单片机日历时钟与键盘显示程序设计报告

1、 日历时钟与键盘显示程序 设计 学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 1、 设计目的： 掌握日历时钟的编程方法，了解SMBus的编程方法。进一步掌握T0计数器的用法和中断服务的过程。用C51语言设计一个时钟，使其有自动报时和闹铃功能，并且可以通过键盘对当前时间进行校正，可以用键盘设置闹钟时间。2、 设计要求： 1、能在LED显示器上实现正常的时分秒计时 2、能通过键盘输入当前时间，并从该时间开始计时 3、有校时、校分功能 4、有报时功能，通过指示灯表示 5、有闹时功能，闹时时间可以设定，通过指示灯表示3、 流程图： HD7279流程图 3530流程图4、 源程序： 1、H

2、D7279芯片功能： HD7279是一片具有串行接口的，可用于驱动8位共阴极式数码管（或64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。 HD7279内部含有译码器，可直接接受BCD码或者16进制码，并同时具有两种译码方式，此外还有消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等多种控制指令。 HD7279具有片选信号，可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。 2.LED数码管工作原理及显示码：图1 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管图2 引脚定义每一笔划都是对应一个字母表示 DP是小数点. 数码管分为共阳极的L

3、ED数码管、共阴极的LED数码管两种。下图例举的是共阳极的LED数码管，共阳就是7段的显示字码共用一个电源的正。led数码管原理图示意：图3 引脚示意图 从上图可以看出，要是数码管显示数字，有两个条件：1、是要在VT端（3/8脚）加正电源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低电平或“0”电平。这样才能显示的。 共阳极LED数码管的内部结构原理图：abcdefgdpVT图4 共阳极LED数码管的内部结构原理图VTabcdefgdp共阴极LED数码管的内部结构原理图：图5 共阴极LED数码管的内部结构原理图LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要

4、的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。A、静态显示驱动： 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O埠进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位*器*进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O埠多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×840根I/O埠来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O埠才32个呢。故实际应用时必须增加*驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。B、动态显示驱动： 数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a

5、,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的

6、速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O埠，而且功耗更低。（1）、HD7279程序#include<c8051f020.h>sbit HD7279_DAT=P17; /数据线SDAsbit HD7279_CLK=P16; /时钟线SCLsbit HD7279_CS=P15; /片选CS，低电平有效/*信号设置宏定义*/#define NOSELECT7279 P5|=0x80 /片选置1，未选中#define SELECT7279 P5&=(0x80) /片选清0，选中#define Set7279D

7、AT HD7279_DAT=1 /数据线置1#define Clr7279DAT HD7279_DAT=0 /数据线清0#define Set7279CLK HD7279_CLK=1 /时钟线置1#define Clr7279CLK HD7279_CLK=0 /时钟线清0/*函数的声明*/void Delay1ms(unsigned char T); /延时T毫秒void Delay1s(unsigned char T); /延时T秒void Delay1us(unsigned char T); /延时T微秒/*仿真I2C总线时序发送一字节*/void Send7279Byte(unsigne

8、d char ch) char i; SELECT7279; /使能HD7279A Delay1us(50); /延时50us for(i=0;i<8;i+) if(ch&0x80) /按位输出字节数据 Set7279DAT; else Clr7279DAT; Set7279CLK; ch=ch<<1; /待发数据左移 Delay1us(8); Clr7279CLK; Delay1us(8); Clr7279DAT; /数据信号SDA清0 /*仿真I2C总线时序接收一字节*/ unsigned char Receive7279Byte(void) unsigned c

9、har i,ch=0; Set7279DAT; /数据信号SDA置1 Delay1us(50); for(i=0;i<8;i+) Set7279CLK; Delay1us(8);ch=ch<<1; /接收数据左移1位if(HD7279_DAT)ch+=1; /接收1位数据Clr7279CLK;Delay1us(8);Clr7279DAT; /数据信号SDA清0return ch; /*让第No位7段数码管闪烁*/ void FlashLED(unsigned char No) unsigned char i; Send7279Byte(0x88); /发送闪烁指令 i=0x0

