單片機-電子時鐘實驗報告

1、一、實驗任務(wù)及要求在焊接的電路板中，4個LED數(shù)碼管，設(shè)計帶有鬧鈴功能的數(shù)字時鐘，要求：1、在4位數(shù)碼管上顯示當前時間。顯示格式“時時分分”；”2、由LED閃動做秒顯示；3、利用按鍵可對時間及鬧玲進行設(shè)置，并可顯示鬧玲時間。當鬧玲時間到蜂鳴器發(fā)出聲響，按停止鍵使可使鬧玲聲停止。二、方案論證與比較2.1數(shù)字時鐘方案數(shù)字時鐘是本設(shè)計的最主要的部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實現(xiàn)。方案一：本方案采用Dallas公司的專用時鐘芯片DS12887A。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網(wǎng)

2、電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時，鋰電池也能保證芯片的正常運行，以備隨時提供正確的時間。方案二：本方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機內(nèi)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實現(xiàn)5毫秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的計數(shù)值加1；若計數(shù)值達到200，則將其清零，并將方案一：靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導通或截止。該方式每一位都需要一個8 位輸出口控制。靜態(tài)顯示時較小的電流能獲得較高

3、的亮度，且字符不閃爍。但當所顯示的位數(shù)較多時，靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，造成了資源的浪費。方案二：動態(tài)顯示。所謂動態(tài)顯示就是一位一位的輪流點亮各個位，對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度合適，字符才不閃爍。顯示器的亮度既與導通電流有關(guān)，也于點亮時間與間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了I/O口，降低了能耗。從節(jié)省I/O口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計采用方案二。三、各個部分的分析1）顯示電路：通過4個LED顯示屏顯示分鐘和小時兩個兩聯(lián)的LED顯示器，通過與單片機P1接口連接實現(xiàn)顯示功能。而實現(xiàn)4個LED

4、燈動態(tài)顯示，靠的是位選電路2）位選電路 四位共陽LED數(shù)碼管，其標號分別為HourH,HourL,MinL,MinH，低電平選通，且任何時候僅有一位輸出低電平，顯示時對各顯示器進行動態(tài)掃描，顯示器分時輪流工作。雖然每次只有一個顯示器顯示，但是由于人的視覺暫留現(xiàn)象我們?nèi)詴杏X所有的顯示器都在同時顯示。P0口作為輸出口控制8個發(fā)光二極管的亮滅，控制數(shù)碼管的顯示。因此，可以實現(xiàn)4個LED在我們看來同時亮，顯示時間。3） 鬧鈴部分：使用蜂鳴器實現(xiàn)鬧鐘功能其中，buzzer端口接到單片機的P1.7輸出。（端口連接在最后介紹）4） 開關(guān)部分:使用了5個開關(guān)控制整個電路的啟動，修改時間，設(shè)置鬧鐘，關(guān)閉電路等

5、功能為查詢方式典型電路。其中Setbutton為復位開關(guān)，swtich為轉(zhuǎn)換模式開關(guān)，即工作模式和調(diào)時間模式，Increase為調(diào)時間模式中控制時間變化的按鈕，STRAT和STOP分別為開啟和結(jié)束按鈕，這5個開關(guān)分別接到P2.0-P2.5端口，以控制其輸入。5） 串轉(zhuǎn)并電路為了進一步節(jié)省I/O口，有添加了一個額外的串轉(zhuǎn)并電路由以上電路，我們將P1.0-P1.2擴展到7個I/O口，我們采用的是74HC595芯片，管腳圖如下：7）復位電路整體電路圖如下：四、軟件設(shè)計由于匯編語言繁瑣，我們采用的是C語言編程，源程序及注釋如下：#include #include /時分#define TYPE uns

6、igned char#define HOUR 0#define MIN 1/顯示狀態(tài)#define NORMAL 0#define BELLTIME 1#define SETTING_N 2#define SETTING_C 3/閃爍顯示#define NoMask 0#define MaskHour 1#define MaskMin 2#define MaskAll 3#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/Bit Definition/數(shù)碼管sbit HourH = P13; /低電平，數(shù)碼管使能sbit HourL = P

7、14;sbit MinH = P15;sbit MinL = P16;/蜂鳴器sbit Buzzer = P17; /低電平，蜂鳴器響/鍵盤sbit SetButton = P20;/按鍵定義，設(shè)置（正常，定時顯示切換）鍵，時位分位轉(zhuǎn)換鍵，增加鍵sbit Switch =P21;sbit Increase = P22; sbit Start = P23;sbit Stop = P24;/LEDsbit SecLed = P25; /秒顯示，低電平點亮sbit ClockStartLED = P26; /鬧鐘定鬧開始/74HC595 輸入管腳定義sbit SH_CP = P10;sbit DS

8、= P11;sbit ST_CP = P12;/Function Definitionvoid delay5ms(void);void Clock();void Display();void Set();void Ring();void StopRing();void ShowANum(uchar i);void StartRing();void delaykey(void);void MaskShow(uchar Num,TYPE t);/Variable Definition/正常時間uchar hour=8;uchar min=0;uchar sec=0;uint count=0;/鬧鐘

