單片機實驗報告--電子時鐘制作

1、.淮北師范大學 電子時鐘制作學 院 計算機科學與技術 專 業(yè) 計算機科學與技術(師范) 學 號 學 生 姓 名 ；1一、設計內容與設計目的1、編寫出一個電子鐘，六個數(shù)碼管每兩個一組來分別顯示小時、分和秒；一個蜂鳴器來實現(xiàn)報時或鬧鈴等聲音功能；八個二極管玩花樣設計，完美電子的整體設計。2、熟悉整個電路圖，練習一下焊接操作。3、熟練掌握C51的編程方法與技巧。4、能夠有效地控制數(shù)碼管、二極管、蜂鳴器和鍵盤的操作（可采用多種形式）。5、能夠根據(jù)原理圖焊接電路板，經(jīng)過調試，保證整個電路板沒有虛焊點。硬件設計要求1、根據(jù)項目要求，去選擇相應的電路，比如MCU系統(tǒng)，輸入輸出驅動電路，電源供電電路。2、整體

2、布局合理，標注規(guī)范、明確、美觀、不產(chǎn)生歧義。3、列出完整的元件清單（標號、型號及大小、封裝形式、數(shù)量）。4、估算電路板的功耗，并對供電形式提出要求。5、根據(jù)設計好的原理圖，焊接實物。軟件設計要求1、所編代碼要能夠實現(xiàn)以下基本功能，當時時間的設定，定點鬧鈴，秒針走一下四個二極管同時向右移一位 。2、根據(jù)項目要求，設計軟件整體規(guī)劃，人機對話，各模塊的關聯(lián)，底層驅動模塊。3、程序在必要的地方進行注釋。每個函數(shù)的出入口要有輸入輸出參數(shù)的說明。 程序必須具有具有良好的可讀性，可重用，容易調試和維護。4、使用c語言進行編程。二、硬件系統(tǒng)設計 1.STC12C5A60S2控制模塊考慮到設計功能需要，控制器的

3、功能用于外部鍵盤信號的接收和識別、數(shù)碼管的顯示控制等，我們選擇了學習過的12C5A60S2系列單片機，具有反應速度極快，工作效率特高的特點。    12C5A60S2 是一種低功耗、高性能得微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。另外掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。2.鍵盤功能模塊根據(jù)系統(tǒng)的基本的要求，基于時間的觀看和設定等功能，采用由四個鍵構成的獨立式鍵盤分別接在單片機的P

4、3.2-P3.5口，非常的方便，同時相對于獨立式鍵盤大大節(jié)省了空間，在軟件的設計時帶來了極大的方便，使程序簡易明了，可讀性強。本次設計中，五個功能鍵分別定義為KEY1鍵、KEY2鍵、KEY3鍵、KEY4鍵對應著小時加一、小時減一、分鐘加一、分鐘減一及同時組合鍵KEY1和KEY2同時按下實現(xiàn)顯示年月的操作，KEY3和KEY4同時按下實現(xiàn)顯示日的操作，使得操作起來十分的清晰與方便。3.數(shù)碼管顯示模塊 顯示模塊要具有顯示時分秒，年月日的功能，共需要六位數(shù)碼管。數(shù)碼管的六個位控口接在12C5A60S2單片機的P0口線上，從左到右順序連接，段控制線接在12C5A60S2單片機的P2口線上，從低位到高位對

5、應連接.再由于數(shù)碼管的本身顯示亮度不夠，所以一般都會在其位控和段控口前加上一定的驅動電路，本次設計中采用三極管作為驅動。4.蜂鳴器模塊電子鐘的另外一個功能是秒走一下，會有聲音提示一下，本次設計利用蜂鳴器來實現(xiàn)。具有電路結構非常簡單，控制極其方便等優(yōu)點。5.二極管顯示模塊二極管采用共陽接法,其負極接在P1口線上。在正常運行時,二極管會隨著秒的走動來亮和滅，周期為2秒。6.系統(tǒng)電路圖總原理圖.總布局圖.PCB圖見附錄（1） 7.系統(tǒng)的元器件清單本系統(tǒng)中所用到的元件如表2.1所示。表2.1 系統(tǒng)元器件表器件型號數(shù)量器件型號數(shù)量單片機12C5A60S21個按鍵普通5個三極管普通8個開關6腳雙路1個排阻

6、A103J,A427J，A102J1個，1個,1個二極管燈普通8個電容10F2個 數(shù)碼管 CPS056AR6個電阻普通若干下載接口4針接口1個蜂鳴器壓電式1個單排針普通若干三軟件系統(tǒng)設計1.使用單片機資源介紹12C5A60S2單片機的P0、P1、P2、P3口作為輸入輸出口。 RST: 復位輸入。2.軟件系統(tǒng)各功能模塊介紹2.1獨立式鍵盤模塊獨立式鍵盤軟件設計通過在主程序中調用子程序key去執(zhí)行相應的功能 ,單片機P3口在復位后保持高電平,當鍵按下相應口線為低電平，此時CPU做初期判斷，之后延時，確定為按鍵后等待鍵松，之后執(zhí)行子程序。達到通過鍵功能程序的分支執(zhí)行相應的程序段，完成對應的操作。2.

