基于51单片机的电子时钟的设计

1、河南理工大学万方科技学院课程设计报告201 520 16学年第 一学期课程名称单片机原理及应用电子钟设计学生姓名15 1 63 5 30 1 1专业班级15级计算机科学与技术专升本 指导教师201 5 年 12 月 2521 前言 2? 总体方案设计4 软件设计5 调试分析及说明6 结论 参考文献 课设体会9附录1电路原理11附录2 程序清单摘要传统得数字电子时钟采用了较多得分立元器件 , 不仅占用了很大得空间而且 利用率也比很低，随着系统设计复杂度得不断提高 , 用传统时钟系统设计方法很 难满足设计需求。单片机就是集CPU、RAM ROM定时器/计数器与多种接口于一体得微控制器。它体积小、

2、成本低、 功能强, 广泛应用于智能产品与工业自动化上 .而51系列得单片机就是各单片机中最为典型与最有代表性得一种。 , 本次设计提出了系统 总体设计方案，并设计了各部分硬件模块与软件流程，在用C语言设计了具体软件 程序后，将各个模块完全编译通过过后 , 结果证明了该设计系统得可行性 . 该设计 给出了以AT 89C 2051为核心,利用单片机得运算与控制功能,并采用系统化LED显示模块实时显示数字得设计方案， 适当地解决了实际生产与日常生活中对计时 高精确度得要求 , 因此该设计在现代社会中具有广泛得应用性关键字：AT 89 C 205 1, C语言程序,电子钟刖言利用51单片机开发电子时钟

3、，实现时间显示、调整与闹铃功能。具体要求如下:(1)按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图；(2)按要求设计部分外围电路，并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠得连接，给出电路原理图;用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试利用键盘输入调整秒、分与小时时刻，数码管显示时间;(5)实现闹钟功能，在设定得时间给出声音提示。2 总体方案设计该电子时钟由89C51, B UTTON,16Q LCD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生得一秒定时，达到时分秒得计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。闹钟 与时钟得时分秒得调节就

4、是由一个按键控制，而另外一个按键控制时钟与闹钟得时间得调节。时即电路A独立按谨输 入电®屮图1系统结构框图该电子时钟由STC8 9C 51,BUTTD N, 1 6 02 L CD液晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路得晶振频率为1 2MhE，使用得定时器/计数器工作方式0,通过软件扩展产生得一秒定时，达到时分秒得计时，6 0秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天，又重00: 00: 00开始计时。没有按键按键按下时，时钟正常运行，当按下调节时钟按键K1,就会关闭时钟，当按下闹钟按键K3 时时钟就会进入设置时间界面，但就是时钟不会停止工作 ，按K2键,就可以对时钟与闹

5、钟要设置得时间进行调整.3 硬件电路设计(1) 时钟电路设计单片机利用外部12 MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，时钟电路得原理如下图。C1XTX.L1XTAL2LiQT匸其1HL :SOL图2 时钟电路图(2 )独立按键输入电路按键处理设置为：当有没键按下时，时钟正常运行；当按一次K1,时钟停止走动,按K2对秒进行调整；当K1按2次时,按K2对分进行调整；当K1按下3次 时,按K2 对小时进行调整,当按下4次K1时,校时完毕，时钟按设定得时间进 行正常走时.当按1次K3进入闹钟设置界面,时钟继续进行走时,按K2对秒进行 设置；当按2次K3,按K 2对分进行设置；当按3次K 3,按K 2对秒进

6、行设置；当按下4次K3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面.电路图如下图K1-gL*童 a_-K2R3R4lOkALLK3 =Q 0=图3独立按键电路(3)单片机系统AT89C51就是一种带4 K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(F PEROM Fa1 sh P r o gra mmable a n d E ra s able Re a d On ly Me mo ry）得低电压,高性能CMOS位微处理器，俗称单片机。外形及引脚排列如下图L'1jaJtTALlVTAL?RsrrUtVADUP0 2/ACi ?n VMT 旳 4/AD4 曲 qAti5 POG/ADC P07/AC730-PS

