基于单片机C语言电子时钟完整版（闹钟整点报时）

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《单片机技术》课程设计说明书

数字电子钟

系、部：电气与信息工程学院学生姓名：

指导教师：职称专业：班级：

完成时间：2023-06-07

摘要

电子钟在生活中应用十分广泛，而一种简单便利的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。所以设计一个简易数字电子钟很有必要。本电子钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心，使用12MHz晶振与单片机AT89S52相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期，同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能，当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEU5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。具有时间显示、整点报时、校正等功能。走时确凿、显示直观、运行稳定等优点。具有极高的推广应用价值。

关键词电子钟；AT89S52；硬件设计；软件设计

ABSTRACT

Clockiswidelyusedinlife,andasimpledigitalclockismorewelcomedbypeople.Sotodesignasimpledigitalelectronicclockisnecessary.ThesystemuseasinglechipAT89S52ofATMEL’sasitscoretocontrolThecrystaloscillatorclock,usingofE-12MHZisconnectedwiththemicrocontrollerAT89S52,throughthesoftwareprogrammingmethodtoachievea24-hourcycle,andeight7-segmentLEDdigitaltube(twofourinonedigitaltube)displayshours,minutesandsecondsrequirements,andinthetimecourseofatimingfunction,whenthetimearrivedaheadofscheduledtimetobuzzagoodtimekeeping.TheclockhasfourbuttonsKEY1,KEY2,KEY3,KEY4andKEY5key,andmaketheappropriateactioncanbeachievedwhentheschool,timing,reset.Withatimedisplay,alarmclocksettings,timerfunction,correctiveaction.Accuratetraveltime,displayandintuitive,precision,stability,andsoon.Withahighapplicationvalue.KeywordsElectronicclock;；AT89S52；HardwareDesign；SoftwareDesign

目录

1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍……11.1设计课题任务………………11.2功能要求说明………………11.3设计总体方案介绍及原理说明……………12设计课题硬件系统的设计………22.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍…………………22.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图…………22.3设计课题元器件清单………53设计课题软件系统的设计………63.1设计课题使用单片机资源的状况…………63.2设计课题软件系统各模块功能简要介绍…………………63.3设计课题软件系统程序流程框图…………63.4设计课题软件系统程序清单………………104设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议…………………214.1设计课题的设计结论及使用说明…………214.2设计课题的仿真结果………214.3设计课题的误差分析………224.4设计体会……………………224.5教学建议……………………22结束语……………23减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。键盘采用动态扫描方式。利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据，同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现不同功能。

2设计课题硬件系统的设计

2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍

本设计的硬件系统主要采用以下基本模块来实现，单片机最小系统模块，输入模块、输出模块、电源模块。

（1）单片机最小系统模块：包括低功耗、高性能CMOS8位微控制器AT89S52；复位电路；晶振电路。本本模块AT89S52系统控制核心，单片机系统复位由复位电路完成，单片机内部有一个高增益、反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端位位引脚XTAL2。通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容。这样就构成一个稳定的自激振荡器。

（2）输入模块：本模块共用到了4个按键，1个电源开关，一个复位键，单片机运行期间，利用按键完成复位操作。3个按键独立式键盘，KEY1键控制电子钟的启动，KEY2键为加1键，KEY3键为减1键，KEY1键第三次控制电子钟的调整状态。且KEY1、KEY2、KEY3、任一键都单独连一个I/O（P1.0、P1.1、P1.2、P1.3）口线，说明它们可以独立实现相应的电子钟功能。

（3）输出模块：本次设计显示为8位，采用两个四位一体数码管（共阳极）作为显示窗口，既可以俭约成本又能简化电路。数码管用8个PNP三极管驱动。（4）电源模块：现在市面上销售的编程器有好多都是由PC机的USB口直接供电为了降低本设计的成本及节省设计时间，没有另外设计编程器，而直接购买了市场上的USB供电及下载器。

2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图

图2-1电路原理图

总设计原理图见附录A原理总设计图见附录附录B

PCB图见附录C

2.3设计课题元器件清单

表2-1设计所用元器件清单

名称电容数码管电阻下载口普通插座电阻按键三极管USB供电线晶振极性电容芯片发光二极管六角开关数量2个2个1个1个1个16个4个9个1根1个1个1块9个1个参数33pF4位一体200ΩWE40PIN470ΩPNP12MHz22μFAT89S52LEDSW-PB

3设计课题软件系统的设计

3.1设计课题使用单片机资源的状况

设计课题使用单片机资源的状况如下：

P0口输出数码管段选信号，P2口输出数码管位选信号；晶振12MHz；调整选择键KEY1：P1.0；通过选择键选择调整位，选中位闪烁；增加键KEY2：P1.1；按一次使选中位加1；减少键KEY3：P1.2；按一次使选中位减1；此数字钟可实现基本的走时和显示时间时、分、秒；时间的调整；闹钟的设定和调整；闹钟的开启和关闭功能，具体如下：（1）实现基本的走时和显示时间的时、分、秒，上电自动显示初始时间12-00-00，且控制闹钟状态的的蓝色led灯为亮的状态。