10、1; while(No) i=i<<1; /将1移到第No位 No-; Send7279Byte(i); /0闪烁、1不闪烁NOSELECT7279; /*HD7279A左移命令*/ void MoveLeft(void) Send7279Byte(0xA1); /发左移指令 NOSELECT7279; /*采用不译码方式显示时数字0到F的段码*/unsigned char code BdSeg= 0x7e,0x30,0x6d,0x79, /0 1 2 3 0x33,0x5d,0x5f,0x70, /4 5 6 7 0x7f,0x7b,0x77,0x1f, /8 9 a b 0x4

11、e,0x3d,0x4f,0x47, /c d e f 0x00,0x01; /' '和'_'/*显示指针DispBuf所指6个单元数据*/void DispLED(unsigned char *DispBuf,unsigned char ShowDot) char i,ch; ShowDot-; for(i=0;i<6;i+) ch=DispBufi; /取一字符 if(ch>='a')&&(ch<='f') ch-='a' ch+=0xa; /转换成数组序号 if(ch>=

12、'A')&&(ch<='F') ch-='A' ch+=0xa; Send7279Byte(0x90+5-i); /发送显示命令及位置if(ch=' ') /发送命令的第2字节 Send7279Byte(0x00); Else if(ch='-') Send7279Byte(0x01);else /查表显示 if(ShowDot=i) /小数点处理 Send7279Byte(0x80|BdSegch&0x0f); else Send7279Byte(BdSegch&0x0f);

13、 NOSELECT7279; /停止选中 /*读取按键值*/ unsigned char GetKeyValue(void) unsigned char KeyValue; if(P17=1) return -1; /无键按下 Send7279Byte(0x15); /发读键盘命令 KeyValue=Receive7279Byte(); NOSELECT7279; return KeyValue;/*等待按键释放，此处采用比较器硬件检测，也可以用软件延时实现*/void WaitKeyOff(void) while (!(CPT1CN&0x40);/*显示任意长整型数据*/void D

14、ispValue(unsigned long xx) unsigned char buf6; buf0=(xx%1000000)/100000; /最高位 buf1=(xx%100000)/10000; buf2=(xx%10000)/1000; buf3=(xx%1000)/100; buf4=(xx%100)/10; buf5=(xx%10); /最低位 DispLED(buf,0); / 调用显示函数 /*从键盘读取6位数据，格式是HHMMSS，所读数据转换成长整型*/unsigned long InputNum(void) unsigned long Num=0; unsigned c

15、har i=0,KeyValue,KeyValue1; DispLED(" -",0); /输入提示 FlashLED(0); /第一位闪烁 Delay1s(1); while(1) KeyValue=GetKeyValue(); if(i=6) FlashLED(8); /数据输入完成，关闪烁 return Num; if(KeyValue>=0)&&(KeyValue<=9) /只接收十进制的0到9 i+; Send7279Byte(0xC8); /发送方式1译码显示命令 Send7279Byte(KeyValue); /发送命令第2 字节

16、MoveLeft(); /显示左移 Send7279Byte(0x90); Send7279Byte(0x01); NOSELECT7279; WaitKeyOff(); Num*=10; /转换成十进制 Num+=KeyValue; (2)、与S3530A有关的代码和延时函数代码#include<c8051f020.h>#include<intrins.h> /_crol_()循环左移头文件 /*宏定义* /#define WRITE 0x00 /SMBus写命令#define READ 0x01 /SMB读命令 /*S3530A命令类型* /#define CLOC

17、K3530_ADDRESS_RESET 0x60 /时间值复位命令，1个ACK#define CLOCK3530_ADDRESS_STATUS 0x62 /状态寄存器读取，2个ACK#define CLOCK3530_ADDRESS_DATEHOUR 0x64 /时间读取年份开始，8个ACK#define CLOCK3530_ADDRESS_HOUR 0x66 /时间读取，从小时开始，4个ACK#define CLOCK3530_ADDRESS_INT1 0x68 /中断1频率设置，3个ACK#define CLOCK3530_ADDRESS_INT2 0x6A /中断2频率设置，3个ACK/

