51单片机课程设计数字时钟设计

1、福州大学mcs-51单片机课程设计题 目： 数字时钟 姓 名： 学 号： 学 院： 电气工程与自动化学院 专 业： 电机电器 年 级： 2009 起讫日期： 2012.04.10 2012.5.8 指导教师： 蔡逢煌 目 录1、课程设计目的22、课程设计题目和实现目标23、设计方案34、proteus仿真原理图55、程序流程图56、程序代码57、调试总结358、设计心得体会359、参考文献351、课程设计目的mcs-51单片机课程设计是与mcs51单片机课程相配套的实践教学环节。mcs51单片机是一门实践性很强的专业基础课，通过课程设计，达到进一步理解单片机的硬件、软件和综合应用方面的知识，培

2、养实践能力和综合应用能力，开拓学习积极性、主动性，学会灵活运用已经学过的知识，并能不断接受新的知识。培养大胆发明创造的设计理念，为今后就业打下良好的基础。通过课程设计，掌握以下知识和技能：1 单片机应用系统的总体方案的设计；2 单片机应用系统的硬件设计；3 单片机应用系统的软件程序设计；4 单片机开发系统的应用和调试能力 2、课程设计题目和实现目标 2.1课程设计题目.智能电子钟设计 要求:1.能正确显示日期、时间,并且可修该； 2.具有闹铃的功能； 3、秒表功能； 4、数码显示当前温度； 2.2实现目标使用时钟芯片ds1302实现对时间、日期的计时功能。使用lcd1602液晶显示屏来显示时钟

3、芯片内部的计时情况。同时闹钟、温度显示、秒表功能也使用液晶屏显示。最终实现的效果是显示屏第一行显示年月日和星期，第二行显示小时、分钟、秒，以及温度值。在经行闹钟设置时，闹钟显示在显示屏第二行，同样秒表功能也显示在第二行。正常时间、闹钟和秒表三个功能通过按键切换，分别显示于显示屏第二行。闹钟通过闹钟程序实现，当所设闹钟与计时时间相同时，蜂鸣器发出滴滴声。秒表的设计是通过使用芯片内部定时器0作为计时时基，结合中断程序和按键实现秒表启动、停止和清零的效果。温度测量使用芯片ds18b20，读出的温度在lcd上显示，且具有实时显示测量的功能。能实现显示两位的正温度，并可以在程序内部设置一个温度最大值，当

4、所测温度超过最大值时，led小灯闪亮以作为报警提示。3、设计方案设计的总体思路是时钟芯片1302的数据采集出来以后送入单片机，经过转码以后再送入lcd液晶屏显示。同理18b20所测量的温度通过但数据线送入单片机，经过转码以后送入显示屏，与时间日期同时显示在显示屏上。具体的设计方案如下：1602由两行每行十六个显示点阵组成，有八根数据传输线，三根控制线分别为选通位rs，使能位e，读状态位wr。另外还需外接电源线和地线。在操作过程中首先要注意的一点是由于只有一根指令传输的接线，因此指令数据是一位一位经行传输的。在对显示屏经行操作时，首先要对显示屏经行初始化，设置基本参数。之后再程序中经行操作就可以

5、只写控制字和数据。每显示一个数据都需要先给出数据要显示的地址，之后再传输数据。对显示屏经行写指令操作时要保持rs低电平rw低电平、e高脉冲。而在写入数据时要保持rs高电平、rw低电平、e高脉冲。将时钟芯片里的每一位数据送入单片机内部寄存器acc中的地位，然后每取一位数据acc左移一位，这样去除一个八位数据为一次读取时间。同样向时钟芯片送数据时也是通过将要写入的内容先存入acc然后每次写入地位数据，写完一位就右移一位。初始化完成后，每次与时钟芯片通信都先写入要通信的地址，再读写数据。从时钟芯片中读出或者写入的数据是bcd码，因此需要有一个转码过程。这里我在写入数据时设计了一个十六进制数转为bcd

