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標題: 自己做的51單片機日歷時鐘課程設計報告與仿真源碼 [打印本頁]
作者: liuting    時間: 2018-3-14 19:34
標題: 自己做的51單片機日歷時鐘課程設計報告與仿真源碼
資料包：

2014級單片機原理與應用
課程設計報告
課題名稱
單片機原理及應用
姓    名
劉*
學    號
070814009 070814012 070814032        070814041
院、系、部
計算機與信息學院
專    業(yè)
物聯(lián)網(wǎng)工程
指導教師
汪*

一、設計任務及要求：
設計任務：
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、設置有整點提醒功能，用一個LED亮滅代替效果
4、設置有鬧鐘功能，當前時間與設定的鬧鐘時間一致時，用四個LED代替閃爍一分鐘

要 求：
首先進行預設計，根據(jù)設計的任務要求，先確定設計的硬件電路方案，然后進行硬件電路的初步設計，在計算機上畫出硬件電路圖，在老師的指導下進行修正硬件電路圖，并對所涉及的參數(shù)進行計算。
在確定硬件的基礎上，要進行軟件的總體設計，包括軟件主流程的設計以及各子程序的設計，同時，要寫出詳細的操作說明，如時間的調(diào)整方法，顯示窗口的時間切換等，以配合軟件的設計。
然后進入硬件的調(diào)試及編程工作，設計組內(nèi)的同學可根據(jù)任務分工，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，從而達到設計的總體要求，不要上來編制個最大的程序，最后無法查找錯誤。
最后寫出設計報告。

指導教師簽名：
2016年  月  日   

三、成績


                                    指導教師簽名：
年  月  日      
目錄
一、 緒 言1
二、系統(tǒng)設計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、硬件電路設計2
3.1日歷時鐘的控制電路圖2
3.2行列式鍵盤的設計3
3.3數(shù)碼管顯示電路的設計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21

1、緒 言

    近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應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，還應根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應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。本設計采用AT89C51單片機作為主要核心部件，附以上電復位電路，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、學習、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)設計2.1 設計任務
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、設置有整點提醒功能，用一個LED亮滅代替效果
4、設置有鬧鐘功能，當前時間與設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)由程序設定。用8位數(shù)碼管組成顯示時間和日歷。當整點時，則有一個led燈閃爍一次。當時間與設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

程序默認顯示當前時間，當按下鍵1時，時鐘切換為顯示日歷信息，再按一次鍵1則切換為顯示設定鬧鐘時間，再次按下鍵1則返回顯示當前時間；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 硬件電路設計

3.1行列式式鍵盤的設計

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計和軟件設計以后，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、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及用c語言設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用型人才打下良好的基礎。

3.8 參考文獻
[1] 周潤景．基于 Proteus的電路與單片機系統(tǒng)設計與仿真 [M].北京：北京航空航天大學出版社，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計方法研究文獻名[J]．北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報，2007（2）．
[4] 張齊． 單片機應用系統(tǒng)設計技術(shù)———基于 C 語言編程[M] .北京: 電子工業(yè)出版社,2004.   
[5] 潘永雄．新編單片機與應用[M].西安 :西安電子科技大學出版社,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.高等學校畢業(yè)論文教學情況調(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)代西方財務會計理論[M].廈門：廈門大學出版社，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：北京大學數(shù)學系數(shù)學研究所, 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.核反應堆壓力管道與壓力容器的LBB分析[R].北京：清華大學核能技術(shù)設計研究院, 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技術(shù)委員會.科學技術(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 一級標題黑體小三號加黑，二級標題黑體四號加黑，三級標題黑體小四號加黑。全部標題均不居中，段前段后都為0行，行間距為1.5倍。

3 參考文獻不少于10個。

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


單片機源程序如下:
  1. #include <reg51.h>
  2. #include <intrins.h>
  3. #define uchar unsigned char
  4. #define uint unsigned int
  5. sbit dula=P3^1;
  6. sbit wela=P3^2;
  7. uint bb=0;
  8. sbit led1=P3^3;
  9. uint x=0,t0=0;
  10. uchar num,temp,ch=1;
  11. uchar shi=23,fen=59,miao=55,shi1,shi2,fen1,fen2,miao1,miao2;
  12. uint nian=2016,yue=2,ri=28,nian1,nian2;
  13. Uchar yue1,yue2,ri1,ri2,year=00,month=00,day=00,year1,year2,month1,month2,day1,day2;
  14. uchar code table[]={
  15. 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
  16. 0x66,0x6d,0x7d,0x07,
  17. 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
  18. 0x39,0x5e,0x79,0x71,
  19. 0x76,0x79,0x38,0x3f,0};