18、*SMBus状态：MT=主发送器、MR=主接收器*/#define SMB_BUS_ERROR 0x00 /（所有模式）总线错#define SMB_START 0x08 /（MTMR）开始条件已发送#define SMB_RP_START 0x10/（MTMR）重复开始条件已发送#define SMB_MTADDACK 0x18/(MT)从地址+W已发送，收到ACK#define SMB_MTADDNACK 0x20 /(MT)从地址+W已发送，收到NACK#define SMB_MTDBACK 0x28 /(MT)数据字节已发送，收到ACK#define SMB_MTDBNACK 0x30

19、 /(MT)数据字节已发送，收到NACK#define SMB_MTARBLOST 0x38 /(MT)竞争失败#define SMB_MRADDACK 0x40 /(MR)从地址+R已发送，收到ACK#define SMB_MRADDNACK 0x48 /(MR)从地址+R已发送，收到NACK#define SMB_MRDBACK 0x50 /(MR)数据字节已收到，ACK已发出#define SMB_MRDBNACK 0x58 /(MR)数据字节已收到，NACK已发出/*引用的全局变量声明*/union unsigned char ClockString7; struct RealCloc

20、k unsigned char Year,Month,Day,Week,Hour,Minute,Second; RT; RealTime; /实时时间 unsigned char xdata NowTime7,Timer2; /当前时间，用于当前时间的设置 unsigned char xdata Year,Month,Day,Week,Hour,Minute,Second; char COMMAND; /发送的命令（从地址+R/W) unsigned char *I2CDataBuff; /I2C总线数据缓冲区指针 unsigned char KeyValue; char BYTE_NUMBE

21、R; /需发送的字节数 bit SM_BUSY; /SMBus总线忙标志 unsigned char Count1ms; /延时时间（单位为毫秒） /*对所调用其他文件中函数的声明*/ void Send7279Byte(unsigned char ch); unsigned char GetkeyValue(void); void FlashLED(unsigned char No); unsigned long InputNum(void); void DispValue(unsigned long xx); unsigned char GetkeyValue(void); /*时钟初始化

22、*/ void SYSCLK_Init(void) int i;OSCXCN=0x67; /外部晶振22.1184MHzfor(i=0;i<256;i+);while(!(OSCXCN & 0x80); /等待外部晶振稳定OSCICN=0x88; /选择外部晶振系统时钟源，允许时钟丢失检测 /*端口初始化*/ void PORT_Init(void) XBR0 = 0x07; /允许SMBus、SPI0和UART0 XBR1 = 0x00; XBR2 = 0x44; /使能交叉开关和弱上拉 /*定时器T0初始化*/ void Timer0_Init (void) CKCON|=0

23、x8; /T0按系统时钟频率计数 TMOD|=0x1; /T0方式1 Count1ms=10; /停止T0 TR0=0; TH0=(-SYSCLK/1000)>>8; /定时1ms的时间常数 TL0=-SYSCLK/1000; TR0=1; /启动T0 IE|=0x2; /开T0中断 /*定时器T0中断服务程序（每隔1ms中断1次）*/void Timer0_ISR (void) interrupt 1 TH0=(-SYSCLK/1000)>>8; /重新装入初值 TL0=-SYSCLK/1000; if(Count1ms) Count1ms-; /定时时间减1 /*延

24、时Tus（软件实现）*/void Delay1us(unsigned char T) while(T) _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();-T; /*延时Tms（定时器T0实现）*/void Delay1ms(unsigned char T) Count1ms=T; while(Count1ms); /在T0中断服务程序中减1 /*延时Ts（定时器T0实现）*/void Delay1s(unsigned char T) while(T) Delay1ms(200);Delay1ms(200);Delay1ms(200);Delay1ms(200);

25、Delay1ms(200);T-; /*定时器T3初始化）*/void Timer3_Init(void) TMR3RLL = 0xff; /定时25ms的时间常数 TMR3RLH = 0x69; TMR3L = 0xff; TMR3H = 0x69; TMR3CN = 0x00; /清零T3溢出标志、12分频计数、禁止T3 EIE2 |=0x01; /开T3中断 TMR3CN |=0x04; /启动T3 /*定时器T3中断服务程序*/void Timer3_ISR(void) interrupt 14 SM_BUSY = 0; ENSMB=0; /ENSMB短暂清0后置1，复位SMBus E