7、2數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管顯示是通過調用子程序displaypro來實現(xiàn)的，由于數(shù)碼管動態(tài)顯示，所以在執(zhí)行其他的程序的時候依然要經(jīng)常調用顯示子程序DISP。數(shù)碼管的段控由單片機改變P2口相應位電平來實現(xiàn)，為實現(xiàn)不同的顯示功能，設置了不同的顯示緩沖單元，通過控制標志位控制。數(shù)碼管的位控由CPU改變P0口相應位電平來實現(xiàn)，基于人的視覺延遲性，通過從右到左的循環(huán)保證所有數(shù)碼管都被點亮。 2.3中斷函數(shù)模塊這個程序運用了兩個中斷函數(shù)，分別為定時器0和定時器1的中斷，定時器0是用來計時，定時器1是用來動態(tài)掃描，這樣使得電子鐘的性能更穩(wěn)定。2.4系統(tǒng)的整體設計思路 1.明確要實現(xiàn)的功能：主要有數(shù)字時鐘時間的

8、顯示，時間的調試。另外還有附加功能的實現(xiàn)。2.編寫函數(shù)利用P2引腳控制三極管的基極用來控制6個數(shù)碼管的工作狀態(tài)，利用時間片分別顯示不同數(shù)碼管的顯示，根據(jù)P0的8個引腳控制數(shù)碼管的8段顯示。3.編寫函數(shù)利用鍵盤控制P3實現(xiàn)時間的調試功能。利用P3.2（key1）作為模式選擇，P3.3P3.5作為不同功能的調試按鍵。4.編寫函數(shù)P1引腳控制發(fā)光二極管的閃爍，實現(xiàn)花樣式閃爍。5.接著就是鬧鐘功能的實現(xiàn)，其中包括定時的顯示、調試、蜂鳴器的聲音等。當定時的鬧鐘時間與實際時間相同時，蜂鳴器響動。2.5流程圖見附錄（2）附錄1：數(shù)碼管： 二極管：蜂鳴器：按鍵：單片機：開始key_board()012show

9、_time()show_time()show_dell()set_dell()set_time()YYNYNtime()walk_up_bell();結束四程序源代碼#include <regx51.h>#include <intrins.H>#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,s

10、et_min=0,set_switch=1,key1_time,function;uchar bell=0x17,0x13,0x2b;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 /中斷函數(shù)TH0 = (65536 - 50000)/256;TL0 = (65536 - 50000)%256;time1 +;void delay(uchar i)/循環(huán)的次數(shù)等于i*125,一次循環(huán)8微秒uch

11、ar j,k;for(j=0;j<i;j+)for(k=0;k<125;k+);void Beep() /控制蜂鳴器函數(shù) bell_ring=0;delay(1);bell_ring=1;delay(1); void time() / 時間函數(shù) if(time1=20)time1=0; for(i=0;i<25;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() /調節(jié)時間函數(shù) if(ke

12、y2=0) delay(200);if(key2=1)hour+;if(hour=25)hour=0;if(key3=0)delay(200);if(key3=1)min+;if(min=60)min=0;if(key4=0) delay(200);if(key4=1)second+;if(second=60)second=0;void show_bell() /顯示設置的鬧鈴時間 P2=0x04;/顯示ON，OF if(set_switch%2=0) P0=bell2;/OFdelay(6); else P0=bell1;/ONdelay(6); P2=0x08; P0=bell0; del

13、ay(6); P2=0x10; P0=numset_min%10; delay(6); P2=0x20; P0=numset_min/10; delay(6); P2=0x40; P0=numset_hour%10+0x40; delay(6); P2=0x80; P0=numset_hour/10; delay(6);void set_bell() /設置鬧鈴函數(shù) 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(

14、set_min=60)set_min=0; if(key4=0) delay(200);if(key4=1)set_switch+; void show_time() /顯示時間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_u

15、p_bell()if(min=set_min)&&(hour=set_hour)temp=1;else temp=0;if(temp=1)&&(set_switch%2=1)&&(second<=5) for(i=0;i<2;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();

16、break;case 1 : show_time();set_time();break; case 2 : show_bell();set_bell();break; void main()TMOD = 0x01;/TMOD 寄存器工作模式選擇工作模式1，M1=0，M0=1,使用16位計數(shù)器TH0 = (65536 - 50000)/256;/*TL0、TH0 作為16 位寄存器用，計數(shù)值從初值開始（初值由軟件設定），計數(shù)到0xFFFF即十進制的65536 后，再加1，計數(shù)器被溢出復位，并把溢出標志TF0 置1。*/TL0 = (65536 - 50000)%256;/50000表50000*0.1微妙=毫秒，EA=1; /EA：CPU 的中斷開放標志ET0=1; /ET0：定時器/計數(shù)器T0 溢出中斷允許位TR0=1; /TR0：定時器0 運行控制位P1=0xf0; / led燈只有第一個亮while(1) key_board();time();walk_up_bell();四調試通過鍵盤，按key1(P32)若干次可以循環(huán)顯示不同的功能，0時為顯示時間，1次為調節(jié)時間，按key2（P33