7、RJAL= tAPZgB pa.izi9 R.2/A1D p?mii P3./A12 f/Al d P2.6/A14 F?7/A15P3JF>D P3im-D pa.2jirro_ FJ”刃VIP3 4/rO 卍.址丄 K.e/w F阳帀15IS_J2_AW9CS1-7r>-图4单片机系统图（4 ） LCD液晶显示LCD1602采用标准得16脚接口 ,第1脚:VSS为电源地；第2脚：VDD接5V 电源正极；第3脚：VO为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱， 接地电源时对比度最高；第4脚：R S为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器；第5脚:RW为

8、读写信号线,高电平（1）时进 行读操作，低电平（0）时进行写操作；第6脚：E （或EN）端为使能（enabl e） 端。第714脚：DO D 7为8位双向数据端；第1516脚：空脚或背灯电源。电路如下图.11'ftLCXilLu>inL5 L CD液晶显示图4软件设计本系统得软件系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序四大模块。系统得流程图如下图设计思路:本系统主要可分为主程序、定时计数中断程序、时间调整程序、延时程序与LCD液晶驱动程序.定时中断程序就是利用单片机内部定时器 0实现1秒得定时,然后利用软件延时实现分小时，时间调整程序就是利用单片机得内部存贮

9、器，把调整好得时间写到显示时间得存贮单元，然后启动定时器开始计时并显示，延时程序就是利用软件实现延时达到去抖得目得。 液晶启动程序就是为了把单片机得 数据送到显示器得同时让显示器得第 6脚使能断得电平实现由1到0得跳变,使显示器执行显示得命令.主程序就就是利用这些子程序中断程序实现显示、 定时、 闹钟等功能。5调试分析及说明(1 )时钟正常运行调试仿真图LCDILr， B01(tc&i11 )ii正常运行仿真图(2) 闹钟调试仿真图BM'Tin Ex eeioa'iieiiH! 1rl- 2z=f'H± 1fEi1八i邱+JLCD1LkfiieiLCO

10、-IILM_卜R-l4"輕闹钟响铃(3) 时间调整仿真LEWKrirE：et；1|：56WW!?! sSwi/ ffl啊諭种刚图10 对时分秒得调整结论本次电子时钟得设计基本完成：当没有键按下时，时钟正长运行；当按一次K1, 时钟停止走动,按K2对秒进行调整；当K1按2次时,按K 2对分进行调整；当K1按下3次时,按K 2对分进行调整,当按下4次K1时，校时完毕,时钟按设定得时间进行正常走时。当按1次K 3进入闹钟设置界面,时钟继续进行走时，按K2对秒进行设置；当按2次K3 ,按K2对分进行设置；当按3次K3,按K2对秒进行设置；当按下4次K 3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面。参考

11、文献、单片机原理及应用李建忠 编西安电子科技大学出版社。2、单片微型计算机原理与接口技术高峰 编 电子工业出版社 .3、单片机应用新技术教程邹逢兴编 高等教育出版社。4、16 位微型计算机原理接口及其应用朱宇光 编 电子工业出版社。5、微型计算机原理与接口技术吴秀清 编 中国科学技术出版社。6、微型计算机接口技术邓亚平 编清华大学出版社。7、单片机原理及及应用王迎旭 编机械工业出版社。课设体会课程设计到目前为止可以说就是告一段落了, 我也顺利得完成了自己得课题简易电子时钟得设计， 由于自己一心准备考研在这次课程设计上除了那些必要得 时间其余也么有花太多得时间， 本想改进得第三个跑表功能由于在程

12、序上出了点 问题就没花时间去做了，所以这次设计还不算很完美刚开始被拿到这个课题得 , 感觉挺迷茫得 , 当时就只知道软件编程要用到定 时器, 自己也就在这方面懂一点 , 其余得关于硬件电路， 液晶显示电路得驱动得什么都不知道，后来回来之后就瞧了一下 5 1单片机课程设计那本书，在网上找了 一些资料对硬件电路得设计有了一定得了解。在大脑里面有了一个大致得思路 了，于就是就把仿真软件装好开始了我得课设。本次课设让我对单片机有了更深入得认识， 现代社会中几乎处处都有单片机 得影子 , 电子产品离不开它。 课设提高了我得单片机实际运用能力 , 也发现了自己 以前学习得不扎实 ,对问题不求甚解 现在才知