26、NSMB=1; /*复位S3530A*/void ResetRealClock(void) while(SM_BUSY) /等待SMBus空闲 SM_BUSY = 1; /置SMBus忙标志 SMB0CN = 0x44; /使能SMBus，应答类型为ACK BYTE_NUMBER = 0; /命令字节数，1字节 COMMAND = (CLOCK3530_ADDRESS_RESET | READ); STA=1; /开始发送 Timer3_Init(); /允许T3工作以保证通信不超时 while(SM_BUSY); /等待发送完成 TMR3CN &= 0x82; /禁止T3 /*写S3

27、530A内部实时数据寄存器（年、月、日、星期、时、分、秒）*/ void SetRealClock(void) while(SM_BUSY); SM_BUSY = 1; SMB0CN = 0x44; BYTE_NUMBER = 7; /命令字节数，8字节 COMMAND = (CLOCK3530_ADDRESS_DATEHOUR | WRITE); RealTime.ClockString0=Year; RealTime.ClockString1=Month; RealTime.ClockString2=Day; RealTime.ClockString4=Hour; RealTime.Clo

28、ckString5=Minute; RealTime.ClockString6=Second; I2CDataBuff = &RealTime.ClockString0; /数据发送缓冲区 STA = 1; /开始传送 Timer3_Init(); while(SM_BUSY); TMR3CN &= 0x82; /*读S3530A实时数据（接收数据放RealTime变量）*/ void GetRealClock(void) while(SM_BUSY);SM_BUSY = 1;SMB0CN = 0x44;BYTE_NUMBER = 7;COMMAND = (CLOCK3530_

29、ADDRESS_DATEHOUR | READ);I2CDataBuff = &RealTime.ClockString0; /数据发送缓冲区STA = 1; Timer3_Init(); while(SM_BUSY); TMR3CN &=0x82;/*读S3530A状态寄存器程序*/unsigned char GetRealClockStatus(void) unsigned char result; while(SM_BUSY); SM_BUSY=1; SMB0CN=0x44; BYTE_NUMBER=1; COMMAND=(CLOCK3530_ADDRESS_STATUS

30、|READ); I2CDataBuff=&result; /读取结果放在result中 STA=1; Timer3_Init(); while(SM_BUSY); TMR3CN&=0x82; return result;/*写状态寄存器程序，对S3530A进行设置*/void SetRealClockStatus(unsigned char status) while(SM_BUSY); SM_BUSY=1; SMB0CN=0x44; BYTE_NUMBER=1; COMMAND=(CLOCK3530_ADDRESS_STATUS|WRITE); I2CDataBuff=&am

31、p;status; /新设置值送缓冲区 STA=1; Timer3_Init(); while(SM_BUSY); TMR3CN&=0x82;/*将无符号字节数高低位交换*/unsigned char revolve(unsigned char val) char i; unsigned char val1=0; for(i=0;i<8;i+) if(val&0x1) val1+; val1=_crol_(val1,1); val=_cror_(val,1); val1=_cror_(val1,1); return val1;/*时间显示*/void DispTime(v

32、oid) int j; GetRealClock(); /读取当前时间 Send7279Byte(0x85); /在最高位（第5位）LED显示 j=(RealTime.RT.Hour>>4)&0x03; /小时高位 Send7279Byte(j); Send7279Byte(0x84); /在第4位LED显示 j=RealTime.RT.Hour&0x0f; /小时的低位 Send7279Byte(j); Send7279Byte(0x83); /在第3位LED显示 j=(RealTime.RT.Minute>>4)&0x0f; /分钟的高位 S

33、end7279Byte(j); Send7279Byte(0x82); /在第2位LED显示 j=RealTime.RT.Minute&0x0f; /分钟的低位 Send7279Byte(j); Send7279Byte(0x81); /在第1位LED显示 j=(RealTime.RT.Second>>4)&0x0f; /秒钟的高位 Send7279Byte(j); Send7279Byte(0x80); /在第0位LED显示 j=RealTime.RT.Second&0x0f; /秒钟的低位 Send7279Byte(j); Delay1s(1);/*SM