6、码的程序“bcd()”，转码完成后可以使用一个传输写入的程序writeto1302来写入数据，而读出时，在读出程序readfrom1302中直接加入了bcd转十六进制的语句。转码结束后数据存入数组time以便经行进一步的处理。因为lcd显示的是asc码，且每一位显示一个数字，因此这里要对十六进制数分离并变成asc码的相应值。与上述过程相对的是，在每次修改时间的时候，因为此时始终芯片还在工作，因此这个时候需要先停止读入时钟值，我在程序中通过设置一个标志位flag来实现控制，判断标志位的值来控制时间数据的读入。同时在更改数据结束后需要先将更改的结果送入到时钟芯片中，此过程相当于对时钟芯片再次赋值，

7、然后时钟芯片就会在所赋值的基础上继续工作，这样就达到了我们想要的修改时间的效果。对于温度的处理类似于时间的处理。温度芯片18b20也只有一条数据线，因此使用时间传输时同样的方式，每次读写八位数据组成一字节的数据。通过阅读温度测量芯片的数据手册，可以发现温度转化完成后从芯片中读出两个字节的数据，两字节数据组成了十六位的温度数字值。该值中高五位表示温度的正负，第四位表示温度的小数值。因为在我设计的程序中我只要求显示两位的正温度值，因此这里我将高四位和第四位舍去然后重新组合为一个八位数据，用上边叙述过的同样的方法处理此八位数据然后送入lcd经行显示。闹钟功能，在这里我定义了三个变量，通过对此三个变量

8、的设置，然后将变量与存储着从时钟芯片中读出的时分秒数据经行对比，当两者相同时，将接有蜂鸣器的引脚置高，再通过一个循环程序时的蜂鸣器发出滴滴的声音。秒表功能我是用到了单片机内部计时器t0和中断功能。用以前曾经写过的方法，让程序每50ms中断一次并在中断程序中经行循环，当到达一秒时秒位加一。并结合键盘设置有秒表开秒表关和秒表清零功能。键盘作为整个程序的主要操作点，设有留个独立键盘。k1为位选功能，选中要修改的位；k2是增值功能，是算选中的值加一；k3是减值功能；k4是正常时钟、闹钟、秒表切换的功能位；k5在普通模式下表示闹钟开关，在秒表模式下作为秒表的开关；k6为秒表模式下的清零位，只有在秒表停止

9、时才能动作。4、proteus仿真原理图 5、程序流程首先程序开始运行后，可以按下k1键选择要操作的位。每次按下会换一个操作位，位顺序为：秒、分、时、日、月、年、星期。选中星期后，再次按下k1键后程序回到正常运行模式。在选中每一位的时候可以通过k2、k3键来增减数值，内部已经设置好，因此分秒只能在0到59增减变化，时的范围是0到23，而日期则与月份值有关，有大小月份之分。按下k4键后第二行显示全零，此时为闹钟设置模式，依然用k1选中位，k2k3增减数值，k5控制闹钟开启和关闭。再次按下k4键进入秒表模式，此时按下k5秒表开始运转，再次按下k5秒表停止。在秒表停止的情况下按下k6，秒表清零。程序

10、内设置温度报警值为35度，当温度高过该值后小灯会闪烁报警。闹钟时间到以后蜂鸣器发出滴滴的声音。6、程序代码#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit sclk=p36; /时钟芯片端口设置sbit io=p34;sbit ce=p35;sbit acc0=acc0; /定义acc寄存器中的第1位sbit acc7=acc7; /定义acc寄存器中的第八位sbit lcde=p26; /液晶显示控制端口设置sbit lcdrs=p25;sbit lcdwr=p24;sbit dq=p37;sbi

11、t bf=p07;sbit k1=p20; /独立按键端口设置,modesbit k2=p21; /addsbit k3=p22; /subtractionsbit k4=p23;sbit k5=p30;sbit k6=p31;sbit led=p27;sbit ring=p32; /alarm pinuchar table= 2012-05-01 mon;uchar table1= 00:00:00;uchar code table2=32,29,32,31,32,31,32,32,31,32,31,32;char table3=mon tue wen thu fri sat sun; ch

12、ar time=0x00,0x00,0x00,0x01,0x05,0x06,0x0c;uchar led_dis=0,0,0,0,0,0,0,0;uchar led_dis1=0,0,0,0,0,0,0,0;uchar k1_num,flag,temph,templ,timee,k4_num,k5_num;uchar temp,t,c_miao,c_fen,c_shi,count;char shi,fen,miao;void delay(uint);void ds1302display();/*not use directlyvoid writebyte(uchar ucda)uchar i=

