自己做的51單片機日歷時鐘課程設(shè)計報告與仿真源碼

ID:291754 · 發(fā)表于 2018-3-14 19:34

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2014級單片機原理與應(yīng)用

課程設(shè)計報告

課題名稱	單片機原理及應(yīng)用
姓名	劉*
學(xué) 號	070814009 070814012 070814032 070814041
院、系、部	計算機與信息學(xué)院
專業(yè)	物聯(lián)網(wǎng)工程
指導(dǎo)教師	汪*

一、設(shè)計任務(wù)及要求：

設(shè)計任務(wù)：

1、利用內(nèi)部定時器定時，編程實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒的顯示，顯示格式為: 年月日:19-06-09
時分秒:09-34-15
也可自行設(shè)定顯示格式，兩部分可按鍵切換顯示;
2、能按鍵調(diào)整日期、時間的數(shù)值;
3、設(shè)置有整點提醒功能，用一個LED亮滅代替效果
4、設(shè)置有鬧鐘功能，當(dāng)前時間與設(shè)定的鬧鐘時間一致時，用四個LED代替閃爍一分鐘

要求：

首先進行預(yù)設(shè)計，根據(jù)設(shè)計的任務(wù)要求，先確定設(shè)計的硬件電路方案，然后進行硬件電路的初步設(shè)計，在計算機上畫出硬件電路圖，在老師的指導(dǎo)下進行修正硬件電路圖，并對所涉及的參數(shù)進行計算。

在確定硬件的基礎(chǔ)上，要進行軟件的總體設(shè)計，包括軟件主流程的設(shè)計以及各子程序的設(shè)計，同時，要寫出詳細(xì)的操作說明，如時間的調(diào)整方法，顯示窗口的時間切換等，以配合軟件的設(shè)計。

然后進入硬件的調(diào)試及編程工作，設(shè)計組內(nèi)的同學(xué)可根據(jù)任務(wù)分工，有調(diào)試硬件各功能模塊的，如鍵盤子程序、顯示子程序等，有進行整體程序的編制的，各模塊的編制過程中要注意資源的銜接。

最后進入聯(lián)機調(diào)試，聯(lián)機調(diào)試的原則也要采用分步走的原則，各個功能模塊要逐步套入，通過一個再增加一項功能，從而達(dá)到設(shè)計的總體要求，不要上來編制個最大的程序，最后無法查找錯誤。

最后寫出設(shè)計報告。

指導(dǎo)教師簽名：

2016年月日

三、成績

指導(dǎo)教師簽名：

年月日

一、緒言1
二、系統(tǒng)設(shè)計1
2.1系統(tǒng)整體流程圖1
2.2日歷時鐘的控制方案論證1
2.3單片機的選擇方案論證2
2.4鍵盤選擇方案論證2
2.5顯示模塊的選擇方案論證2
2.6模塊的選擇方案論證2
三、硬件電路設(shè)計2
3.1日歷時鐘的控制電路圖2
3.2行列式鍵盤的設(shè)計3
3.3數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計3
3.4主要元器件選擇4
四、程序流程圖5
五、 c語言程序設(shè)計5
六、日歷時鐘的控制器仿真19
6.1 Keil調(diào)試19
6.2 Proteus調(diào)試19
7、結(jié)束語20

參考文獻(xiàn)21

1、緒言

近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。電子時鐘是現(xiàn)代社會中的主要計時工具之一，廣泛應(yīng)用于手機，電腦，汽車等社會生活需要的各個方面，及對時間有要求的場合。本設(shè)計采用AT89C51單片機作為主要核心部件，附以上電復(fù)位電路，時鐘電路及按鍵調(diào)時電路組成。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校?必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時、自動報時及自動控制等各個領(lǐng)域。

2、系統(tǒng)設(shè)計2.1 設(shè)計任務(wù)

