单片机实验报告-电子时钟制作

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1、淮北师范大学 电子时钟制作学 院 计算机科学与技术 专 业 计算机科学与技术(师范) 学 号 学 生 姓 名 一、设计内容与设计目的1、编写出一个电子钟，六个数码管每两个一组来分别显示小时、分和秒；一个蜂鸣器来实现报时或闹铃等声音功能；八个二极管玩花样设计，完美电子的整体设计。2、熟悉整个电路图，练习一下焊接操作。3、熟练掌握C51的编程方法与技巧。4、能够有效地控制数码管、二极管、蜂鸣器和键盘的操作（可采用多种形式）。5、能够根据原理图焊接电路板，经过调试，保证整个电路板没有虚焊点。硬件设计要求1、根据项目要求，去选择相应的电路，比如MCU系统，输入输出驱动电路，电源供电电路。2、整体布局合

2、理，标注规范、明确、美观、不产生歧义。3、列出完整的元件清单（标号、型号及大小、封装形式、数量）。4、估算电路板的功耗，并对供电形式提出要求。5、根据设计好的原理图，焊接实物。软件设计要求1、所编代码要能够实现以下基本功能，当时时间的设定，定点闹铃，秒针走一下四个二极管同时向右移一位 。2、根据项目要求，设计软件整体规划，人机对话，各模块的关联，底层驱动模块。3、程序在必要的地方进行注释。每个函数的出入口要有输入输出参数的说明。 程序必须具有具有良好的可读性，可重用，容易调试和维护。4、使用c语言进行编程。二、硬件系统设计 1.STC12C5A60S2控制模块考虑到设计功能需要，控制器的功能用

3、于外部键盘信号的接收和识别、数码管的显示控制等，我们选择了学习过的12C5A60S2系列单片机，具有反应速度极快，工作效率特高的特点。12C5A60S2是一种低功耗、高性能得微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。另外掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.键盘功能模块根据系统的基本的要求，基于时间的观看和设定等功能，采用由四个键构成的独立式键盘分别接在单片机的P3.2-P3.5口，非常的方便，同时相对于独立式键盘大大节省了空间

4、，在软件的设计时带来了极大的方便，使程序简易明了，可读性强。本次设计中，五个功能键分别定义为KEY1键、KEY2键、KEY3键、KEY4键对应着小时加一、小时减一、分钟加一、分钟减一及同时组合键KEY1和KEY2同时按下实现显示年月的操作，KEY3和KEY4同时按下实现显示日的操作，使得操作起来十分的清晰与方便。3.数码管显示模块 显示模块要具有显示时分秒，年月日的功能，共需要六位数码管。数码管的六个位控口接在12C5A60S2单片机的P0口线上，从左到右顺序连接，段控制线接在12C5A60S2单片机的P2口线上，从低位到高位对应连接.再由于数码管的本身显示亮度不够，所以一般都会在其位控和段控

5、口前加上一定的驱动电路，本次设计中采用三极管作为驱动。4.蜂鸣器模块电子钟的另外一个功能是秒走一下，会有声音提示一下，本次设计利用蜂鸣器来实现。具有电路结构非常简单，控制极其方便等优点。5.二极管显示模块二极管采用共阳接法,其负极接在P1口线上。在正常运行时,二极管会随着秒的走动来亮和灭，周期为2秒。6.系统电路图总原理图.总布局图.PCB图见附录（1） 7.系统的元器件清单本系统中所用到的元件如表2.1所示。表2.1 系统元器件表器件型号数量器件型号数量单片机12C5A60S21个按键普通5个三极管普通8个开关6脚双路1个排阻A103J,A427J，A102J1个，1个,1个二极管灯普通8个

6、电容10F2个 数码管 CPS056AR6个电阻普通若干下载接口4针接口1个蜂鸣器压电式1个单排针普通若干三软件系统设计1.使用单片机资源介绍12C5A60S2单片机的P0、P1、P2、P3口作为输入输出口。 RST: 复位输入。2.软件系统各功能模块介绍2.1独立式键盘模块独立式键盘软件设计通过在主程序中调用子程序key去执行相应的功能 ,单片机P3口在复位后保持高电平,当键按下相应口线为低电平，此时CPU做初期判断，之后延时，确定为按键后等待键松，之后执行子程序。达到通过键功能程序的分支执行相应的程序段，完成对应的操作。2.2数码管显示模块 数码管显示是通过调用子程序displaypro来

7、实现的，由于数码管动态显示，所以在执行其他的程序的时候依然要经常调用显示子程序DISP。数码管的段控由单片机改变P2口相应位电平来实现，为实现不同的显示功能，设置了不同的显示缓冲单元，通过控制标志位控制。数码管的位控由CPU改变P0口相应位电平来实现，基于人的视觉延迟性，通过从右到左的循环保证所有数码管都被点亮。 2.3中断函数模块这个程序运用了两个中断函数，分别为定时器0和定时器1的中断，定时器0是用来计时，定时器1是用来动态扫描，这样使得电子钟的性能更稳定。2.4系统的整体设计思路 1.明确要实现的功能：主要有数字时钟时间的显示，时间的调试。另外还有附加功能的实现。2.编写函数利用P2引脚