13、0;acc=ucda;for(i=8;i0;i-)io=acc0;sclk=1;_nop_();sclk=0;_nop_();acc=acc1;uchar readbyte(void)uchar i=0;for(i=8;i0;i-)acc=acc1;acc7=io;sclk=1;_nop_();sclk=0;_nop_();return(acc);/*void writeto1302(uchar addr,uchar dat)ce=0;sclk=0;ce=1;writebyte(addr);_nop_();_nop_();writebyte(dat); /tips the code type

14、of dat is bcdsclk=1; ce=0;uchar readfrom1302(uchar addr)uchar dat1,temp;ce=0;sclk=0;ce=1;writebyte(addr);_nop_();_nop_();dat1=readbyte();ce=0;temp=_cror_(dat1&0xf0,4);dat1=temp*10+(dat1&0x0f)*10/10;return(dat1); /将读出的bcd码转为十六进制码/*lcd read&writebit busytest() bit result;lcdrs=0; /根据规定，rs为低电平，rw为高电平时，

15、可以读状态 lcdwr=1; lcde=1; /e=1，才允许读写 _nop_(); /空操作 _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四个机器周期，给硬件反应时间 result=bf; /将忙碌标志电平赋给result lcde=0; /将e恢复低电平 return result;void write_com(uchar com)while(busytest()=1);lcdrs=0;lcdwr=0;lcde=0;p0=com;delay(5);lcde=1;delay(5);lcde=0;void write_data(uchar dat)while(busytest

16、()=1);lcdrs=1;lcdwr=0;lcde=0;p0=dat;delay(5);lcde=1;delay(5);lcde=0;/*/*void bcd() /bcd转码 uint i,tmp; for(i=0;i7;i+) tmp=timei/10; timei=timei%10; timei=timei+tmp*16; void writetime() writeto1302(0x8e,0x00);/清清除写保护 writeto1302(0x80,time0);/秒 writeto1302(0x82,time1);/分 writeto1302(0x84,time2);/时 writ

17、eto1302(0x86,time3);/日 writeto1302(0x88,time4);/月 writeto1302(0x8a,time5);/星期 writeto1302(0x8c,time6);/年 writeto1302(0x8e,0x80);/写保护 不允许写入void readtime() time6=readfrom1302(0x8d); time5=readfrom1302(0x8b); time4=readfrom1302(0x89); time3=readfrom1302(0x87); time2=readfrom1302(0x85); time1=readfrom13

18、02(0x83); time0=readfrom1302(0x81);void into() led_dis0=time2/10+0x30; led_dis1=time2%10+0x30; led_dis2=:; led_dis3=time1/10+0x30; led_dis4=time1%10+0x30; led_dis5=:; led_dis6=time0/10+0x30; led_dis7=time0%10+0x30; led_dis10=time6/10+0x30; led_dis11=time6%10+0x30; led_dis12=-; led_dis13=time4/10+0x3

19、0; led_dis14=time4%10+0x30; led_dis15=-; led_dis16=time3/10+0x30; led_dis17=time3%10+0x30;/*/*keyscanvoid write_lcdline_1(uchar addr,uchar dat) /sfmuchar shiwei,gewei;shiwei=dat/10;gewei=dat%10;write_com(0x80+addr);write_data(0x30+shiwei);write_data(0x30+gewei);void write_lcdline_2(uchar addr,uchar

20、dat)/sfmuchar shiwei,gewei;shiwei=dat/10;gewei=dat%10;write_com(0x80+0x40+addr);write_data(0x30+shiwei);write_data(0x30+gewei);void keyscan()if(k6=0)delay(5);if(k6=0)while(!k6);if(k4_num=2)&(k5_num=0)write_lcdline_2(7,0);write_lcdline_2(4,0);write_lcdline_2(1,0);c_miao=0;c_fen=0;c_shi=0;if(k5=0)dela