1、利用內(nèi)部定時器定時，編程實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒的顯示，顯示格式為: 年月日:15-06-09
時分秒:09-34-15
也可自行設(shè)定顯示格式，兩部分可按鍵切換顯示;
2、能按鍵調(diào)整日期、時間的數(shù)值;
3、設(shè)置有整點提醒功能，用一個LED亮滅代替效果
4、設(shè)置有鬧鐘功能，當(dāng)前時間與設(shè)定的鬧鐘時間一致時，用四個LED代替閃爍一分鐘

2.2 方案比較與論證

2.2.1 系統(tǒng)整體流程圖

2.2.2 電子密碼鎖的控制方案論證

用4*1的行列式鍵盤組成切換鍵，調(diào)整鍵等，從矩陣鍵盤輸入調(diào)整時間日歷和鬧鐘，起始狀態(tài)由程序設(shè)定。用8位數(shù)碼管組成顯示時間和日歷。當(dāng)整點時，則有一個led燈閃爍一次。當(dāng)時間與設(shè)定的鬧鐘時間一致時，四個led燈同時閃爍一分鐘。

2.2.3 單片機的選擇方案論證

方案一：采用可編程邏輯期間CPLD 作為控制器。CPLD可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進行功能擴展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模控制系統(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高，且從使用及經(jīng)濟的角度考慮我們放棄了此方案。

方案二：采用Atmel公司的AT89C51單片機作為控制器。AT89C51是一個低功耗，高性能的CMOS 8位微處理器，其片中還有4K字節(jié)的程序存儲器，可反復(fù)擦除1000次。AT89C51具有51系列單片機的所有優(yōu)點，有5個中斷源，兩個16位的定時器/計時器。

綜合考慮，選擇方案二，采用Atmel公司的AT89C51單片機作為控制器。

2.2.4 鍵盤選擇方案論證

方案一：采用獨立式鍵盤。由于各鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易的判斷哪個按鍵被按下。此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。但本題發(fā)揮部分要求12個功能鍵，按鍵數(shù)目較多，這就需要較多的輸入口線，而且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故此方案不可取。

方案二：采用行列式鍵盤。它由行線和列線組成，按鍵位于行列的交叉點上，行線信號和列線信號分別通過兩個接口和CPU相連，通過行列掃描法判定按鍵的位置，此方案適用于按鍵較多的場合。

通過對題目的分析，采用4*1行列式鍵盤。

2.2.5 顯示模塊的選擇方案論證

方案一：采用帶字庫LCD模塊顯示。能顯示復(fù)雜的信息，具有質(zhì)量輕，體積小，功耗低，指令功能強，接口簡單，可靠性強等優(yōu)點，顯示內(nèi)容豐富，圖形美觀，易于人機交流。但是價格昂貴。

方案二：采用LED數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管能顯示數(shù)字和符號，但是占用IO口資源較多，對于簡單的電路可以選用此方案。

電子密碼鎖，電路簡單，選用方案二，顯示所需信息。

2.2.6 模塊的選擇方案論證

程序默認(rèn)顯示當(dāng)前時間，當(dāng)按下鍵1時，時鐘切換為顯示日歷信息，再按一次鍵1則切換為顯示設(shè)定鬧鐘時間，再次按下鍵1則返回顯示當(dāng)前時間；在分別顯示時間、日歷和鬧鐘的時候，按下鍵2則是分別讓小時、年份和小時加1，鍵3與鍵2同理，按下時分別讓分鐘、月份、分鐘加1，鍵4同理，按下時分別讓秒、日、秒加1。當(dāng)整點時，D5燈滅，否則燈亮，則實現(xiàn)整點提醒效果；鬧鐘時間與當(dāng)前時間一致時，D1、D2、D3、D4同時閃爍一分鐘，實現(xiàn)鬧鐘并持續(xù)閃爍一分鐘。

3 硬件電路設(shè)計

3.1行列式式鍵盤的設(shè)計

鍵盤電路如圖3所示:

圖3 鍵盤電路

3.2數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計

數(shù)碼管驅(qū)動采用8 個共陰極數(shù)碼管顯示，其電路圖如下：

圖4 數(shù)碼管顯示電路

3.3 主要元器件選擇

主要元器件選用型號和數(shù)量如表1所示：

表1 主要元器件清單

序號	材料名稱	規(guī)格型號	數(shù)量	元件代號
1	單片機	AT89C51	1	U1
2	晶振	12MHz	1	X1
3	led	30PF	5	D1
4	鍵盤	4*1	4
5	數(shù)碼管	MPX8	8
6	鎖存器	74hc138	2

3.4 程序流程圖 時間程序流程圖3.5 C語言程序設(shè)計3.6帶有鬧鐘功能的日歷時鐘仿真

在完成了電子密碼鎖硬件設(shè)計和軟件設(shè)計以后，便進入系統(tǒng)的調(diào)試階段。系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法基本上是相同的，但具體細(xì)節(jié)和所采用的開發(fā)系統(tǒng)以及用戶系統(tǒng)選用的單片機型號有關(guān)，如可選用Keil軟件進行軟件調(diào)試，用Proteus軟件完成硬件調(diào)試。

6.1 Keil調(diào)試

6.2 Proteus調(diào)試

圖一：時間截圖

圖二：日期截圖

圖三：鬧鐘截圖

3.7結(jié)束

通過這次課程設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識和專業(yè)技能去分析問題、解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機的基本原理、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及用c語言設(shè)計程序的思路技巧等方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。

3.8 參考文獻(xiàn)

[1] 周潤景．基于 Proteus的電路與單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[2] 金炯泰，金奎煥．如何使用KEIL8051C編譯器[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

[3] 程相波，衛(wèi)安軍．基于MCS-51單片機的八路搶答器設(shè)計方法研究文獻(xiàn)名[J]．北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007（2）．
[4] 張齊．單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)———基于 C 語言編程[M] .北京: 電子工業(yè)出版社,2004.

[5] 潘永雄．新編單片機與應(yīng)用[M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社,2003.

1.期刊類

【格式】[序號]作者.篇名[J].刊名，出版年份，卷號（期號）：起止頁碼.

【舉例】

[1] 王海粟.淺議會計信息披露模式[J].財政研究，2004,21(1)：56-58.

[2] 夏魯惠.高等學(xué)校畢業(yè)論文教學(xué)情況調(diào)研報告[J].高等理科教育，2004(1):46-52.

[3] Heider, E.R.& D.C.Oliver. The structure of color space in naming and memory of two languages [J]. Foreign Language Teaching and Research, 1999, (3): 62 – 67.

2.專著類

【格式】[序號]作者.書名[M].出版地：出版社，出版年份：起止頁碼.

【舉例】[4] 葛家澍，林志軍.現(xiàn)代西方財務(wù)會計理論[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，2001：42.

[5] Gill, R. Mastering English Literature [M]. London: Macmillan, 1985: 42-45.

3.報紙類

【格式】[序號]作者.篇名[N].報紙名，出版日期（版次）.

【舉例】

[6] 李大倫.經(jīng)濟全球化的重要性[N]. 光明日報，1998-12-27(3).

[7] French, W. Between Silences: A Voice from China[N]. Atlantic Weekly, 1987-8-15(33).

4.論文集

【格式】[序號]作者.篇名[C].出版地：出版者，出版年份：起始頁碼.

【舉例】

[8] 伍蠡甫.西方文論選[C]. 上海：上海譯文出版社，1979：12-17.

[9] Spivak,G. “Can the Subaltern Speak?”[A]. In C.Nelson & L. Grossberg(eds.). Victory in Limbo: Imigism [C]. Urbana: University of Illinois Press, 1988, pp.271-313.

[10] Almarza, G.G. Student foreign language teacher’s knowledge growth [A]. In D.Freeman and J.C.Richards (eds.). Teacher Learning in Language Teaching [C]. New York: Cambridge University Press. 1996. pp.50-78.

