日期与时间显示系统课程设计

《单片机技术》课程设计任务书设计内容及要求利用AT89S51单片机最小系统板完成日期与时间显示系统，其硬件原理如下图所示，显示采用8位共阴LED，显示驱动及键盘扫描采用CH452芯片实现，CH452与AT89S51的连接使用SPI接口。要求通过系统软件设计实现以下功能：基本功能（1）实现日期和时间在8块LED上轮流显示，间隔时间大概在5～10秒。（2）实现日期和时间可用键盘进行设置调整。2、扩展功能（1）可以利用键盘选择显示模式：①只显示时间；②只显示日期；③时间与日期轮流显示。（2）可以实现闹钟功能，闹钟使用蜂鸣器发出声音。二、设计任务1、根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软件设计，包括系统主程序、显示子程序、键盘设置子程序、时间调整子程序等，可使用汇编语言或是C语言编写，建议使用C语言编写。2、完成系统的仿真与调试，使得系统在脱机情况下，能稳定可靠的工作。3、编写课程设计报告。三、预备知识1、51单片机原理与接口技术2、详细了解CH452数据手册，特别是单片机与CH452接口通信时序。四、设计报告要求设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范。设计报告的格式如下：1、封面2、任务书3、内容提要（摘要）4、目录5、正文（1）课题的意义、本人所做的工作、系统的主要功能及工作流程；（2）硬件电路原理描述；（请详细说明电路原理并给出相应的原理图）（3）软件设计流程及描述；（请详细说明软件设计思路并给出相应的流程图）6、心得体会7、参考文献8、附录（1）系统总硬件电路原理图；（2）系统源程序代码（要有注释）。五、考核方式单片机课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。考核分三个方面进行：日常表现20%；设计与答辩50%；设计报告30%。课程设计内容摘要设计时间进度安排时间内容周一一、布置设计内容和要求实习内容介绍、实习安排、实习纪律、注意事项根据所选题的要求，进行总体设计，确定程序总体框架周二、三（2天）二、系统设计1)实现日期和时间在8块LED上轮流显示，间隔时间大概在5～10秒。2)实现日期和时间可用键盘进行设置调整。3)日期能区分闰年与非闰年，月份与天数的关系。周四（1天）三、系统调试1)矩阵键盘程序测试2)蜂鸣器作为闹钟提醒功能。周五（1天）四、测试完整程序与报告上交1、要求功能完整，结果符合设计要求，并进行程序验收。(答辩)2、完成实习报告的编写，并打印上交报告。

正文本人所做的工作、系统的主要功能及工作流程此次课程设计是我们两个人共同完成的，也没有明确的分工，是我们一起讨论、理解原理及调试成功的。我们实现了随时设置时间、设置年月日并且可以判断是否是闰年及闰年时二月为28天、设置闹钟等功能。二．硬件调试89S52、CH452等芯片不插入，在板上标注清楚VCC与GND，用万用表检查是否短路？若无，加上DC5V电源，然后：1、看电源灯是否亮？2、检查89S52、CH452管脚座的VCC与GND之间是否为5V？若是，关闭电源，插上芯片与仿真器可以开始仿真调试。加上DC5V电源后，电源灯亮，用万用表检查89S52、CH452管脚座的VCC与GND之间的电压为5V。三．系统软件设计（1）、主程序（2）、显示子程序=1\*GB3①写CH452操作命令子程序②8位LED显示子程序（3）、键盘设置子程序①读CH452按键值子程序②时间设置与调整子程序（4）、时间子程序①1秒定时子程序②秒、分、时、天时间增长子程序（5）闹钟设置子函数四．各子程序设计1、写CH452操作命令子程序（1）参照CH452的时序进行编程。操作命令是12位的，DIN要传送12位的串行数据，8051的寄存器是8位的，因此要使用两个寄存器存放要发送的数据，在C中只需将要发送的数据变量定义成int型即可。然后将该数据右移1位赋值到DIN引脚，再使得DCLK=0,DCLK=1,产生上升沿，从而使得该位发送出去，共移位12次，就将一个完整的操作命令发送完毕，加载到了CH452。CH452就会响应该命令。（2）程序：sbitdclk=P1^0;sbitdin=P1^1;sbitload=P1^2;sbitdout=P1^3;voidoutdata(unsignedinto_data){unsignedchari;for(i=0;i<12;i++)//输出12数据{din=(o_data>>i)&0x0001;//取位dclk=0;dclk=1;}load=0;//加载12位数据load=1;}2、8位LED显示子程序（1）以加载第0位LED为例（根据附录中的加载字数据查找DIG0对应的字数据）：加载字数据01000DIG_DATA，如：要显示“8”，只需发送：100001111111操作命令：（2）8位LED显示子程序：unsignedcharcodeledtab[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};//共阴voiddisplay(unsignedchardis_data[8]){outdata(0x0800+ledtab[dis_data[0]]);outdata(0x0900+ledtab[dis_data[1]]);outdata(0x0a00+ledtab[dis_data[2]]);outdata(0x0b00+ledtab[dis_data[3]]);outdata(0x0c00+ledtab[dis_data[4]]);outdata(0x0d00+ledtab[dis_data[5]]);outdata(0x0e00+ledtab[dis_data[6]]);outdata(0x0f00+ledtab[dis_data[7]]);}3、读按键值子程序（1）读按键值时序当启用键盘扫描功能后，DOUT用于键盘中断和数据输出，默认是高电平。