21、y(5);if(k5=0)k5_num+;while(!k5);if(k5_num=2)k5_num=0;if(k4=0)uint tmp;uchar s,f,m;delay(5);if(k4=0)k4_num+;while(!k4);flag=1;s=time2;f=time1;m=time0;if(k4_num=1)uchar i;write_com(0x80+0x40);for(i=0;i9;i+)write_data(table1i);if(k4_num=2)uchar i;write_com(0x80+0x40);for(i=0;i9;i+)write_data(table1i);i

22、f(k4_num=3)k4_num=0;tmp=m/10; m=m%10; m=m+tmp*16;tmp=f/10; f=f%10; f=f+tmp*16;tmp=s/10; s=s%10; s=s+tmp*16;writeto1302(0x8e,0x00);/清清除写保护 writeto1302(0x80,m);/秒 writeto1302(0x82,f);/分 writeto1302(0x84,s);/时flag=0;if(k1=0)delay(5);if(k1=0)k1_num+;flag=1;while(!k1);if(k1_num=1)write_com(0x80+0x40+7);w

23、rite_com(0x0f); /开显示，显示光标，光标闪烁 if(k1_num=2)write_com(0x80+0x40+4);if(k1_num=3)write_com(0x80+0x40+1);if(k1_num=4)write_com(0x80+9);if(k1_num=5)write_com(0x80+6);if(k1_num=6)write_com(0x80+3);if(k1_num=7)write_com(0x80+12);if(k1_num=8)k1_num=0;bcd();writetime();write_com(0x0c); /关光标，关光标闪烁flag=0;if(k1

24、_num!=0)if(k2=0)delay(5);if(k2=0)while(!k2);if(k1_num=1)if(k4_num=0)time0+;if(time0=60)time0=0;write_lcdline_2(7,time0);write_com(0x80+0x40+7);if(k4_num=1)miao+;if(miao=60)miao=0;write_lcdline_2(7,miao);write_com(0x80+0x40+7);if(k1_num=2)if(k4_num=0)time1+;if(time1=60)time1=0;write_lcdline_2(4,time1

25、);write_com(0x80+0x40+4);if(k4_num=1)fen+;if(fen=60)fen=0;write_lcdline_2(4,fen);write_com(0x80+0x40+4);if(k1_num=3)if(k4_num=0)time2+;if(time2=24)time2=0;write_lcdline_2(1,time2);write_com(0x80+0x40+1);if(k4_num=1)shi+;if(shi=24)shi=0;write_lcdline_2(1,shi);write_com(0x80+0x40+1);if(k1_num=4)time3+

26、;if(time3=table2time4-1)time3=1;write_lcdline_1(9,time3);write_com(0x80+9);if(k1_num=5)time4+;if(time4=13)time4=1;write_lcdline_1(6,time4);write_com(0x80+6);if(k1_num=6)time6+;if(time6=99)time6=0;write_lcdline_1(3,time6);write_com(0x80+3);if(k1_num=7)time5+;if(time5=7)time5=0;if(time5=0)write_com(0x

27、80+12);write_data(table3time5);write_data(table3time5+1);write_data(table3time5+2);if(time5=1)write_com(0x80+12);write_data(table34);write_data(table35);write_data(table36);if(time5=2)write_com(0x80+12);write_data(table38);write_data(table39);write_data(table310);if(time5=3)write_com(0x80+12);write_

28、data(table312);write_data(table313);write_data(table314);if(time5=4)write_com(0x80+12);write_data(table316);write_data(table317);write_data(table318);if(time5=5)write_com(0x80+12);write_data(table320);write_data(table321);write_data(table322);if(time5=6)write_com(0x80+12);write_data(table324);write_

29、data(table325);write_data(table326);write_com(0x80+12);if(k3=0)delay(5);if(k3=0)while(!k3);if(k1_num=1)if(k4_num=0)time0-;if(time0=-1)time0=59;write_lcdline_2(7,time0);write_com(0x80+0x40+7);if(k4_num=1)miao-;if(miao=-1)miao=59;write_lcdline_2(7,miao);write_com(0x80+0x40+7);if(k1_num=2)if(k4_num=0)t

30、ime1-;if(time1=-1)time1=59;write_lcdline_2(4,time1);write_com(0x80+0x40+4);if(k4_num=1)fen-;if(fen=-1)fen=59;write_lcdline_2(4,fen);write_com(0x80+0x40+4);if(k1_num=3)if(k4_num=0)time2-;if(time2=-1)time2=23;write_lcdline_2(1,time2);write_com(0x80+0x40+1);if(k4_num=1)shi-;if(shi=-1)shi=23;write_lcdli