5.學(xué)位論文

【格式】[序號]作者.篇名[D].出版地：保存者，出版年份：起始頁碼.

【舉例】

[11] 張筑生.微分半動力系統(tǒng)的不變集[D].北京：北京大學(xué)數(shù)學(xué)系數(shù)學(xué)研究所, 1983：1-7.

6.研究報告

【格式】[序號]作者.篇名[R].出版地：出版者，出版年份：起始頁碼.

【舉例】

[12] 馮西橋.核反應(yīng)堆壓力管道與壓力容器的LBB分析[R].北京：清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計研究院, 1997：9-10.

7.條例

【格式】[序號]頒布單位.條例名稱.發(fā)布日期

【舉例】[15] 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)委員會.科學(xué)技術(shù)期刊管理辦法[Z].1991—06—05

8.譯著

【格式】[序號]原著作者. 書名[M].譯者，譯.出版地：出版社，出版年份：起止頁碼.

說明：

1 正文部分采用宋體小四，1.5倍行距。

2 一級標(biāo)題黑體小三號加黑，二級標(biāo)題黑體四號加黑，三級標(biāo)題黑體小四號加黑。全部標(biāo)題均不居中，段前段后都為0行，行間距為1.5倍。

3 參考文獻(xiàn)不少于10個。

4 圖和表分別采用通篇編號方式，必須有標(biāo)題。圖的標(biāo)題在圖下方，表的標(biāo)題在表上方。

單片機源程序如下:

#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit dula=P3^1;
sbit wela=P3^2;
uint bb=0;
sbit led1=P3^3;
uint x=0,t0=0;
uchar num,temp,ch=1;
uchar shi=23,fen=59,miao=55,shi1,shi2,fen1,fen2,miao1,miao2;
uint nian=2016,yue=2,ri=28,nian1,nian2;
Uchar yue1,yue2,ri1,ri2,year=00,month=00,day=00,year1,year2,month1,month2,day1,day2;
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71,
0x76,0x79,0x38,0x3f,0};
void delay(uint z)
{
uint t1,y;
for(t1=z;t1>0;t1--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void display(uchar shi1,uchar shi2,uchar fen1,uchar fen2,uchar miao1,uchar miao2)
{
wela=1;
P2=0xfe;
wela=0;
dula=1;
P2=table[shi1];
delay(5);
dula=0;
wela=1;
P2=0xfd;
wela=0;
dula=1;
P2=table[shi2];
delay(5);
dula=0;
wela=1;
P2=0xfb;
wela=0;
dula=1;
P2=table[fen1];
delay(5);
dula=0;
wela=1;
P2=0xf7;
wela=0;
dula=1;
P2=table[fen2];
delay(5);
dula=0;
wela=1;
P2=0xef;
wela=0;
dula=1;
P2=table[miao1];
delay(5);
dula=0;
wela=1;
P2=0xdf;
wela=0;
dula=1;
P2=table[miao2];
delay(5);
dula=0;
}
void init()
{
TMOD=0x11;
TH0=(65536-50000)/256; //定時器初始化
TL0=(65536-50000)%256;
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR1=1;
}
uchar keyscan()
{
P3=0xfe;//檢測第一行
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
while(temp!=0xf0)
{
delay(5);
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
while(temp!=0xf0)
{
switch(temp)
{
case 0xe0:num=1;
break;
case 0xd0:num=2;
break;
case 0xb0:num=3;
break;
case 0x70:num=4;
break;
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
}
}
}
return shi,fen;
}
void jisuan()
{
if(num==1)
{
ch++;
if(ch==4)
ch=1;
num=0;
}
if(num==2)
{
if(ch==1)
shi++;
if(ch==2)
nian++;
if(ch==3)
year++;
num=0;
}
if(num==3)
{
if(ch==1)
fen++;
if(ch==2)
yue++;
if(ch==3)
month++;
num=0;
}
if(num==4)
{
if(ch==1)
miao++;
if(ch==2)
ri++;
if(ch==3)
day++;
num=0;
}
}
void shijian()
{
shi1=shi/10;
shi2=shi%10;
fen1=fen/10;
fen2=fen%10;
miao1=miao/10;
miao2=miao%10;
if(fen==0&miao==0)/*
當(dāng)時間為整時時燈滅，否則燈亮
*/
{
led1=0;
}else{
led1=1;
}
if(shi==24)
{
shi=0;
ri++;
}
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
}
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
}
}
void riqi()
{
nian1=nian/10;
nian2=nian%10;
yue1=yue/10;
yue2=yue%10;
ri1=ri/10;
ri2=ri%10;
if(yue==12)
{
nian++;
yue=1;
}
switch(yue)//判斷月份大小
{
case 1:case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:
if(ri==32)
{
ri=1;
yue++;
}
break;
case 4:case 6:case 9:case 11:
if(ri==31)
{
ri=1;
yue++;
}
break;
case 2: //判斷閏年
if((nian%4==0&nian%100!=0)||nian%400==0)
{
yue++;
ri=1;
}
else if(nian%400!=0&ri==29)
{
yue++;
ri=1;
}
break;
}
}
void naozhong() //鬧鐘
{
year1=year/10;
year2=year%10;
month1=month/10;
month2=month%10;
day1=day/10;
day2=day%10;
if(year==24)
{
year=0;
}
if(month==60)
{
month=0;
year++;
}
if(day==60)
{
day=0;
month++;
}
}
void main() //shi代表當(dāng)前時間 year代表鬧鐘時間
{
init();
P1=0x00; //P1四個燈初始化為滅
while(1)
{
jisuan();
keyscan();
shijian();
riqi();
naozhong();
if(shi==year&fen==month&miao==day)
TR0=1;
if(ch==1)
display(shi1, shi2, fen1, fen2, miao1, miao2);
if(ch==2)
display(nian1,nian2,yue1,yue2,ri1,ri2);
if(ch==3)
display(year1,year2,month1,month2,day1,day2);
}
}
void time1() interrupt 3
{
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
x++;
if(x==20)
{
x=0;
miao++;
if(miao==60)
{
miao=0;
fen++;
if(fen==60)
{
fen=0;
shi++;
if(shi==24)
{
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載(仿真+源碼+word格式的設(shè)計報告帶清晰圖片):

