單片機(jī)電子時鐘專業(yè)課程設(shè)計(jì)方案報(bào)告

JINJINGCHUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)匯報(bào)題目：電子時鐘專業(yè)電氣工程及其自動化班級級電工2班學(xué)號姓名王貞指導(dǎo)老師鄒云峰提交日期06月21日 目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)和要求單片機(jī)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容…………………2單片機(jī)課程設(shè)計(jì)要求…………………2系統(tǒng)運(yùn)行步驟…………2第二部分設(shè)計(jì)方案2.1總體設(shè)計(jì)方案說明……………………22.2系統(tǒng)方框圖……………32.3系統(tǒng)步驟圖……………3第三部分關(guān)鍵器材及基礎(chǔ)介紹3.1關(guān)鍵器材………………43.2關(guān)鍵器材介紹…………4第四部分系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1最小系統(tǒng)………………64.2LCD顯示電路…………64.3鍵盤輸入電路…………74.4蜂鳴器和LED燈電路…………………7第五部分仿真電路圖和仿真結(jié)果………………8第六部分課程設(shè)計(jì)總結(jié)…………8第七部分參考文件………………9附錄A實(shí)物圖附錄B系統(tǒng)源程序第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.1單片機(jī)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容利用STC89C51單片機(jī)和LCD1602電子顯示器實(shí)現(xiàn)電子時鐘，可由按鍵進(jìn)行調(diào)時和12/二十四小時切換。1.2單片機(jī)課程設(shè)計(jì)要求1．能實(shí)現(xiàn)年、月、日、星期、時、分、秒顯示；2．能實(shí)現(xiàn)調(diào)時功效；3．能實(shí)現(xiàn)12/二十四小時制切換；4．能實(shí)現(xiàn)8：00—22：00整點(diǎn)報(bào)時功效。1.3系統(tǒng)運(yùn)行步驟程序首優(yōu)異行初始化，在主程序循環(huán)程序中首先調(diào)用數(shù)據(jù)處理程序，然后調(diào)用顯示程序，在判定是否有按鍵按下。若有按鍵按下則轉(zhuǎn)到對應(yīng)功效程序?qū)嵤?，沒有按鍵按下則調(diào)用時間程序。若沒到則循環(huán)實(shí)施。計(jì)時中止服務(wù)程序完成秒計(jì)時及向分鐘、小時進(jìn)位和星期、年、月、日進(jìn)位。調(diào)時閃爍中止服務(wù)程序用于被調(diào)單元閃爍顯示。調(diào)時程序用于調(diào)整分鐘、小時、星期、日、月、年，關(guān)鍵由主函數(shù)組成經(jīng)過對相關(guān)子程序調(diào)用，圖所表示。實(shí)現(xiàn)了對時間設(shè)置和修改、LCD顯示數(shù)值等關(guān)鍵功效。相關(guān)調(diào)整是靠對功效鍵判定來實(shí)現(xiàn)。第二部分設(shè)計(jì)方案2.1總體設(shè)計(jì)方案說明1．程序設(shè)計(jì)及調(diào)試依據(jù)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，完成Protues仿真電路設(shè)計(jì)和用Keil軟件編寫程序，并進(jìn)行仿真模擬調(diào)試。2．硬件焊接及調(diào)試依據(jù)仿真電路圖完成電路板焊接，并進(jìn)行軟、硬件調(diào)試，只抵達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。3．后期處理對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)，完成設(shè)計(jì)匯報(bào)。2.2單片機(jī)系統(tǒng)方框圖功效鍵功效鍵增加鍵減小鍵12/二十四小時制切換鍵STC89C51單片機(jī)LCD顯示器電源最小系統(tǒng)2.2單片機(jī)系統(tǒng)步驟圖開始初始化時鐘子程序開始初始化時鐘子程序結(jié)束按鍵掃描子程序主步驟圖鍵盤掃描步驟圖時鐘步驟圖第三部分關(guān)鍵器件及介紹3.1關(guān)鍵器件1.STC89C51單片機(jī)；2．LCD1602液晶顯示器；3.2關(guān)鍵器件介紹1．STC89C51單片機(jī)介紹STC89C51是采取8051核ISP（InSystemProgramming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，片內(nèi)含8KBytes可反復(fù)擦寫1000次Flash只讀程序存放器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存放單元，含有在系統(tǒng)可編程（ISP）特征，配合PC端控制程序即可將用戶程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購置通用編程器，而且速度愈加快。2．LCD1602液晶顯示器介紹LCD1602能夠顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0—D7，和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V,而且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)整和背光。LCD1602引腳說明以下表所表示：LCD液晶顯示器各引腳功效及結(jié)構(gòu)編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對比度調(diào)整11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5R/W讀寫/選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極VDD：電源正極，4.5V—5.5V,通常使用5V電壓；VL：LCD對比度調(diào)整端，電壓調(diào)整范圍為0—5V。接正極時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高會產(chǎn)生“鬼影”，所以通常使用一個10K電位器來調(diào)整對比度，或直接串接一個電阻到地；RS：MCU寫入數(shù)據(jù)或指令選擇端。MCU要寫入指令時，使RS為低電平；MCU要寫入數(shù)據(jù)時，使RS為高電平；R/W：讀寫控制端。R/W為高電平時，讀取數(shù)據(jù)；R/W為低電平時，寫入數(shù)據(jù)；EN：LCD模塊使能信號控制端。寫數(shù)據(jù)時，需要下降沿觸發(fā)模塊。D0—D7：8為數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。