31、ne_2(1,shi);write_com(0x80+0x40+1);if(k1_num=4)time3-;if(time3=0)time3=(table2time4-1-1);write_lcdline_1(9,time3);write_com(0x80+9);if(k1_num=5)time4-;if(time4=0)time4=12;write_lcdline_1(6,time4);write_com(0x80+6);if(k1_num=6)time6-;if(time6=-1)time6=99;write_lcdline_1(3,time6);write_com(0x80+3);if(

32、k1_num=7) /星期设置time5-;if(time5=-1)time5=6;if(time5=0)write_com(0x80+12);write_data(table3time5);write_data(table3time5+1);write_data(table3time5+2);if(time5=1)write_com(0x80+12);write_data(table34);write_data(table35);write_data(table36);if(time5=2)write_com(0x80+12);write_data(table38);write_data(t

33、able39);write_data(table310);if(time5=3)write_com(0x80+12);write_data(table312);write_data(table313);write_data(table314);if(time5=4)write_com(0x80+12);write_data(table316);write_data(table317);write_data(table318);if(time5=5)write_com(0x80+12);write_data(table320);write_data(table321);write_data(ta

34、ble322);if(time5=6)write_com(0x80+12);write_data(table324);write_data(table325);write_data(table326);write_com(0x80+12);/*/*temprature chip 18b20bit init18b20() bit flag; /储存ds18b20是否存在的标志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在 dq = 1; /先将数据线拉高 for(timee=0;timee2;timee+); /略微延时约6微秒 dq = 0; /再将数据线从高拉低，要求保持480960us

35、 for(timee=0;timee200;timee+); /略微延时约600微秒 ,以向ds18b20发出一持续480960us的低电平复位脉冲 dq = 1; /释放数据线（将数据线拉高） for(timee=0;timee10;timee+);/延时约30us（释放总线后需等待1560us让ds18b20输出存在脉冲） flag=dq; /让单片机检测是否输出了存在脉冲（dq=0表示存在） for(timee=0;timee200;timee+); /延时足够长时间，等待存在脉冲输出完毕 return (flag); /返回检测成功标志uchar read_18b20byte() uc

36、har i=0;uchar dat; /储存读出的一个字节数据for (i=0;i8;i+) dq =1; / 先将数据线拉高_nop_(); /等待一个机器周期 dq = 0; /单片机从ds18b20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时序 _nop_(); /等待一个机器周期 dq = 1; /将数据线人为拉高,为单片机检测ds18b20的输出电平作准备for(timee=0;timee=1;if(dq=1) dat|=0x80; /如果读到的数据是1，则将1存入datelse dat|=0x00;/如果读到的数据是0，则将0存入datfor(timee=0;timee8;timee+);

37、 /延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期 return(dat); /返回读出的十六进制数据void write_18b20byte(uchar dat) /向ds18b20写一个字节数据/ uchar i=0;for (i=0; i8; i+)dq =1; / 先将数据线拉高_nop_(); /等待一个机器周期 dq=0; /将数据线从高拉低时即启动写时序 dq=dat&0x01; for(timee=0;timee10;timee+);/延时约30us，ds18b20在拉低后的约1560us期间从数据线上采样dq=1; /释放数据线 for(timee=0;timee=1;

38、/将dat中的各二进制位数据右移1位 for(timee=0;timee255) temph+; /如果低8位大于255，向高8位进1 temp=(temph4); /实际温度值=(th*256+tl)/16,即：th*16+tl/16，遗弃小数部分else temp=(temph4); /实际温度值=(th*256+tl)/16,即：th*16+tl/16，遗弃小数部分 void dis18b20()uchar b,c; b=temp/10; /温度数据处理显示，只取两位，不取负温度值 c=temp%10; write_com(0x80+0x40+12); write_data(0x30+b); write_data(0x30+c); write_data(0xdf); write_data(0x43);/*void init()uchar i=0;ring=0;t=35;flag=0;p0=0;lcdwr=0;lcde=0;delay(15);write_com(0x