  21. void delay(uint z)
  22. {
  23.               uint t1,y;
  24.               for(t1=z;t1>0;t1--)
  25.                             for(y=110;y>0;y--);
  26. }


  29. void display(uchar shi1,uchar shi2,uchar fen1,uchar fen2,uchar miao1,uchar miao2)
  30. {

  32.               wela=1;
  33.               P2=0xfe;
  34.               wela=0;

  36.               dula=1;
  37.               P2=table[shi1];
  38.               delay(5);
  39.               dula=0;

  41.               wela=1;
  42.               P2=0xfd;
  43.               wela=0;

  45.               dula=1;
  46.               P2=table[shi2];
  47.               delay(5);
  48.               dula=0;

  50.               wela=1;
  51.               P2=0xfb;
  52.               wela=0;

  54.               dula=1;
  55.               P2=table[fen1];
  56.               delay(5);
  57.               dula=0;

  59.               wela=1;
  60.               P2=0xf7;
  61.               wela=0;

  63.               dula=1;
  64.               P2=table[fen2];
  65.               delay(5);
  66.               dula=0;

  68.               wela=1;
  69.               P2=0xef;
  70.               wela=0;

  72.               dula=1;
  73.               P2=table[miao1];
  74.               delay(5);
  75.               dula=0;

  77.               wela=1;
  78.               P2=0xdf;
  79.               wela=0;

  81.               dula=1;
  82.               P2=table[miao2];
  83.               delay(5);
  84.               dula=0;
  85. }

  87. void init()
  88. {
  89.               TMOD=0x11;
  90.               TH0=(65536-50000)/256;  //定時器初始化
  91.               TL0=(65536-50000)%256;
  92.               TH1=(65536-50000)/256;
  93.               TL1=(65536-50000)%256;
  94.               EA=1;
  95.               ET0=1;
  96.               ET1=1;
  97.               TR1=1;

  99. }

  101. uchar keyscan()
  102. {
  103.               P3=0xfe;//檢測第一行
  104.               temp=P3;
  105.               temp=temp&0xf0;
  106.               while(temp!=0xf0)
  107.               {
  108.                             delay(5);
  109.                             temp=P3;
  110.                             temp=temp&0xf0;
  111.                             while(temp!=0xf0)
  112.                             {

  114.                             switch(temp)
  115.                                           {
  116.                                                         case 0xe0:num=1;
  117.                                                                       break;
  118.                                                         case 0xd0:num=2;
  119.                                                                       break;
  120.                                                         case 0xb0:num=3;
  121.                                                                       break;
  122.                                                         case 0x70:num=4;
  123.                                                                       break;
  124.                                           }
  125.                             while(temp!=0xf0)
  126.                                           {
  127.                     temp=P3;
  128.                     temp=temp&0xf0;
  129.          }
  130.       }
  131.   }                             
  132.    return shi,fen;
  133. }

  135. void jisuan()
  136. {
  137. if(num==1)
  138. {
  139. ch++;
  140. if(ch==4)
  141. ch=1;
  142. num=0;
  143. }
  144. if(num==2)
  145. {
  146. if(ch==1)
  147. shi++;
  148. if(ch==2)
  149. nian++;
  150. if(ch==3)
  151. year++;
  152. num=0;
  153. }
  154. if(num==3)
  155. {
  156. if(ch==1)
  157. fen++;
  158. if(ch==2)
  159. yue++;
  160. if(ch==3)
  161. month++;
  162. num=0;
  163. }
  164. if(num==4)
  165. {
  166. if(ch==1)
  167. miao++;
  168. if(ch==2)
  169. ri++;
  170. if(ch==3)
  171. day++;
  172. num=0;
  173. }
  174. }
  175. void shijian()
  176. {
  177.     shi1=shi/10;
  178.               shi2=shi%10;
  179.               fen1=fen/10;
  180.               fen2=fen%10;
  181.               miao1=miao/10;
  182.               miao2=miao%10;

  184.               if(fen==0&miao==0)/*
  185.               當時間為整時時燈滅，否則燈亮

  187.               */
  188.               {
  189.                             led1=0;
  190.                             }else{
  191.                                           led1=1;

