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20152016学年第一学期课程名称单片机原理及应用设计题目电子钟设计学生姓名刘轶男学号学16353011专业班级15级计算机科学与技术专升本指导教师苏百顺2015年12月25日1前言22?总体方案设计23 硬件电路设计34 软件设计55调试分析及说明66结论8参考文献8课设体会9?附录1电路原理10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C阳、RAMROM定时器/计数器与多种接口于一体得微控制器。它体积小、成本低、功

2、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®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AT89c2051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：AT89c2051,C语言程序,电子钟1前言利用51单片机开发电子时钟，实现时间显示、调整与闹铃功能。具体要求如下

3、：(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；(3)用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试；(4)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,BUTTON,160LCD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是由一个按键控制，而另外一个按键控制时

4、钟与闹钟得时间得调节。该电子时钟由STC89C51,BUTTDNJ,1602LCD夜晶屏等构成，采用晶振电路作为驱动电路，晶振电路得晶振频率为12M血，使用彳#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，60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12MHZ晶振构成振荡电路作为时钟源，时钟电路得

5、原理如下图。(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对分进彳T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K3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面.电路图如下图图3独立按键电路(3)单片机系统AT89C51就是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROIFa1shProgrammablea

6、ndErasableReadOn1yMemory)得低电压，高性能CMOS8微处理器，俗称单片机。外形及引脚排列如下图1.JJfL1_1939PJIIAL1FUOADUP01/AD1对KMXTAL?PQ4/AO4P0E/AD5?0GfADGRSrf>07fAD13fl3Z伯3635_3332PZ.DJABp2ggIP2.2/A1DPSRj"IP23/A11ALEIPZ/Afl2tAP2_短闻3P2.6/A14FZJ/M5P10P3JF>EpiiP3,im'DP12P12她1pijP3.nnP1.JPS.4/T0P'l5FJ.SfflP18P3制也P17P3

7、而10_113zJi15土16.42,图4单片机系统图（4）LCD液晶显示LCD160豕用标准得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：V0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：RS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（enable）端。第714脚：D0D7为8位双向数据端；第1516脚：空脚或背灯电源。电路如下图图5 LCD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

8、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夜晶驱动程序.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

9、常运行调试仿真图LCD1ti nE；00：附 di图6正常运行仿真图(2)闹钟调试仿真图3图8设置好得闹钟时间图9闹钟响铃(3)时间调整仿真对时分秒得调整6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K2对分进行调整；当K1按下3次时，按K2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K3时，闹钟设置完毕进入时钟显示界面。参考文献1、单片机

10、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序上出了点问题就没花时间去做了，

11、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51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

12、帮助。附录1电路原理口艮>0!g<A工，口制AW口MADU口$?，口电AQVI口如>Dm口NAQ7PNOW2力富-U&A1T口pNN>m白张A3PHBWm111玲A事PZWAtfunrRX.LJJFnrm3U33J31pu但PUJJSWFPHO"3.Jo.附录2程序清单# inc1ude<reg52、h# defineucharunsignedchar# defineuintunsignedintuchartable口="TIME”；sbitlcden=P3A4;sbitlcdrs=P3A5;sbitbeep=P3A6;externvo

13、idk6y1();externvoidkey2();externvoidkey3();ucharnum,hour=12,minite,second,ahour,aminite,asecond,a,F_k1,F_k2,F_k3;voiddelay(uintz)uintx,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);voidwrite_(uchar)Icdrs=0;P0=;delay(5)；lcden=1;delay(5);1cden=0;voidwrite_data(uchardate)1cdrs=1;P0=date;delay(5);1cden=1;delay(5);1c

14、den=0;voidwrite_add(ucharadd,uchardate)ucharaa,bb;aa=date/10;bb=date%10;write_(0x80+add);write_data(0x30+aa);write_data(0x30+bb);voidinit()lcden=0;write(0x38);write_(0x0c);write(0x06);write_(0x01);write_(0x80);voiddisplay(ucharh,ucharm,uchars)write_(0x80+0x04);write_data(':');write_data(0x30

15、+(h/10);write_data(0x30+(h%10);write_data(':');write_data(0x30+(m/10);write_data(0x30+(m%10);write_data(':');write_data(0x30+(s/10);write_data(0x30+(s%10);write_data('');write_data('，)；write_data(，)；write_data(/');voidmain()init();TMOD=O01;TH0=(65535-50000)/256;TLO=(6

16、553550000)%256;EA=1;TR0=1;ET0=1；for(num=0;num<4;num+)write_data(tablenum);while(1)key1();key2()；key3();if(ahour=hour&&aminite=minite&&sccond10)beep=beep；if(F_k1=0&Fk3=0)display(hour,minite,second);voidtimerO()interrupt1TH0=(6553550000)/256;TLO=(6553550000)%256;a+;if(a=20)a=0;s

17、econd+;if(second=60)second=0;minite+;if(minitc=60)minite=0;hour+;if(hour=24)hour=0;#include”reg52、h”#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitk1=P10；sbitk2=P1A1;sbitk3=P1A2；externucharF_k1,F_k3,second,minite,hour,ahour,aminite,asecond;externvoidwrite_(uchar);externvoidwrite_add(ucharadd,ucha

18、rdate);externvoiddisplay(ucharh,ucharm,uchars);voiddelay_key(inti)while(i);voidkey1()if(k1=0)delay_k6y(100);if(k1=0)TR0=0;while(！k1)；F_k1+;if(F_k1=4)F_k1=0;write_(0x0c);TR0=1;if(F_kl=1|F_k3=1)write_(0x80+0x0c);write_(0xOf);if(F_k1=2|F_k3=2)write_(0x80+0x09);if(F_kl=3|F_k3=3)write_(0x80+0x06);voidkey2()if(k2=0)de1ay_key(100);while(!k2);if(F_k1=1)second+；if(second=60)second=0;write_add(0x0b,second);if(F_k1=2)minite+;if(minite=60)minite=0;write_add(0x08,minite);hour+;if(hour=24)hour=0；write_add(0x05,hour);if(F_k3=l)asecon