当CH452检测到有效按键时，DOUT输出低电平有效的键盘中断；单片机被中断后，发出读取按键代码命令，CH452在LOAD的上升沿后从DOUT输出7位按键代码的最高位；单片机继续输出串行时钟，在DCLK的每个下降沿，CH452依次从DOUT输出7位按键代码的剩余6位，顺序是高位在前，低位在后；7位按键代码输出完毕后，无论DCLK如何变化，CH452都将DOUT恢复为默认的高电平。（2）程序：unsignedcharindata(){unsignedchari,i_data;i_data=0;outdata(0x7ff);//读按键命令for(i=0;i<7;i++){i_data=(i_data<<1)|dout;dclk=0;dclk=1;}//读键值returni_data;}4、时间设置调整子程序（1）内容：年、月、日、小时、分钟、秒（2）要求：①、当设置年月日时，LED显示当前年月日，设置相应的位时，该位实时显示设置值。②、当设置时分秒时，LED显示当前时分秒，设置相应的位时，该位实时显示设置值。（3）方法：按键1——加（+），按键2——设置年、月、日，按键3——设置时、分、秒（4）设置年月日方法：当按键2按1次——进入年月日设置，且开始调整年的第1位；当按键2按2次——开始调整年的第2位；按按键1（+）调整；当按键2按3次——开始调整年的第3位；按按键1（+）调整；当按键2按4次——开始调整年的第4位；按按键1（+）调整；当按键2按5次——开始调整年的第5位；按按键1（+）调整；当按键2按6次——开始调整年的第6位；按按键1（+）调整；当按键2按7次——开始调整年的第7位；按按键1（+）调整；当按键2按8次——开始调整年的第8位；按按键1（+）调整；当按键2按9次——设置完成，退出，系统恢复正常运行。（5）设置时分秒方法：当按键3按1次——进入时分秒设置，且开始调整时的第1位；当按键3按2次——开始调整时的第2位；按按键1（+）调整；当按键3按3次——开始调整时的第3位；按按键1（+）调整；当按键3按4次——开始调整时的第4位；按按键1（+）调整；当按键3按5次——开始调整时的第5位；按按键1（+）调整；当按键3按6次——开始调整时的第6位；按按键1（+）调整；当按键3按7次——设置完成，退出，系统恢复正常运行。5、1s延时子程序voiddelay(unsignedcharx){unsignedchari,j,k;//延时1sdo{for(i=10;i.>0;i--;)for(j=108;j>0;j--;)for(k=249;k.0;k--)}while(--x);}6、秒、分、时、天时间增长子程序voidtimego(){if(time[5]==10){time[5]=0;time[4]=time[4]+1;}if(time[4]==6){time[4]=0;time[3]=time[3]+1;}if(time[3]==10){time[3]=0;time[2]=time[2]+1;}if(time[2]==6){time[2]=0;time[1]=time[1]+1;}if(time[0]<2){if(time[1]==10){time[1]=0;time[0]=time[0]+1;}}if(time[0]==2){if(time[1]==4){time[1]=0;time[0]=0;day[7]=day[7]+1;}}}7、主程序的编写（1）内容：①CH452的初始化，相关SFR的初始化，比如定时器、中断系统等，时间日期的初始化②交替显示时间与日期=3\*GB3③是否进行日期设置调整？=4\*GB3④是否进行时间设置调整？⑤是否进行闹钟设置调整？程序voidmain()//主程序{inti=0,j=0;init_ch452();init_t0();//ch452初始化，定时器初始化EA=1;IT0=1;EX0=1;//开启中断flag=0;buzzer=1;while(1){if(flag<5)disp_time();if(flag>=5&&flag<=10)disp_day();//隔5秒时间和日期轮流显示if(flag>10)flag=0;switch(n){casekey2:n=0;adjust_day();break;//按2键调整日期casekey3:n=0;adjust_time();break;//按3键调整时间casekey1:n=0;alarm_set();break;//按1键调整时间default:break;}if(time[0]==alarm[0]&&time[1]==alarm[1]&&time[2]==alarm[2]&&time[3]==alarm[3]&&time[4]==alarm[4]&&time[5]==alarm[5]){while(1){if(n==key3){n=0;buzzer=1;break;}elsebuzzer=0;}}}}程序流程图心得体会通过本次课程设计，我们都觉得收获很多，让我们进一步学会了看时序图写程序，而且通过这次课程设计也增强了自己的动手能力，也增强了对编程时出现的一些问题的解决能力，并且修改代码真的需要很认真细心，还要有耐心。