假如MCUI/O口資源擔(dān)心話，該模塊也能夠只使用4位數(shù)據(jù)線D4—D7接口傳送數(shù)據(jù)。A：LED背光正極。需要背光時，A串接一個限流電阻接VDD，K接地。K：LED背光地端。第四部分系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1最小系統(tǒng)復(fù)位時單片機(jī)初始化操作，只要給RST引腳加上兩個機(jī)器周期以上高電平信號，就能夠使STC89C51單片機(jī)復(fù)位。此次采取是12M晶振，按鈕復(fù)位電路。4.2LCD顯示電路LCD顯示器D0到D7和單片機(jī)P0口相連，LCD顯示器EN口和單片機(jī)P3.4口相連，RS和P3.5相連。經(jīng)過滑動變阻器改變LCD顯示器顯示對比度。4.3鍵盤輸入電路此次設(shè)計(jì)采取獨(dú)立鍵盤，鍵盤按下時，對應(yīng)I/O口電平由高變低，一次檢測按鍵是否被按下。4個獨(dú)立按鍵和單片機(jī)P3.0—P3.3口相連。4.3蜂鳴器和LED燈電路蜂鳴器作用為準(zhǔn)點(diǎn)報(bào)時產(chǎn)生報(bào)警聲，LED在秒鐘為偶數(shù)時或功效鍵被按下時亮。蜂鳴器和單片機(jī)P2.2口相連，LED燈和單片機(jī)P2.3口相連。第五部分仿真電路圖和仿真結(jié)果用Keil和Protues進(jìn)行仿真調(diào)試，仿真結(jié)果完全達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。第六部分課程設(shè)計(jì)總結(jié)此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，在我和我搭檔陳雅琴默契配合，和鄒老師指導(dǎo)和同學(xué)幫助下順利完成了。在設(shè)計(jì)過程中，從仿真電路設(shè)計(jì)，源程序書寫和修改和實(shí)物電路焊接中全部碰到了不少問題，但在我們共同努力下處理了，而且從中學(xué)到了不少知識。我們在設(shè)計(jì)過程中還不停提出自己疑點(diǎn)和新想法，聯(lián)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用，將書本上學(xué)習(xí)東西利用到實(shí)際中，這些全部令我們受益匪淺。課程設(shè)計(jì)需要很大耐心，尤其是碰到困難時候，這也是對我們考驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過程中，我們碰到問題不是感到急躁，而是耐心地尋求處理措施，和老師、同學(xué)進(jìn)行交流討論，尋求最好處理措施?？偠灾?，在此次課程設(shè)計(jì)中，我們不僅動手、動腦，也學(xué)會了不少東西，同時，謝謝對我們設(shè)計(jì)帶來提議、意見和幫助老師和同學(xué)們！謝謝！第七部分參考文件《單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）》高等教育出版社《新概念51單片機(jī)C語言教程》電子工業(yè)出版社附錄A實(shí)物圖附錄B系統(tǒng)源程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitlcdrs=P3^5;//定義1602液晶RS端sbitlcden=P3^4;//定義1602液晶LCDEN端sbits1=P3^0;//定義按鍵--功效鍵sbits2=P3^1; //定義按鍵--增加鍵sbits3=P3^2; //定義按鍵--減小鍵sbits4=P3^3; //定義按鍵--鬧鐘鍵sbitbeep=P2^2;//定義蜂鳴器端sbitled=P2^3;//定義LED燈端ucharcount,s1num,s4num;charyear,month,day,week,miao,shi,fen,pshi;ucharcodetable[]="20--";//定義初始上電時液晶默認(rèn)顯示狀態(tài)voiddelay(uintz)//延時函數(shù){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidzhuanhuan(){ if(shi==0) pshi=12; if(shi<=12&&shi>=1) pshi=shi;if(shi>12) pshi=shi-12; } voiddi()//蜂鳴器發(fā)聲函數(shù){ beep=0; delay(300); beep=1; delay(300);}voidwrite_com(ucharcom)//液晶寫命令函數(shù){ lcdrs=0; lcden=0; P0=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }voidwrite_date(uchardate)//液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù){ lcdrs=1; lcden=0; P0=date; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; }void_shi() //寫"AM"、"PM"函數(shù){if(shi>=12){ write_com(0x80+0x40+1);//寫出"PM" write_date('P'); write_date('M');}else{ write_com(0x80+0x40+1);//寫出"AM" write_date('A'); write_date('M');}}voidwrite_ymd(ucharadd1,uchardate1)//寫年月日函數(shù){ ucharshi,ge; shi=date1/10;//分解一個2位數(shù)十位和個位 ge=date1%10; write_com(0x80+add1);//設(shè)置顯示位置 write_date(0x30+shi);//送去液晶顯示十位 write_date(0x30+ge);//送去液晶顯示個位}voidwrite_sfm(ucharadd,uchardate)//寫時分秒函數(shù){ ucharshi,ge; shi=date/10;//分解一個2位數(shù)十位和個位 ge=date%10; write_com(0x80+0x40+add);//設(shè)置顯示位置 write_date(0x30+shi);//送去液晶顯示十位 write_date(0x30+ge);//送去液晶顯示個位}voidwrite_week(charweek) //寫液晶星期顯示函數(shù){ write_com(0x80+12); switch(week) { case1: write_date('M');delay(5); write_date('O');delay(5); write_date('N'); break; case2: write_date('T');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('E'); break; case3: write_date('W');delay(5); write_date('E');delay(5); write_date('D'); break; case4: write_date('T');delay(5); write_date('H');delay(5); write_date('U'); break; case5: write_date('F');delay(5); write_date('R');delay(5); write_date('I'); break; case6: write_date('S');delay(5); write_date('A');delay(5); write_date('T'); break; case7: write_date('S');delay(5); write_date('U');delay(5); write_date('N'); break; }}voidwriteym(){day=1;month++;if(month==13){ month=1; year++; if(year==100) year=0; write_ymd(3,year);//年若改變則重新寫入 } write_ymd(6,month);//月若改變則重新寫入}voidinit()//初始化函數(shù){ucharnum; lcden=0; year=13;//初始化種變量值 month=6; day=21; week=5; shi=13; fen=59; miao=58; count=0; s1num=0; s4num=0; write_com(0x38);//初始化1602液晶 write_com(0x0c); write_com(0x06); write_com(0x01); write_com(0x80);//設(shè)置顯示初始坐標(biāo) for(num=0;num<15;num++)//顯示年月日星期 { write_date(table[num]); delay(5); } delay(5); write_com(0x80+0x40+6);//寫出時間顯示部分兩個":" write_date(':'); delay(5); write_com(0x80+0x40+9); write_date(':'); delay(5); write_week(week); write_ymd(3,year);//分別送去液晶顯示 write_ymd(6,month); write_ymd(9,day); write_sfm(10,miao);//分別送去液晶顯示 write_sfm(7,fen); write_sfm(4,shi); TMOD=0x01;//設(shè)置定時器0工作模式1 TH0=(65536-50000)/256;//定時器裝初值 TL0=(65536-50000)%256; EA=1; //開總中止 ET0=1; //開定時器0中止 TR0=1; //開啟定時器0}voidkeyscan()//按鍵掃描函數(shù){ if(s1==0) { delay(5); if(s1==0)//確定功效鍵被按下 { s1num++;//功效鍵按下次數(shù)統(tǒng)計(jì) while(!s1);//釋放確定 if(s1num==1)//第一次被按下時 { TR0=0;//關(guān)閉定時器 write_com(0x80+3);//光標(biāo)定位到年位置 write_com(0x0f);//光標(biāo)開始閃爍 } if(s1num==2)//第二次按下光標(biāo)閃爍定位到月位置 { write_com(0x80+6); } if(s1num==3)//第三次按下光標(biāo)閃爍定位到日位置 { write_com(0x80+9); } if(s1num==4)//第四次按下光標(biāo)閃爍定位到星期位置 { write_com(0x80+12); } if(s1num==7)//第七次被按下時光標(biāo)定位到秒位置 { write_com(0x80+0x40+10); } if(s1num==6)//第六次按下光標(biāo)閃爍定位到分位置 { write_com(0x80+0x40+7); } if(s1num==5)//第五次按下光標(biāo)閃爍定位到時位置 { write_com(0x80+0x40+4); } if(s1num==8)//第七次按下 { s1num=0;//統(tǒng)計(jì)按鍵數(shù)清零 write_com(0x0c);//取消光標(biāo)閃爍 TR0=1; //開啟定時器使時鐘開始走 } } } if(s1num!=0)//只有功效鍵被按下后，增加和減小鍵才有效 { if(s2==0) { delay(5); if(s2==0)//增加鍵確定被按下 { while(!s2);//按鍵釋放 if(s1num==1)//若功效鍵第一次按下 { year++;//則調(diào)整年加1 if(year==100)//若滿100后將清零 year=0; write_ymd(3,year);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+3);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==2)//若功效鍵第二次按下 { month++;//則調(diào)整月加1 if(month==13)//若滿12后將置一 month=1; write_ymd(6,month);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+6);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==3)//若功效鍵第三次按下 { day++;//則調(diào)整日加1 if(year%4==0&&month==2) { if(day==30)//若滿29后將置一 day=1; } if(year%4!=0&&month==2) { if(day==29)//若滿28后將置一 day=1; } if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) { if(day==32)//若滿31后將置一 day=1; } if(month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==31)//若滿30后將置一 day=1; } write_ymd(9,day);;//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+9);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==4)//若功效鍵第四次按下 { week++;//則調(diào)整星期加1 if(week==8)//若滿8后將置一 week=1; write_week(week);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+12);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==7)//若功效鍵第七次按下 { miao++;//則調(diào)整秒加1 if(miao==60)//若滿60后將清零 miao=0; write_sfm(10,miao);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+10);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==6)//若功效鍵第二次按下 { fen++;//則調(diào)整分鐘加1 if(fen==60)//若滿60后將清零 fen=0; write_sfm(7,fen);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+7);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==5)//若功效鍵第五次按下 { shi++; if(shi==24)//若滿24后將清零 { shi=0; } if(s4num==0) { write_sfm(4,shi);;//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+4);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s4num==1) { zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi);;//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+4);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } } } } } if(s3==0) { delay(5); if(s3==0)//確定減小鍵被按下 { while(!s3);//按鍵釋放 if(s1num==1)//若功效鍵第一次按下 { year--;//則調(diào)整秒減1 if(year==-1)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為99 year=99; write_ymd(3,year);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+3);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==2)//若功效鍵第二次按下 { month--;//則調(diào)整分鐘減1 if(month==0)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59 month=12; write_ymd(6,month);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+6);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==3)//若功效鍵第二次按下 { day--;//則調(diào)整日加1 if(year%4==0&&month==2) { if(day==0)//若滿29后將置一 day=29; } if(year%4!=0&&month==2) { if(day==0)//若滿28后將置一 day=28; } if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) { if(day==0)//若滿31后將置一 day=31; } if(month==4||month==6||month==9||month==11) { if(day==0)//若滿30后將置一 day=30; } write_ymd(9,day);;//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+9);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==4)//若功效鍵第二次按下 { week--;//則調(diào)整小時減1 if(week==0)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為23 week=7; write_week(week);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+12);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==7)//若功效鍵第一次按下 { miao--;//則調(diào)整秒減1 if(miao==-1)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59 miao=59; write_sfm(10,miao);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+10);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==6)//若功效鍵第二次按下 { fen--;//則調(diào)整分鐘減1 if(fen==-1)//若減到負(fù)數(shù)則將其重新設(shè)置為59 fen=59; write_sfm(7,fen);//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+7);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s1num==5)//若功效鍵第二次按下 { shi--; if(shi==-1)//若滿24后將清零 shi=23; if(s4num==0) { write_sfm(4,shi);;//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+4);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } if(s4num==1) { zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi);;//每調(diào)整一次送液晶顯示一下 write_com(0x80+0x40+4);//顯示位置重新回到調(diào)整處 } } } } if(s1num==0) { if(s4==0) { delay(5); if(s4==0)//確定功效鍵被按下 { s4num++;//功效鍵按下次數(shù)統(tǒng)計(jì) while(!s4);//釋放確定 if(s4num==1)//第一次被按下時 { zhuanhuan(); _shi(); write_sfm(4,pshi); } if(s4num==2)//第二次按下 { s4num=0;//統(tǒng)計(jì)按鍵數(shù)清零 write_com(0x80+0x40+1); write_date(''); write_date(''); write_sfm(4,shi); } }} }}voidmain()//主函數(shù){ init();//首先初始化各數(shù)據(jù) while(1)//進(jìn)入主程序大循環(huán) { keyscan();//不停檢測按鍵是否被按下 if(s1num!=0) led=0; else led=miao%2; if((shi>7&&shi<23)&&(fen==0)&&(miao==0)) { di(); } }}voidtimer0()interrupt1//定時器0中止服務(wù)程序{ TH0=(65536-50000)/256;//再次裝定時器初值 TL0=(65536-50000)%256; count++; //