数字时钟课程设计样本

目录1.引言 21.1设计任务与规定 21.2数字钟得实用价值和理论意义 21.3设计所用器件简介 31.3.1单片机简介 31.3.21602LCD基本参数及引脚功能 32.设计内容 73．程序设计及硬件电路 83.1原理图（protues） 83.2原理图（protel） 84.仿真成果 95.收获、体会和建议 116.参照文献 117.附：源程序 121.引言近年来随着计算机在社会领域渗入和大规模集成电路发展，单片机应用正在不断地走向进一步，由于它具备功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用以便等特点，因而特别适合于与控制关于系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一种核心部件来使用，在依照详细硬件构造，以及针对详细应用对象特点软件结合，以作完善。单片机模块中最常用是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时装置，与机械式时钟相比具备更高精确性和直观性，且无机械装置，具备更更长使用寿命，因而得到了广泛使用。数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示计时装置,广泛用于个人家庭,车站，码头办公室等公共场合,成为人们寻常生活中不可少必须品,由于数字集成电路发展和石英晶体振荡器广泛应用,使得数字钟精度,远远超过老式钟表，钟表数字化给人们生产生活带来了极大以便，并且大大地扩展了钟表原先报时功能。诸如定期自动报警、准时自动打铃、时间程序自动控制、定期广播、自动起闭路灯、定期开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定期电气自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基本。因而，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实意义。1.1设计任务与规定1.运用AT89C51定期器设计一种电子时钟；2.显示格式位“XXXXXX”,从左向右分别是：时、分、秒;3.显示某些用1602LCD显示屏;4.具备四个调节键K0,K1,K2,K3;5.按下相应键可以调节时，分，秒;6.调节到哪一位哪一位闪烁;7.在1602上方显示“年，月，日，星期”。1.2数字钟得实用价值和理论意义数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示计时装置,广泛用于个人家庭,车站，码头办公室等公共场合,成为人们寻常生活中不可少必须品,由于数字集成电路发展和石英晶体振荡器广泛应用,使得数字钟精度,远远超过老式钟表，钟表数字化给人们生产生活带来了极大以便，并且大大地扩展了钟表原先报时功能。诸如定期自动报警、准时自动打铃、时间程序自动控制、定期广播、自动起闭路灯、定期开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定期电气自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基本。因而，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实意义。1.3设计所用器件简介1.3.1单片机简介MCS51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎INTEL）生产一系列单片机总称，这一系列单片机涉及了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型产品，该系列其他单片机都是在8051基本上进行功能增、减、变化而来，因此人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在国内最流行单片机，因此诸多场合会看到8031名称。INTEL公司将MCS51核心技术授权给了诸多其他公司，因此有诸多公司在做以8051为核心单片机，固然，功能或多或少有些变化，以满足不同需求，其中89C51就是这几年在国内非常流行单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产。后来咱们将用89C51、89S51来完毕一系列实验。MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机分为两大系列，即51子系列与52子系列。51子系列：基本型，依照片内ROM配备，相应芯片为8031、8051、8751、895152子系列：增强型，依照片内ROM配备，相应芯片为8032、8052、8752、8952这两大系列单片机重要硬件特性如下表：上表中可以看到，8031、8031、8032、80C32片内是没有ROM，相应着上表看，咱们可以发现，51系列单片机RAM大小为128B，52系列RAM大小为256B，51系列计数器为两个16位，52系列计数器为三个16位计数器。51系列中断源为5个，52系列中断源为6个。1.3.21602LCD基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大某些为HD44780，带背光比不带背光厚，与否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图10-54所示：图10-541602LCD尺寸图1602LCD重要技术参数：显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能阐明1602LCD采用原则14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口阐明如表10-13所示:编号符号引脚阐明编号符号引脚阐明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选取12D5数据5R/W读/写选取13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极引脚接口阐明表第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示屏对比度调节端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一种10K电位器调节对比度。第4脚：RS为寄存器选取，高电平时选取数据寄存器、低电平时选取指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。1602LCD指令阐明及时序1602液晶模块内部控制器共有11条控制指令，如表所示：序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出数据内容控制命令表1602液晶模块读写操作、屏幕和光标操作都是通过指令编程来实现。（阐明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设立I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文字与否左移或者右移。高电平表达有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示开与关，高电平表达开显示，低电平表达关显示C：控制光标开与关，高电平表达有光标，低电平表达无光标B：控制光标与否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位S/C：高电平时移动显示文字，低电平时移动光标。指令6：功能设立命令DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示F：低电平时显示5x7点阵字符，高电平时显示5x10点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设立。指令8：DDRAM地址设立。指令9：读忙信号和光标地址BF：为忙标志位，高电平表达忙，此时模块不能接受命令或者数据，如果为低电平表达不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。与HD44780相兼容芯片时序表如下：读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0—D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0—D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲输出无2.设计内容ATCATC89C51单片机lcd1602显示屏按键K0K1K2K3位驱动3．