日歷時鐘.rar (134.02 KB, 下載次數(shù): 311)

ID:319768 · 發(fā)表于 2018-5-1 12:00

大神！

ID:322150 · 發(fā)表于 2018-5-4 16:09

大神！！！！

ID:324423 · 發(fā)表于 2018-5-7 19:07

學(xué)習(xí)一下

ID:324697 · 發(fā)表于 2018-5-8 00:07

大神！！！

ID:341804 · 發(fā)表于 2018-5-30 22:18

大神！！！

ID:358231 · 發(fā)表于 2018-6-25 10:30

真好需要

ID:358382 · 發(fā)表于 2018-6-28 00:56

目標(biāo)未創(chuàng)建，代碼有錯誤

ID:368293 · 發(fā)表于 2018-7-12 15:05

厲害，值得學(xué)習(xí)

ID:378310 · 發(fā)表于 2018-9-11 14:48

棒棒噠

ID:397024 · 發(fā)表于 2018-9-12 16:37

厲害，值得學(xué)習(xí)

ID:440341 · 發(fā)表于 2018-12-14 14:14

感謝大佬分享

ID:505337 · 發(fā)表于 2019-4-23 01:44

不行，不好用，時間不對

ID:508017 · 發(fā)表于 2019-5-11 00:50

代碼運行出錯了

ID:558263 · 發(fā)表于 2019-6-9 16:17

厲害膜拜

ID:566010 · 發(fā)表于 2019-6-20 18:07

代碼有點錯誤，時間會閃跳

ID:608305 · 發(fā)表于 2019-9-6 09:45

大神！

ID:611687 · 發(fā)表于 2019-10-22 15:42

大神，非常感謝

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