参考文献1.数码管驱动及键盘控制芯片CH452的工作手册；2.附录系统总硬件电路原理图2、系统源程序代码#include<reg51.h>#definereset0x201#definesys0x403#definedispmode0x508#definekey10x40//按键一#definekey20x48//按键二#definekey30x50//按键三#definekey40x58//按键四unsignedcharday_show[8];unsignedcharday[8]={2,0,0,0,0,2,2,7};//日期unsignedchartime[6]={2,3,5,9,2,3};//时间unsignedcharalarm[6]={0,0,0,0,0,0};//闹铃时间unsignedcharcodeledtab[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};unsignedinta;unsignedcharn;unsignedcharflag;sbitload=P1^0;sbitdin=P1^1;sbitdclk=P1^2;sbitdout=P3^2;sbitbuzzer=P2^0;voidoutdata(unsignedinto_data);//CH452操作命令子程序unsignedcharindata();//读按键键值子程序voidinit_ch452();//CH452的初始化voidinit_t0();//T0的初始化voiddelay(unsignedcharx);//延时1s*xvoiddisplay(unsignedchardis_data[8]);//8位LED显示voiddisp_day();//日期显示voiddisp_time();//时间显示voiddisp_alarm();//闹铃显示voidadjust_day();//设置年月日voidadjust_time();//设置时分秒voidalarm_set();//设置闹铃voidtimego();//定时器0中断处理函数秒、分、时、天时间增长子程序/****************************************//*主函数*//****************************************/voidmain()//主程序{inti=0,j=0;init_ch452();//ch452初始化init_t0();//定时器初始化EA=1;//开启总中断IT0=1;EX0=1;flag=0;buzzer=1;while(1){if(flag<5)disp_time();if(flag>=5&&flag<=10)disp_day();//隔5秒时间和日期轮流显示if(flag>10)flag=0;switch(n){casekey2:n=0;adjust_day();break;//按2键调整日期casekey3:n=0;adjust_time();break;//按3键调整时间casekey1:n=0;alarm_set();break;default:break;}if(time[0]==alarm[0]&&time[1]==alarm[1]&&time[2]==alarm[2]&&time[3]==alarm[3]&&time[4]==alarm[4]&&time[5]==alarm[5]){while(1){if(n==key3){n=0;buzzer=1;break;}elsebuzzer=0;}}}}/****************************************//*外部中断0函数*//****************************************/voidint_int0()interrupt0{n=indata();IE0=0;}/****************************************//*CH452操作命令子程序（单-452）*//****************************************/voidoutdata(unsignedinto_data){unsignedchari;for(i=0;i<12;i++)//输出12数据{din=o_data&0x0001;//取位o_data=o_data>>1;dclk=0;dclk=1;}load=0;//加载12位数据load=1;}/****************************************//*读按键键值子程序(452-单)*//****************************************/unsignedcharindata(){unsignedchari,i_data;i_data=0;outdata(0x7ff);//读按键命令for(i=0;i<7;i++){i_data=(i_data<<1)|dout;dclk=0;dclk=1;}//读键值returni_data;}/****************************************//*CH452的初始化*//****************************************/voidinit_ch452(){din=0;din=1;outdata(reset);//芯片内部复位outdata(sys);//设置系统参