34、Bus中断服务程序*/void SMBUS_ISR(void) interrupt 7 switch(SMB0STA) /根据SMBus不同状态码转不同分支 case SMB_START: /主发送器/接收器起始条件已发送 SMB0DAT=COMMAND; /z装入要访问的从器件的地址 STA=0; /手动清除START位 break; case SMB_RP_START: /主发送器/接收器重复起始条件已发送 SMB0DAT=COMMAND; STA=0; break; case SMB_MTADDACK: /主发送器从地址+W已发送，收到ACK case SMB_MTDBACK: /主发送

35、器数据字节已发送收到ACK if(BYTE_NUMBER) /数据字节没写完 SMB0DAT=revolve(*I2CDataBuff); /缓冲区内容送数据寄存器 I2CDataBuff+; BYTE_NUMBER-; else /数据字节已写完，释放总线 STO=1;SM_BUSY=0; break; case SMB_MTADDNACK: /主发送器从地址+W已发，收到NACK STO=1; /置位ST0+STA，重试STA=1;break; case SMB_MTDBNACK: /主发送器数据字节已发送，收到NACK STO=1; /置位ST0+STA，重试 STA=1;break;

36、case SMB_MTARBLOST: /主发送器竞争失败 STO=1; /不应出现，如果出现重新开始传输过程STA=1;break; case SMB_MRADDACK: /主接收器从地址+R已发送，收到ACK AA=1; /在应答周期发ACKif(!BYTE_NUMBER) STO=1; /释放SMBusSM_BUSY=0; break; case SMB_MRADDNACK: /主接收器从地址+R已发送，收到NACK STA=1;/从器件不应答，发送重复起始条件重试break; case SMB_MRDBACK: /收到数据字节，ACK已发送 if(BYTE_NUMBER)/ 读SMB0

37、DAT *I2CDataBuff=revolve(SMB0DAT); I2CDataBuff+; BYTE_NUMBER-; if(!BYTE_NUMBER) /最后一字节，清楚AA AA=0; break; case SMB_MRDBNACK: /收到数据字节NACK已发送 STO=1; /读操作已完成发送停止条件 SM_BUSY=0; /释放SMBus break; default: /本例中其他状态没有意义，通信复位 STO=1; SM_BUSY=0; break; SI=0; /清楚中断标志/*主程序*;/void main(void) unsigned char var; unsig

38、ned long CurrentTime=0; WDTCN=0xde; /关看门狗 WDTCN=0xad; SYSCLK_Init(); /初始化系统时钟 PORT_Init(); /初始化I/O口 Timer0_Init(); /初始化定时器 CPT1CN|=0x80; /使能比较器1 SM_BUSY=0; EIE1|=0x0A; /SMBUS中断允许，PCA中断允许 ET0=1; /开定时器0中断 EA=1; /开中断 Delay1ms(25); /7279上电复位的延时时间 Send7279Byte(0xA4); /7279复位 var=GetRealClockStatus(); /读取

39、S3530A当前状态 ResetRealClock(); /复位S3530A SetRealClockStatus(0xc2); /设置S3530A状态 Do /从键盘输入时间，格式HHMMSS CurrentTime=InputNum();DispValue(CurrentTime); NowTime4=(unsigned char)(CurrentTime/100000)<<4); /时CurrentTime=CurrentTime%100000;NowTime4=NowTime4|(CurrentTime/10000);CurrentTime=CurrentTime%1000

40、0; NowTime5=(unsigned char)(CurrentTime/1000)<<4); /分 CurrentTime=CurrentTime%1000;NowTime5=NowTime5|(CurrentTime/100);CurrentTime=CurrentTime%100; NowTime6=(unsigned char)(CurrentTime/10)<<4); /秒 CurrentTime=CurrentTime%10;NowTime6=NowTime6|CurrentTime; while(NowTime4>0x24)|(NowTime5>0x59)|(NowTime6>0x59); Hour=NowTime4; Minute=NowTime5; Second=NowTime6; SetRealClock(); /键盘输入时间写入S3530A while(1) DispTime(); /显示实时时间 KeyValue=GetKeyValue(); if(KeyValue=10) /按键'A'校时、校分、校秒 do CurrentTime=InputNum(); DispValue(CurrentTime); NowTime4=(unsigned char)(CurrentTime/1000