程序设计及硬件电路程序流程图3.1原理图（protues）3.2原理图（protel）4.仿真成果上电后按下K0开始运营：按下K3秒闪烁按下K1闪烁减一（05调到04）按下K2加一（04调到05）依照按下K0次数可以变化闪烁位置进行分，时，年，月，日，星期调节调节分调节时调节年调节月调节日调节星期5.收获、体会和建议单片机数字钟可以说是一种较小系统，开始时咱们觉得通过C语言较容易实现，的确，只实现一种可以正常走时并且可以校时数字钟是比较容易。但咱们想错了，毕竟是第一次从总体角度来考虑地完毕一种小系统，好多实际性问题咱们没有考虑，因此导致咱们最后设计数字钟精度不高，并且存在好多问题，固然问题多了对咱们来说是好事，这样咱们在解决更多问题时学会更多解决问题办法，对咱们也算是长长经验吧。通过这次对数字钟设计，让我理解了设计电路程序，也让我理解了关于数字钟原理与设计理念，要设计一种完整电路总要通过多次失败才干成功，在设计中，遇到了许多匪夷所思问题，一种人就是想破脑子也做不出来，这时候，就需要去询问教师、和同窗探讨，共同解决浮现问题，也许就是由于教师一句提示、同窗探讨中就会豁然开朗。。从这次设计中我也觉得自己还对单片机功能理解只是个皮毛，单片机强大功能还等着咱们去开发。通过这次设计，不但使我学到了知识，让我对电路设计有了大概理解；另一方面，还体会到了团队精神。综上所述，这次设计是成功。6.参照文献1杨文龙.单片机原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社，19932李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，3胡汉才.单片机原理及系统设计.北京：清华大学出版社，4杨忠煌，黄博俊，李文昌.单芯片8051实务与应用.北京：中华人民共和国水利水电出版社，7.附：源程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetable1[]={"-00-00-MON"};//星期一MON星期二TUE星期三WED星期四THU星期五FRI星期六SAT星期天SUNucharcodetable2[]={"00:00:00"};ucharcodetable[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};ucharnum,count,miao,fen,xiao,week,day,month,year,shi,ge,flag,num1;sbitLCD_RW=P3^7;sbitLCD_RS=P3^5;sbitLCD_E=P3^4;sbitk1=P1^0;//选取sbitk2=P1^1;//增长sbitk3=P1^2;//减少sbitk4=P1^3;//开始voiddelay(uintz){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////lcd显示voidinit(void);//初始化函数voidwrite_com(ucharcommand);//写指令函数voidwrite_date(uchardat);//写数据函数voidLCD_disp_char(ucharx,uchary,uchardat);//在某个屏幕位置上显示一种字符,X（0-16),y(1-2)//voidLCD_check_busy(void);//检查忙函数。我没用到此函数，由于通过率极低。voiddelay_n40us(uintn);//延时函数//********************************//*******初始化函数***************voidinit(void){write_com(0x38);//设立8位格式，2行，5x7write_com(0x0c);//整体显示，关光标，不闪烁write_com(0x06);//设定输入方式，增量不移位write_com(0x01);//清除屏幕显示delay_n40us(100);//实践证明，用for循环200次就能可靠完毕清屏指令。}//********************************//********写指令函数************voidwrite_com(uchardat){P2=dat;LCD_RS=0;//指令LCD_RW=0;//写入LCD_E=1;//容许LCD_E=0;delay_n40us(1);//实践证明，我LCD1602上，用for循环1次就能完毕普通写指令。}//*******************************//********写数据函数*************voidwrite_date(uchardat){P2=dat;LCD_RS=1;//数据LCD_RW=0;//写入LCD_E=1;//容许LCD_E=0;delay_n40us(1);}//********************************//********延时函数***************voiddelay_n40us(uintn){uinti;ucharj；for(i=n;i>0;i--)for(j=0;j<2;j++)；//在这个延时循环函数中我只做了2次循环，}//实践证明我LCD1602上普通指令只需1次循环就能可靠完毕。////////////////////////////////////////////////////////////////////////voidmain(){ init(); write_com(0x80)；///////初始化 for(num=0;num<15;num++)////////显示年月日 { write_date(table1[num]); delay(5); } write_com(0x80+0x40); for(num=0;num<15;num++)/////////////显示时间 { write_date(table2[num]); delay(5); } while(1) { if(count==20)//////////计时数 { count=0; miao++; if(miao==60) { miao=0; fen++; if(fen==60) { fen=0; xiao++; if(xiao==24) { xiao=0; week++; if(week==8)week=0; switch(week) { case1:write_com(0x80+0x0c);write_date('M');delay(5); write_date('O');delay(5); write_date('N');break; case2:write_com(0x80+0x0c);write_date('T');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('E');break; case3:write_com(0x80+0x0c);write_date('W');delay(5); write_date('E');delay(5); write_date('D');break; case4:write_com(0x80+0x0c);write_date('T');delay(5); write_date('H');delay(5); write_date('U');break; case5:write_com(0x80+0x0c);write_date('F');delay(5); write_date('R');delay(5); write_date('I');break; case6:write_com(0x80+0x0c);write_date('S');delay(5); write_date('T');delay(5); write_date('A');break; case7:write_com(0x80+0x0c);write_date('S');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('N');break; } day++; if((month%2==0&&day==31)||(month%2==1&&day==32&&month!=2)||(((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0)&&month==2&&day==30)||((!