9、定時uchar mp=1;uchar st=0;uchar cHour=8;uchar cMin=0;/模式標示uchar displayMode=NORMAL;uchar currentSelect=HOUR;/數(shù)碼管數(shù)字顯示編碼uchar H1;uchar H2;uchar M1;uchar M2;uchar temp;uchar code DSY_CODE=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff;/閃爍顯示uchar MaskType=NoMask;uint blinkcount=0;/音樂uchar p=0;ucha

10、r temp=0;uchar jiepai=0;uchar yindiao=0;uchar Pai1_4=20;uchar jpLength=0;/音調(diào)數(shù)組unsigned char code music=0xFF,0xFF,0xF8,0x89,0xf9,0x59,0xfa,0x13,0xfa,0x68,0xfb,0x04,0xfb,0x90,0xfc,0x0c, 0xfc,0x44,0xfc,0xad,0xfd,0x0a,0xfd,0x34,0xfd,0X82,0xfd,0xc8,0xfe,0x06, 0xfe,0x22,0xfe,0x56,0xfe,0x85,0xfe,0x9a,0xfe,

11、0xc1,0xfe,0xe4,0xff,0x03, 0xff,0x11;/音樂編碼unsigned char code Mmusic=/音階測試/1,4,2,4,3,4,4,4,5,4,6,4,7,4,8,4,/9,4,10,4,11,4,12,4,13,4,14,4,15,4,/16,4,17,4,18,4,19,4,20,4,21,4,22,4,/兩只老虎1,4,2,4,3,4,1,8,1,4,2,4,3,4,1,8,3,2,4,8,5,5,3,2,4,8,5,5,5,5,6,2,5,5,4,4,3,4,1,8,5,5,6,2,5,5,4,4,3,4,1,8,3,4,1,4,2,8,3,4

12、,1,4,2,8,0xff,0x00/結(jié)束標記;void main()/設(shè)置T0,T1TMOD = 0x11; TH0 = 0x0EC; TL0 = 0x78; TH1 = 0x0F0; TL1 = 0x60;ET0=1;ET1=1;EA=1;TR0=1;/設(shè)置定時器的優(yōu)先級PT0=1; /5ms標準時鐘設(shè)為高優(yōu)先級，保證計時的準確性PT1=0;/順序執(zhí)行（主循環(huán)）while(1)/設(shè)置何時開啟T1定時器if(displayMode!=NORMAL|mp=0)TR1=1;elseTR1=0;MaskType=NoMask;/方法并行Display();Display();Set();Start

13、Ring();Ring();StopRing();void Clock() interrupt 1TH0 = 0x0EC; TL0 = 0x78;count+;if(mp=0) /控制音樂節(jié)拍if(jpLength-=100)blinkcount=0;if(displayMode=BELLTIME)if(MaskType=NoMask)MaskType=MaskAll;elseMaskType=NoMask;else if(displayMode=SETTING_C|displayMode=SETTING_N)if(currentSelect=HOUR)if(MaskType=NoMask)M

14、askType=MaskHour;elseMaskType=NoMask;if(currentSelect=MIN)if(MaskType=NoMask)MaskType=MaskMin;elseMaskType=NoMask;void StartRing()if(Start=0)ClockStartLED=0;st=1;Start=1;void Ring()if(st=1&cHour=hour&cMin=min)/Buzzer=0;mp=0;void StopRing()if(Stop=0)Buzzer=1;mp=1;p=0;ClockStartLED=1;st=0;MaskType=NoM

15、ask;void Display()/分析COUNT，合成HOUR,MINif(count=200)count=count-200;sec+;if(sec=60)sec=0;min+;if(min=60)min=0;hour+;if(hour=25)hour=0;/顯示時間if(displayMode=NORMAL|displayMode=SETTING_N) HourH=1;HourL=1; MinH=1;MinL=1; H1=hour/10;H2=hour%10; M1=min/10;M2=min%10; MaskShow(H1,HOUR);HourH=0;delay5ms();HourH

16、=1; MaskShow(H2,HOUR); HourL=0; delay5ms(); HourL=1;MaskShow(M1,MIN);MinH=0;delay5ms();MinH=1; MaskShow(M2,MIN); MinL=0;delay5ms(); MinL=1; if(displayMode=BELLTIME|displayMode=SETTING_C) H1=cHour/10; H2=cHour%10; M1=cMin/10; M2=cMin%10; MaskShow(H1,HOUR); HourH=0; delay5ms(); HourH=1; MaskShow(H2,HO

17、UR); HourL=0; delay5ms(); HourL=1; MaskShow(M1,MIN); MinH=0; delay5ms(); MinH=1; MaskShow(M2,MIN); MinL=0; delay5ms(); MinL=1;void MaskShow(uchar Num,TYPE t)if(MaskType=MaskHour)if(t=HOUR)ShowANum(10);elseShowANum(Num);else if(MaskType=MaskMin)if(t=MIN)ShowANum(10);elseShowANum(Num);else if(MaskType

18、=MaskAll)ShowANum(10);elseShowANum(Num);void ShowANum(uchar Num)uchar i;temp=DSY_CODENum;/串行輸入74HC595for(i=0;i8;i+)temp=4)displayMode=0;/設(shè)置模式下，時分轉(zhuǎn)換鍵作用if(Switch=0&(displayMode=SETTING_C|displayMode=SETTING_N)delaykey();if(Switch=0)currentSelect=!currentSelect;/設(shè)置模式下，數(shù)值增加鍵作用if(Increase=0&displayMode=SETTING_C)delaykey();if(Increase=0)if(currentSe