51单片机电子时钟设计报告

..电子时钟实验报告全部代码在文档末尾：51单片机，LCD1602液晶显示屏平台下编程实现，可直接编译运行目录：一，实验目的................................................................1二，实验要求.................................................................2三，实验基本原理.............................................................2四，实验设计分析.............................................................2五，实验要现.................................................................3A.电路设计...............................................................31.整体设计..........................................................32.分块设计..........................................................42.1输入部分.....................................................42.2输出部分.....................................................52.3晶振与复位电路...............................................6B.程序设计...............................................................6B.1程序总体设计.....................................................6B.2程序主要模块.....................................................7五.实验总结及感想............................................................9一，实验目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来..非常大的麻烦，所以电子钟是以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，得到了广泛的使用。1.学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LCD液晶显示的设计方法。2.设计任务及要求利用实验平台上LCD1602液晶显示屏，设计带有闹铃功能的数字时钟二，实验要求A.基本要求：1.在LCD1602液晶显示屏上显示当前日期，时间。2.利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示设置闹玲的时间。闹玲时间到蜂鸣器发出声响，一分钟后闹铃停止。B.扩展部分：1.日历功能（能对年，月，日，星期进行显示，分辨平年，闰年以及各月天数，并调整）实现年月日时分秒的调整，星期准确的随着日期改变而改变进行显示。2.定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闹铃提示）C.可扩展部分：1.闹铃重响功能（闹铃被停止后，以停止时刻开始，一段时间后闹铃重响，且重响时间的间隔可调）2．可进行备忘录提示，按照年月日，可在设定的某年某月进行闹铃提示。三，实验基本原理利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.05s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为20，每中断一次中断计数初值加1，当减到20时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了,是否一天到了，是否一个月到了，是否一年到了。将时间在LCD液晶屏上显示，降低了程序的编写难度。LCD的固定显示特性是我们省去了数码管的动态扫描显示。四，实验设计分析针对要实现的功能，采用AT89S52单片机进行设计，AT89S52单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储..器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、日期显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时程序等。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分：先学习理解C语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的功能！五，实验要现A.电路设计1.整体设计此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用lcd1602显示，年份，月份，星期，小时、分钟和秒（日），使电路更加简单。单片机采用AT89S51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。电路的总体设计框架如下：单片机输入部分晶振和复位输出部分..2.分块设计模块电路主要分为：输入部分、输出部分、复位和晶振电路。2.1输入部分输入信号主要是各种模式选择和调整信号，由按键开关提供。以下为输入部分样例：在本实验中主要用用P3口输入按键信号，还用到了特殊的P0口。对于P0口，由于其存在高阻状态，为了实现开关功能，给其添加上拉电阻，具体如下图所示：..2.2输出部分本电路的输出信号LCD的写入命令和写入数据，闹铃脉冲信号。闹铃由P1.5端输出，模块如下：..日期时间由LCD1602输出，模块如下：2.3晶振与复位电路本实验单片机时钟用部时钟，模块如下：复位电路为手动复位构成，模块如下：B.程序设计B.1程序总体设计本实验用汇编程序完成.程序总的流程图如下：..B.2程序主要模块中断服务程序：/******************一秒定时中断函数*****************/voidtimer0()interrupt1using1{ET0=0;//关闭定时器T0中断允许位TR0=0;//关闭定时器T0jiamiao++;TH0=(65536-50000)/256;//设定每次中断间隔50msTL0=(65536-50000)%256;TR0=1;//启动定时器T0ET0=1;//打开定时器T0中断允许位}本实验中，计数器T0有运用，其中T0中断为时钟定时所用，T1中断用于秒表的准确性保证。T0的定时长度为0.05s,工作于方式1，计数1次，时长1us，故计数器计数20次，进入中断，装满定时器需要0.05s的时间，从而20次中断为一秒，一秒之后，判断是否到60秒，若不到则秒加一，然后返回，若到，则秒赋值为0，分加一，依次类推。包括日期显示的功能也是如此。另外，由于要实现倒计时功能，因此在中断程序中还要加入加一的寄存器，需要时将其进行显示。程序中日历的实现较为复杂，要考虑平年，闰年，特殊的2月，每月的天数的不尽相同。具体的逻辑判断方法为：首先，要考虑年份是不是闰年，闰年的判断方法是：将年份除以100，若能整除，则将年份除以400，若还能整除，则为闰年，若不能，则为平年；若不能被100整除，则判断是否能被4整除，若能，则为闰年，若不能则为平年。只有2月与平、闰年相关，因此在闰年和平年的子程序中，要判断是不是2月，若是则在相应的年中进行日期的增加，若不是则转入平时的月份。其中1、3、5、7、8、10、12月是每月31天，4、6、9、11月为每月30天。显示子程序：/********刷新液晶屏显示容子函数*********/voidbrush_lcd(){..staticucharold_second=0x01;if(dis_val[6]!=old_second){old_second=dis_val[6];//刷新原来的秒为新秒值in_command(0x80);//设定第一行字符串起始显示位置in_data('2');//年的千位in_data('0');//年的百位in_data(num_tab[dis_val[0]/16]);//显示年in_data(num_tab[dis_val[0]%16]);in_data('-');//显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[1]/16]);//显示月in_data(num_tab[dis_val[1]%16]);in_data('-');//显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[2]/16]);//显示日in_data(num_tab[dis_val[2]%16]);in_data('');//显示分隔符in_data('[');//显示分隔符week_disp(dis_val[3]);//LCD1602显示星期值in_data(']');//显示分隔符in_command(0xc0);//设定第二行字符串起始显示位置in_data('-');//显示分隔符in_data('-');//显示分隔符in_data('-');//显示分隔符in_data('-');//显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[4]/16]);//显示时in_data(num_tab[dis_val[4]%16]);in_data(':');//显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[5]/16]);//显示分in_data(num_tab[dis_val[5]%16]);in_data(':');//显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[6]/16]);//显示秒in_data(num_tab[dis_val[6]%16]);in_data('-');//显示分隔符in_data('-');//显示分隔符in_data('-');//显示分隔符in_data('-');//显示分隔符}}本程序通过Keil单片机开发平台实现程序的编译，，生成HEX文件。程序再编译过程中可以发现错位，并及时改正，在设计时非常重要，使错误被扼杀在摇篮中。..五.实验总结及感想一分耕耘，一分收获。只有亲自用实践来验证这句话，在能得其要领。经过这次单片机课程设计，我从一个单片机实践的门外汉，已经越升为略知一二的新手。虽然还有很多有关单片机的应用有待学习，但万变不离其宗，只要深入了解单片的原理，全部知识点，各个细节，一切设计皆有可能。在实验的开始几天，基本上没有收获，不知何从下手，不知所措。为了看得更远，不妨站在前人的肩膀上，我在整体思路模糊的情况下，在网上大量招资粮，各种与电子时钟相关的文章，我阅读了不少。随着涉猎的