数，开键盘显示outdata(dispmode);//设置显示不译码方式、开8位显示、显示亮度为8/16}/****************************************//*定时器T0的初始化*//****************************************/voidinit_t0(){TMOD=0x02;//工作于方式2，自动加载TL0=0xCE;//100usTH0=0xCE;IE=0x82;//允许T0中断TR0=1;//开启定时器}/****************************************//*延时函数*//****************************************/voiddelay(unsignedcharx)//延时1s*x{unsignedchari,j,k;//延时1sdo{for(i=10;i>0;i--)for(j=108;j>0;j--)for(k=249;k>0;k--);}while(--x);}/****************************************//*显示函数*//****************************************/voiddisplay(unsignedchardis_data[8])//8位LED显示dis[4][5][6][7][0][1][2][3]{outdata(0x0800+ledtab[dis_data[4]]);outdata(0x0900+ledtab[dis_data[5]]);outdata(0x0a00+ledtab[dis_data[6]]);outdata(0x0b00+ledtab[dis_data[7]]);outdata(0x0c00+ledtab[dis_data[0]]);outdata(0x0d00+ledtab[dis_data[1]]);outdata(0x0e00+ledtab[dis_data[2]]);outdata(0x0f00+ledtab[dis_data[3]]);}/****************************************//*日期显示函数*//****************************************/voiddisp_day()//日期显示day_[6][7]日[4][5]月[0][1][2][3]年{day_show[0]=day[6];day_show[1]=day[7];day_show[2]=day[4];day_show[3]=day[5];day_show[4]=day[0];day_show[5]=day[1];day_show[6]=day[2];day_show[7]=day[3];display(day_show);}/****************************************//*时间显示函数*//****************************************/voiddisp_time()//时间显示time[4][5]秒[2][3]分[[0][1]时{unsignedchardis_data[8];dis_data[7]=time[1];dis_data[6]=time[0];dis_data[5]=10;dis_data[4]=time[3];dis_data[3]=time[2];dis_data[2]=10;dis_data[1]=time[5];dis_data[0]=time[4];display(dis_data);}/****************************************//*闹钟显示*//****************************************/voiddisp_alarm()//时间显示alarm[4][5]秒[2][3]分[[0][1]时{unsignedchardis_data[8];dis_data[7]=alarm[1];dis_data[6]=alarm[0];dis_data[5]=10;dis_data[4]=alarm[3];dis_data[3]=alarm[2];dis_data[2]=10;dis_data[1]=alarm[5];dis_data[0]=alarm[4];display(dis_data);}/****************************************//*设置日期*//****************************************/voidadjust_day()//设置年月日{chari;for(i=0;i<8;i++){while(1) {if(i<4)outdata(0x600|(0x01<<(i+4)));//闪烁if(i>=4)outdata(0x600|(0x01<<(i-4)));disp_day(); if(n==key1)//按key1调整{switch(i){case0:day[6]=day[6]+1;n=0;if(day[6]==10){day[6]=0;};break;case1:day[7]=day[7]+1;n=0;if(day[7]==10){day[7]=0;};break;case2:day[4]=day[4]+1;n=0;if(day[4]==10){day[4]=0;};break;case3:day[5]