(year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0)&&month==2&&day==29)) {////////////////////判断每月有多少天 day=0; month++; if(month==13) { month=1; year++; shi=year/10; ge=year%10; write_com(0x80+0x04); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x03); write_date(table[shi]); } shi=month/10; ge=month%10; write_com(0x80+0x07); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x06); write_date(table[shi]); } shi=day/10; ge=day%10; write_com(0x80+0x0a); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x09); write_date(table[shi]); } shi=xiao/10; ge=xiao%10; write_com(0x80+0x45); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x44); write_date(table[shi]); } shi=fen/10; ge=fen%10; write_com(0x80+0x48); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x47); write_date(table[shi]); } shi=miao/10; ge=miao%10; write_com(0x80+0x4b); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x4a); write_date(table[shi]); }//////////////////////////////////////////显示当前年月日和详细时间 if(k1==0)////////////////按键K1按下 { delay(10); if(k1==0) { TR0=0; flag++; num1=0; if(flag==8)flag=1; switch(flag) { case1: write_com(0x80+0x4b);write_com(0x0f);break; case2: write_com(0x80+0x48);write_com(0x0f);break; case3: write_com(0x80+0x45);write_com(0x0f);break; case4: write_com(0x80+0x0a);write_com(0x0f);break; case5: write_com(0x80+0x07);write_com(0x0f);break; case6: write_com(0x80+0x04);write_com(0x0f);break; case7: write_com(0x80+0x0c);write_com(0x0f);break; }////////////////////////时间停止运营拟定调节时间位置 } while(!k1);///////////消抖 } if(k2==0)//////////////////K2键按下 { delay(10); if(k2==0) { num1++; if(num1==60)num1=0;///////////////////60为周期 switch(flag) { case1:miao=num1; shi=miao/10; ge=miao%10; write_com(0x80+0x4b);////////////////地址 write_date(table[ge]);///////////////数据 write_com(0x80+0x4a); write_date(table[shi]); break; case2:fen=num1; shi=fen/10; ge=fen%10; write_com(0x80+0x48); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x47); write_date(table[shi]); break; case3:xiao=num1; shi=xiao/10; ge=xiao%10; write_com(0x80+0x45); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x44); write_date(table[shi]);break; case4:day=num1; shi=day/10; ge=day%10; write_com(0x80+0x0a); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x09); write_date(table[shi]);break; case5:month=num1; shi=month/10; ge=month%10; write_com(0x80+0x07); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x06); write_date(table[shi]);break; case6:year=num1; shi=year/10; ge=year%10; write_com(0x80+0x04); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x03); write_date(table[shi]);break; case7:week=num1; switch(week) { case1:write_com(0x80+0x0c);write_date('M');delay(5); write_date('O');delay(5); write_date('N');break; case2:write_com(0x80+0x0c);write_date('T');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('E');break; case3:write_com(0x80+0x0c);write_date('W');delay(5); write_date('E');delay(5); write_date('D');break; case4:write_com(0x80+0x0c);write_date('T');delay(5); write_date('H');delay(5); write_date('U');break; case5:write_com(0x80+0x0c);write_date('F');delay(5); write_date('R');delay(5); write_date('I');break; case6:write_com(0x80+0x0c);write_date('S');delay(5); write_date('T');delay(5); write_date('A');break; case7:write_com(0x80+0x0c);write_date('S');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('N');break; } break; }/////////////////////////////////////////是时间加 } while(!k2); } if(k3==0)//////////////////////////K3按下 { delay(10); if(k3==0) { if(num1==0)num1=60; num1--; switch(flag) { case1:miao=num1; shi=miao/10; ge=miao%10; write_com(0x80+0x4b); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x4a); write_date(table[shi]); break; case2:fen=num1; shi=fen/10; ge=fen%10; write_com(0x80+0x48); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x47); write_date(table[shi]); break; case3:xiao=num1; shi=xiao/10; ge=xiao%10; write_com(0x80+0x45); write_date(table[ge]); write_com(0x80+0x44); write_date(table[shi]);break; case4:day=num1; shi=day/10; ge=day%10; write_com(0x80+0x0a); 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