（2）当第一次按下第一个弹性按键时进入时间的调理状态，此时实现对显示时间的小时调理，按下其次个按键时实现小时的加一调理，按下第三个按键时实现小时的减一调理。

（3）当其次次按下第一个弹性按键时进入显示时间的分钟调理状态，按下其次个按键时实现分钟的加一调理，按下第三个按键时实现分钟的减一调理。

（4）当第三次按下第一个弹性按键时进入闹钟的小时调理状态，按下其次个按键时实现闹钟小时的加一调理，按下第三个按键时实现闹钟小时的减一调理。

（5）当第四次按下第一个弹性按键时进入闹钟的分钟调理状态，按下其次个按键时实现闹钟分钟的加一调理，按下第三个按键时实现闹钟分钟的减一调理。（6）当第五次按下第一个弹性按键时返回正常的显示时间走时状态。

（7）当同时按下其次和第三个弹性按键时，关闭闹钟，且此时蓝色led灯为灭，及定时时间到蜂鸣器并不响，若再次同时按下其次和第三个弹性按键，则开启闹钟，且此时蓝色led灯为亮，定时时间到蜂鸣器发出滴滴的闹铃声，同时按下其次和第三个弹性按键即可关闭闹铃。闹铃状态默认为开启。

3.2设计课题软件系统个模块功能简要介绍

本设计的软件系统主要采用以下基本模块来实现，主程序、中断服务程序、键盘输入程序模块、数码管及其驱动模块和延时模块。

主程序：主要是用于对输入信号的处理、输出信号的控制和对各个功能程序模块的运用及其控制。

中断服务程序：主要是用于电子钟的确凿运行、数据输入过程中的闪烁。键盘输入程序模块：主要是用于确定按键并得到特定的键码值。数码管及其驱动模块：主要是用于驱动数码管及利用数码管显示时间。延时模块：程序中有两种延时子程序，一种是短延时用于判键按下等，一种是长延时。

3.3设计课题软件系统程序流程框图

系统软件采用汇编语言按模块化方式进行设计,然后通过Keil软件开发平台将程序转变成十六进制程序语言，接着使用Proteous进行仿真，读出显示数据。

主程序流程框图如3-1所示；时间处理子程序流程框图3-2所示；中断服务程序程序如3=3所示；

图3-1主程序流程框图

#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitKEY1=P1^1;//切换键

sbitKEY2=P1^2;//minute,hour调整加1定义sbitKEY3=P1^7;//minute,hour调整减1定义sbitbear=P3^1;//闹铃

sbitled=P1^2;//闹钟，整时灯闪烁

codeunsignedchartab[]={0xc0,0xf9,0xa4,

0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xc8,0x8e,0xff,0x21};//段码控制charcodeweikong_code[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};ucharms[8]={2,2,10,4,0,0,1,14};ucharStrTab[8];

ucharminute=59,hour=12,second=0;//正常时钟秒，分，时定义ucharminute1=00,hour1=00;second1=00;//闹钟时钟秒，分，时定义ucharflag=0,flag1=0;//切换标志ucharnum=0;uintcount=0;//定时器计数，定时50ms，count满20，秒加1/***********子函数声明*******************************************/

voidxianshishuzu();//显示数组子程序voidalarm();//闹钟子程序

/**********************延时子程序*****************************/voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=0;x

if(flag==3)//闹钟对时{if(KEY2==0){delay(10);if(KEY2==0){hour1++;if(hour1==24)hour1=0;}//闹钟时间小时加1while(!KEY2){alarm();}}if(KEY3==0){delay(10);if(KEY3==0){hour1--;if(hour1==0)hour1=23;}//闹钟时间小时减while(!KEY3){alarm();}}}if(flag==4){if(KEY2==0)//按键去抖以及动作{delay(10);if(KEY2==0){minute1++;if(minute1==60)minute1=0;//闹钟分加1}while(!KEY2){alarm();}}

if(KEY3==0)//按键去抖以及动作{

delay(10);if(KEY3==0){minute1--;if(minute1==0)minute1=59;}//闹钟分减1}while(!KEY3){alarm();}}}

/*******************蜂鸣器子程序****************************/voidbeng(){

bear=1;P3=0xfd;delay(100);bear=0;P3=0XFf;delay(100);}

/*****************整点报警子程序***************************/voidzhengdian(void){uchari=0;if((second==0)i0)

{if(flag==1||flag==2){TR0=1;dispaly(StrTab);zhengdian();}if(flag==3||flag==4){TR0=0;alarm();}if(flag==5){dispaly(StrTab);}if(flag==6){TR0=0;flag=0;dispaly(ms);}}}}

if(minute==60){minute=0;hour++;if(hour==24){hour=0;}}}}

xianshishuzu();

//分值等于60，分清零，时加1

//时值等于24，时清零，返回，全部归零

4设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议

4.1设计课题的设计结论及使用说明

本设计为基于单片机的电子