  193.                             }  

  195.               if(shi==24)
  196.               {
  197.                             shi=0;
  198.                             ri++;            
  199.               }
  200.               if(fen==60)
  201.               {
  202.                             fen=0;
  203.                             shi++;
  204.               }
  205.               if(miao==60)
  206.               {
  207.                             miao=0;
  208.                             fen++;
  209.               }
  210. }
  211. void riqi()           
  212. {
  213.               nian1=nian/10;
  214.               nian2=nian%10;
  215.               yue1=yue/10;
  216.               yue2=yue%10;
  217.               ri1=ri/10;
  218.               ri2=ri%10;
  219.               if(yue==12)
  220.               {
  221.               nian++;
  222.               yue=1;
  223.               }
  224.               switch(yue)//判斷月份大小
  225.               {
  226.               case 1:case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:
  227.               if(ri==32)
  228.               {
  229.               ri=1;
  230.               yue++;
  231.               }
  232.               break;
  233.               case 4:case 6:case 9:case 11:
  234.               if(ri==31)
  235.               {
  236.               ri=1;
  237.               yue++;
  238.               }
  239.               break;
  240.               case 2:              //判斷閏年
  241.               if((nian%4==0&nian%100!=0)||nian%400==0)
  242.               {
  243.               yue++;
  244.               ri=1;
  245.               }
  246.               else if(nian%400!=0&ri==29)
  247.               {
  248.               yue++;
  249.               ri=1;
  250.               }
  251.               break;
  252.               }            
  253. }
  254. void naozhong()    //鬧鐘
  255. {
  256.               year1=year/10;
  257.               year2=year%10;
  258.               month1=month/10;
  259.               month2=month%10;
  260.               day1=day/10;
  261.               day2=day%10;
  262.               if(year==24)
  263.               {
  264.                             year=0;            
  265.               }
  266.               if(month==60)
  267.               {
  268.                             month=0;
  269.                             year++;
  270.               }
  271.               if(day==60)
  272.               {
  273.                             day=0;
  274.                             month++;
  275.               }
  276. }
  277. void main()  //shi代表當前時間 year代表鬧鐘時間
  278. {
  279.               init();            
  280.               P1=0x00;              //P1四個燈 初始化為滅
  281.               while(1)
  282.               {            
  283.               jisuan();
  284.               keyscan();
  285.               shijian();
  286.               riqi();
  287.               naozhong();
  288.               if(shi==year&fen==month&miao==day)
  289.               TR0=1;
  290.               if(ch==1)
  291.               display(shi1, shi2, fen1, fen2, miao1, miao2);
  292.     if(ch==2)
  293.               display(nian1,nian2,yue1,yue2,ri1,ri2);
  294.               if(ch==3)
  295.               display(year1,year2,month1,month2,day1,day2);
  296.               }
  297. }
  298. void time1() interrupt 3
  299. {
  300.               TH1=(65536-50000)/256;
  301.               TL1=(65536-50000)%256;
  302.               x++;
  303.               if(x==20)
  304.               {
  305.               x=0;
  306.               miao++;
  307.               if(miao==60)
  308.               {
  309.               miao=0;
  310.               fen++;
  311.               if(fen==60)
  312.               {
  313.               fen=0;
  314.               shi++;
  315.               if(shi==24)
  316.               {
  317. ……………………

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復制代碼

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作者: 3046839658    時間: 2018-5-1 12:00
大神！
作者: 麥克拉倫    時間: 2018-5-4 16:09
大神！！！！
作者: lalala_zzz    時間: 2018-5-7 19:07
學習一下
作者: 星小華    時間: 2018-5-8 00:07
大神！！！
作者: xiee    時間: 2018-5-30 22:18
大神！！！
作者: 蛋蛋的小憂傷    時間: 2018-6-25 10:30
真好需要
作者: weijiade    時間: 2018-6-28 00:56
目標未創(chuàng)建，代碼有錯誤
作者: 17806275486    時間: 2018-7-12 15:05
厲害，值得學習
作者: 1988    時間: 2018-9-11 14:48
棒棒噠
作者: HHJ960325    時間: 2018-9-12 16:37
厲害，值得學習
作者: 月光灬琉璃    時間: 2018-12-14 14:14
感謝大佬分享
作者: 喜樂    時間: 2019-4-23 01:44
不行，不好用，時間不對
作者: 1927    時間: 2019-5-11 00:50
代碼運行出錯了
作者: z4560180    時間: 2019-6-9 16:17
厲害膜拜
作者: dong123d    時間: 2019-6-20 18:07
代碼有點錯誤，時間會閃跳
作者: 51zhaogp    時間: 2019-9-6 09:45
大神！
作者: bubu..    時間: 2019-10-22 15:42
大神，非常感謝



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