13、道“书到用时方少” 啊!学习还就 是得扎实。本次课设能顺利完成 , 甚就是感谢指导老师得帮助。附录1电路原理UJ：h«-23EXT.-sUK- ras4ALKI flsTALaBs->rMSAass a pts - 口>au 口 kA: 口 kRD* >om WD7PN 口盘聶亠富R4 MM-roAV2JS .7F p p " p n M hl M hJ N M>>>>> >* * _ 5 U M -> 口31P琴 '5y 32FnrrD SU33 .sd SJeto: Py/BTbiIftDIP器DfDS

14、PlIDDDID7也KIZ附录 2 程序清单#in c 1 udevr eg 5 2、hde fin e u char unsi gned char#d e f ine uint uns ig ned i n tu char table ="t IME”；sb it Icde n=P 3八4;sbit lc drs = P35;sbitbe ep=P 3八6;e X ten void k ey 1( );extern voi d k ey2();ex t e r n v oid key3 ();t e， second,F_k1 , F_k2,F_k3;u c h ar n um,ho

15、ur =1 2,m inah our,am in ite,a sec ond, a.v oid delay(uintz)ui n t x,y;fo r (x= z ;x0 ;x-)f or(y=1 10;y>0;y-);v o id w rite_(ucha r )Icdrs = 0;P0=;delay(5 );lcden=1;delay(5 ) ;lc d en=0;v oid write_data ( ucha r date l c drs= 1 ;P 0=d ate ;d ela y ( 5);1 c den=1;de llc de n = 0;voidwrite_add (uch

16、 a r a dd,uc h ar d a te)u ch ar aa, bb ;a a = d at e/10;bb= da t e% 10;w rite_ ( 0X 80+ad d);write_data( 0 x30+aa);write _da ta(0x30+bb) ；V oid init( )lcden = 0;wri t e (0x3 8);wri te _(0x0c ) ;wr i te _ ( 0x06);wr it e_ (0 X 01);wri te _( 0 x80);v o id ds pla y( u char h, u char m,uc h ar s )w rit

17、e_wri t0X 80+0 x04);_data(':')；writ e _d a ta(0x 3 0 +(h/10);wr i te_da t a(0x 3 0+ (h%10)； wri te_d ata( ':')；wr i te_d at a (0 x30+ (m/10);write_da t a(0x30+(m%10);wr ite da ta(':');write _ d ata( 0x 30+ (s/1 0);wri t e_d at a ( 0 x30+( s%10);wr ite da t a ('');wr i

18、te_d a ta (' write _da ta( '）；);write _d at a (') ;void main() i nit ();TMOD=0 0 1 ;TH0=(65535-50000)/ 2 5 6 ;T L0=( 655 3 55 00 00 ) % 256;EA=1;T R0=1 ;ET0=1；for (num= 0;numv4;num+)w rit e _da ta(tablen um);while(1) key1();key2() ；key3();i f( ah Ou r = =ho ur&& am i ni te=min it

19、e&& se c on d < 10) bee p=-beep；i f ( F_ k1 = =0&F_ k3=0)d i spla y (hour,minite,sec ond);vo i d t i mer0 () interrup t 1T H0=(6553550000)/2 56;TL0 =( 6 5535 500 00)% 2 56 ;a+;i f (a = =20) a=0;se c on d+;if(sec ond=60)s ec ond =0;mini te+ ;if(min i t e =m i n ite= 0;hou r +;i f ( hou

20、 r=24)ho ur = 0;6 0)#include ” reg 5 2、h”#define uc har unsigne d cha ri n e uint unsigned ints b it k1= P1 人 0;sbit k2 =P1 八1;sb it k3 =P1 Q;externuc h arF_k1, F_k3,s e cond,minite,hour,aho u r, ami n ite,asecond ;e X te rnvo 1d w r i te (uchar );eX tervoidw r 1 te_ad d (uch a r add, u ch ard ate);

21、externoidd 1 splay (uchar h,uc h ar m , ucha r s);vo1 dd elay _key ( 1nt i)wh1le (i );V oidk ey1 ()ifk 1=0)d ela y_k ey (100);(k1=0 )TR 0=0;while (！k1) ;F_ k1 + +;if(F_k 1 =4)F _k 1=0;wr ite ( 0 x0c);TR0=1;if (F_k1= =1|F_k3=1)wri t e _ (0x80 + Ox 0 c);w rite_( 0x0 f);if(k1= 2|F_k3= = 2)wrte_ (0 x80 +0x09);if(F_kl= =3 I F_k 3= 3)writ e _(0 x 8 0 +0x06