=day[5]+1;n=0;if(day[5]==10){day[5]=0;};break;case4:day[0]=day[0]+1;n=0;if(day[0]==10){day[0]=0;};break;case5:day[1]=day[1]+1;n=0;if(day[1]==10){day[1]=0;};break;case6:day[2]=day[2]+1;n=0;if(day[2]==10){day[2]=0;};break;case7:day[3]=day[3]+1;n=0;if(day[3]==10){day[3]=0;};break;default:break;}} if(n==key2){n=0;//key2移位if(i==7)i=-1;break;}if(n==key4){outdata(0x600);break;}//key4设置完成}if(n==key4)break;outdata(0x600);}while(1){if(n==key4)break;}}/****************************************//*设置时间*//****************************************/voidadjust_time()//设置时分秒{chari;TR0=0;for(i=0;i<6;i++){while(1){if(i==0)outdata(0x600|0x10);//闪烁控制if(i==1)outdata(0x600|0x20);if(i==2)outdata(0x600|0x80);if(i==3)outdata(0x600|0x01);if(i==4)outdata(0x600|0x04);if(i==5)outdata(0x600|0x08);disp_time(); if(n==key1){switch(i)//按key1调整{case0:time[4]=time[4]+1;n=0;if(time[4]==6){time[4]=0;};break;//秒个位加1case1:time[5]=time[5]+1;n=0;if(time[5]==10){time[5]=0;};break;//秒十位加1case2:time[2]=time[2]+1;n=0;if(time[2]==6){time[2]=0;};break;//分个位加1case3:time[3]=time[3]+1;n=0;if(time[3]==10){time[3]=0;};break;//秒十位加1case4:time[0]=time[0]+1;n=0;if(time[0]==10){time[0]=0;};break;//时个位加1case5:time[1]=time[1]+1;n=0;if(time[1]==10){time[1]=0;};break;//时十位加1default:break;}} if(n==key3)//按key3移位{n=0;if(i==5)i=-1;break;}if(n==key4){outdata(0x600);break;}//key4完成设置}if(n==key4)break;outdata(0x600);}while(1){if(n==key4)break;}TR0=1;}/****************************************//*设置闹钟*//****************************************/voidalarm_set(){chari;for(i=0;i<6;i++){while(1){if(i==0)outdata(0x600+0x10);if(i==1)outdata(0x600+0x20);if(i==2)outdata(0x600+0x80);if(i==3)outdata(0x600+0x01);if(i==4)outdata(0x600+0x04);if(i==5)outdata(0x600+0x08);disp_alarm(); if(n==key1){switch(i){case0:alarm[4]=(alarm[4]+1)%6;n=0;break;//秒个位加1case1:alarm[5]=(alarm[5]+1)%10;n=0;break;//秒十位加1case2:alarm[2]=(alarm[2]+1)%6;n=0;break;//分个位加1case3:alarm[3]=(alarm[3]+1)%10;n=0;break;//秒十位加1case4:alarm[0]=(alarm[0]+1)%3;n=0;break;//时个位加1case5:alarm[1]=(alarm[1]+1)%10;n=0;break;//时十位加1default:break;}} if(n==key3){n=0;if(i==5)i=-1;break;}if(n==key4){outdata(0x600);break;}}if(n==key4)break;outdata(0x600);}while(1){if(n==key4)break;}TR0=1;}/******************************************************//*定时器0中断处理函数秒、分、时、天时间增长子程序*//******************************************************/voidtimego()interrupt1{intyear,bool