8、控制三极管的基极用来控制6个数码管的工作状态，利用时间片分别显示不同数码管的显示，根据P0的8个引脚控制数码管的8段显示。3.编写函数利用键盘控制P3实现时间的调试功能。利用P3.2（key1）作为模式选择，P3.3P3.5作为不同功能的调试按键。4.编写函数P1引脚控制发光二极管的闪烁，实现花样式闪烁。5.接着就是闹钟功能的实现，其中包括定时的显示、调试、蜂鸣器的声音等。当定时的闹钟时间与实际时间相同时，蜂鸣器响动。2.5流程图见附录（2）附录1：数码管： 二极管：蜂鸣器：按键：单片机：开始key_board()012show_time()show_time()show_dell()set_

9、dell()set_time()YYNYNtime()walk_up_bell();结束四程序源代码#include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar num=0xbd,0x90,0xa7,0xb6,0x9a,0x3e,0x3f,0xb0,0xbf,0xbe;uchar hour=0,min=0,second=0,time1;uchar set_hour=0,set_min=0,set_switch=1,key1_time,function;uchar bell=0x17,0x13,0x2b

10、;uchar temp;sbit key1=P32;sbit key2=P33;sbit key3=P34;sbit key4=P35;sbit bell_ring=P21;int i;void timer() interrupt 1 using 0 /中断函数TH0 = (65536 - 50000)/256;TL0 = (65536 - 50000)%256;time1 +;void delay(uchar i)/循环的次数等于i*125,一次循环8微秒uchar j,k;for(j=0;ji;j+)for(k=0;k125;k+);void Beep() /控制蜂鸣器函数 bell_ri

11、ng=0;delay(1);bell_ring=1;delay(1); void time() / 时间函数 if(time1=20)time1=0; for(i=0;i25;i+) Beep();second+; P1=_crol_(P1,1); if(second=60)second=0;min+;if(min=60) min=0;hour+;if(hour=24)hour=0;void set_time() /调节时间函数 if(key2=0) delay(200);if(key2=1)hour+;if(hour=25)hour=0;if(key3=0)delay(200);if(key

12、3=1)min+;if(min=60)min=0;if(key4=0) delay(200);if(key4=1)second+;if(second=60)second=0;void show_bell() /显示设置的闹铃时间 P2=0x04;/显示ON，OF if(set_switch%2=0) P0=bell2;/OFdelay(6); else P0=bell1;/ONdelay(6); P2=0x08; P0=bell0; delay(6); P2=0x10; P0=numset_min%10; delay(6); P2=0x20; P0=numset_min/10; delay(6

13、); P2=0x40; P0=numset_hour%10+0x40; delay(6); P2=0x80; P0=numset_hour/10; delay(6);void set_bell() /设置闹铃函数 if(key2=0) delay(200); if(key2=1) set_hour+;if(set_hour=24)set_hour=0; if(key3=0) delay(200);if(key3=1)set_min+;if(set_min=60)set_min=0; if(key4=0) delay(200);if(key4=1)set_switch+; void show_t

14、ime() /显示时间P2=0x04;P0=numsecond%10;delay(6);P2=0x08;P0=numsecond/10;delay(6);P2=0x10;P0=(nummin%10+0x40);delay(6);P2=0x20;P0=nummin/10;delay(6);P2=0x40;P0=numhour%10+0x40;delay(6);P2=0x80;P0=numhour/10;delay(6);void walk_up_bell()if(min=set_min)&(hour=set_hour)temp=1;else temp=0;if(temp=1)&(set_swit

15、ch%2=1)&(second=5) for(i=0;i2;i+)Beep(); else bell_ring=0;void key_board() P3=0xff; if(key1=0) delay(200);if(key1=1) key1_time+; function=key1_time%3;switch(function)case 0 : show_time();break;case 1 : show_time();set_time();break; case 2 : show_bell();set_bell();break; void main()TMOD = 0x01;/TMOD

16、寄存器工作模式选择工作模式1，M1=0，M0=1,使用16位计数器TH0 = (65536 - 50000)/256;/*TL0、TH0 作为16 位寄存器用，计数值从初值开始（初值由软件设定），计数到0xFFFF即十进制的65536 后，再加1，计数器被溢出复位，并把溢出标志TF0 置1。*/TL0 = (65536 - 50000)%256;/50000表50000*0.1微妙=毫秒，EA=1; /EA：CPU 的中断开放标志ET0=1; /ET0：定时器/计数器T0 溢出中断允许位TR0=1; /TR0：定时器0 运行控制位P1=0xf0; / led灯只有第一个亮while(1) ke

17、y_board();time();walk_up_bell();四调试通过键盘，按key1(P32)若干次可以循环显示不同的功能，0时为显示时间，1次为调节时间，按key2（P33）能调节时分，key3（P34）调节分钟，key4（P35）可以调节秒钟。2次时可以调节闹铃key2（P33）调节闹铃时分，key3（P34）调节闹铃分钟，key4（P35）调节开或关即ON或OF。依次摸三循环，实现3个功能即显示时间、调节时间、显示调节闹铃。五总结 在于雷老师的耐心指导下，我们顺利的完成了这次基于单片机的电子钟时钟的设计，对单片机的知识和技能有所认知，把专业知识与实践相结合，既锻炼了我们的动手能力，又加深了我们对专业知识的理解，为我们以后的工作奠定基础，这对我们以后的课程设计和毕业设计都会有所帮助。