(WED);/显示星期三break;case 4: lcd_disp_string(THU);/显示星期四break;case 5:lcd_disp_string(FRI);/显示星期五break;case 6: lcd_disp_string(SAT);/显示星期六break;case 7:lcd_disp_string(SUN);/显示星期日break; /*按键设置函数*/void key()if(set_key=0) /检测设置键是否按下d

24、elay(5);/延时消抖if(set_key=0)ET0=0;/打开定时器T0中断允许位TR0=0;/启动定时器T0if(flag6)flag+;elseflag=0;switch(flag)case 0:if(set=1)/检测时间是否更改set=0;/时间更改标志复位dis_val0=(year/10)4)|(year%10); /刷新年dis_val1=(month/10)4)|(month%10);/刷新月dis_val2=(day/10)4)|(day%10);/刷新日dis_val3=week;/刷新星期dis_val4=(hour/10)4)|(hour%10);/刷新时dis

25、_val5=(minite/10)4)|(minite%10);/刷新分dis_val6=(second/10)4)*10)+(dis_val0&0x0f);/预设调节变量初始值为当前时刻month=(dis_val14)*10)+(dis_val1&0x0f);day=(dis_val24)*10)+(dis_val2&0x0f);hour=(dis_val44)*10)+(dis_val4&0x0f);minite=(dis_val54)*10)+(dis_val5&0x0f);second=(dis_val64)*10)+(dis_val6&0x0f);break; case 2:in_

26、command(0x86);/设定显示(光标)位置-月低位闪烁break;case 3:in_command(0x89);/设定显示(光标)位置-日低位闪烁break;case 4:in_command(0xc5);/设定显示(光标)位置-时低位闪烁break;case 5:in_command(0xc8);/设定显示(光标)位置-分低位闪烁break;case 6: in_command(0xcb);/设定显示(光标)位置-秒低位闪烁break;while(set_key=0);if(up_key=0 & flag!=0)/检测设置时间启动时,上升键是否按下delay(5);/延时消抖if(

27、up_key=0)switch(flag)case 1: if(sflag=1)break;if(year28)day=28;in_command(0x88);/设定显示(光标)位置-日高位in_data(num_tabday/10);/修正日in_data(num_tabday%10);week=calculate_week();/计算星期值in_command(0x8c);/设定显示(光标)位置-星期week_disp(week); /LCD1602显示星期值in_command(0x82);/设定显示(光标)位置-年高位in_data(num_tabyear/10);/显示正在调节的年i

28、n_data(num_tabyear%10);in_command(0x83);/设定显示(光标)位置-年低位闪烁break;case 2: if(sflag=1)break;if(month30)day=30;in_command(0x88);/设定显示(光标)位置-日高位in_data(num_tabday/10);/修正日in_data(num_tabday%10);if(month=2)if(year%4!=0)/平年if(day28)day=28;in_command(0x88);/设定显示(光标)位置-日高位in_data(num_tabday/10);/修正日in_data(nu

29、m_tabday%10);else/闰年if(day29)day=29;in_command(0x88);/设定显示(光标)位置-日高位in_data(num_tabday/10);/修正日in_data(num_tabday%10);week=calculate_week();/计算星期值in_command(0x8c);/设定显示(光标)位置-星期week_disp(week); /LCD1602显示星期值in_command(0x85);/设定显示(光标)位置-月高位in_data(num_tabmonth/10);/显示正在调节的月in_data(num_tabmonth%10);in

30、_command(0x86);/设定显示(光标)位置-月低位闪烁break;case 3: if(sflag=1)break;if(month=4 | month=6 | month=9 | month=11)if(day30)day+;elseday=1;else if(month=2)if(year%4!=0)/平年if(day28)day+;elseday=1;else/闰年if(day29)day+;elseday=1;elseif(day31)day+;elseday=1;week=calculate_week();/计算星期值in_command(0x8c);/设定显示(光标)位置-星期week_disp(week); /LCD1602显示星期值in_command(0x88);/设定显示(光标)位置-日高位in_data(num_tabday/10);/显示正在调节的日in_data(num_tabday%10);in_command(0x89);/设定显示(光标)位置-日低位闪烁break;case