2022年多功能电脑时钟 .pdf

重庆科技学院C 语言课程设计报告第 1 页 共 24 页课程设计报告院（系） :班 级:学生姓名 :学 号:设计地点（单位） _I301_设计题目 :完成日期： 2010 年 7 月 15日指导教师评语 : _ _成绩(五级记分制 ):_ _教师签名 :_ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 2 页 共 24 页自我评价为期两个星期的 c 语言课程设计已经结束，从接触单片机到学习使用单片机，其中的兴奋是不言而喻的。从最开始的点亮一个LED灯开始，到最后的设计一个多功能的电脑时钟，其中一点点的小成就就足以让人兴奋不已，看着自己写的程序慢慢的达到预期的效果，那种成就感有说不出的舒心。在此学习的过程中，虽然不太能明白那些原理，也不懂为什么那些程序的条件要那样限制，不过倒是大体上能明白主要的步骤写的是什么，有什么作用学单片。虽然学得是迷迷糊糊，但这并不妨碍我学习的积极性，从学单片机的过程中我明白到，在复杂的东西都是从简单的开始，也都是能学会的。在此学习的过程中，我以尽了最大的努力。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 3 页 共 24 页目录摘要 . 11 多功能电脑时钟的功能规划 . 51.1 基本的北京时间的显示 . 51.2 时钟时针的调试 . 51.3 时钟分针的调试 . 51.4 可设定时间的闹钟功能 . 51.3 秒表功能 . 51.4 倒计时功能 . 52 方案设计 . 62.1 硬件方案设计. 62.2 软件方案设计. 63 硬件电路设计与分析 . 83 1 数码管显示电路 . 83.2 按键接口电路. 93.3 LED 指示电路 . 103.5 蜂鸣器接口电路 . 104、软件设计 . 104.1 初始化程序 . 114.2 数码管显示程序 . 114.3 时钟程序 . 114.4 秒表程序 . 124.5 闹铃程序 . 144.6 倒计时程序 . 144.7 按键扫描及处理程序. 155、调试与测试 . 165.1 调试方法及步骤 . 165.2 测试方法及测试结果. 166 技术小结 . 167 参考文献 . 17名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 4 页 共 24 页摘要随着科学技术的发展，单片机在各个领域的运用越来越广泛。本次课程设计所使用的单片机为 STC89C51 ，STC89C51 是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ） ，器件采用 STCMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和Flash 存储单元，内置功能强大的微型计算机的STC89C51 提供了高性价比的解决方案。利用单片机开发系统板设计一个多功能电脑时钟系统或者倒计时器等，掌握Protel设计单片机应用系统硬件线路图的方法，掌握使用Keil C51开发单片机应用系统控制程序的基本步骤和方法。 任务涉及的知识面包括C51程序语言设计、 MCS-51 单片机 I/O 口应用、中断与定时器应用、人机接口应用技术等关键字： STC89C51 单片机定时器中断数码管名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 5 页 共 24 页1 多功能电脑时钟的功能规划1.1 基本的北京时间的显示进入时钟模式， LED P23灯亮。北京时间的显示用4 位数码管显示， 2 位显示小时， 2位显示分钟，第 2 位小数点 0.5 秒亮，0.5 秒灭。1.2 时钟时针的调试进入时钟时针调整模式， LED P24灯亮，按 up 键时针数增加，按down键时针数减少。1.3 时钟分针的调试进入时钟分针调整模式， LED P25灯亮，按 up 键分针数增加，按down键分针数减少。1.4 可设定时间的闹钟功能进入闹钟模式，四个LED指示全亮。闹钟设定的时间可以用up 和 down 按键来调整。Up键调整时针数， down键调整分针数，只能加不能减。1.3 秒表功能当进入秒表模式时， LED P26灯亮。按下 up 键启动秒表。按下down键时秒表暂停，按下 ent 键时秒表清零。1.4 倒计时功能当进入倒计时功能时， LED P23和 P24灯亮。开始是 60 秒倒计时，按下 ENT键，倒计时开始。当 60 秒倒计时完成时，将自动恢复到60 秒状态，当再次按下ENT键时，可再次60 秒倒计时。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 6 页 共 24 页2 方案设计2.1 硬件方案设计本次设计的电脑时钟设计涉及的硬件主要有按键、数码管、单片机、LED 、蜂鸣器、串口，等其它附加设备，其连接关系图如图2.1.1 所示：2.2 软件方案设计本程序主要分为 3 大块，主程序、定时器0 的中断程序、定时器1 的中断程序（串口中断可选）。一般只设计主程序和定时器0 的中断程序。初始化程序将程序中所用的变量、数组、端口等进行初始化，使得变量能够上电复位为初始化的数值。然后进行定时器和中断的初始化，初始化定时器时间可设置为5ms中断一次。初始化完成后开中断，并进入主循环等中断。Mcu STC89C52、DIP404位数码管显示蜂鸣器4 个 LED 指示灯MAX232接口电路4 个独立式的按键系统复位电路电源接口电路为系统供电能晶振图 2.1.1 系统硬件结构框图开始名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 7 页 共 24 页定时器 0 中断服务程序包括：数码管输出、北京时间计时、刷新显示程序、按键扫描和处理程序和闹钟程序等。其中部分程序如闹钟程序也可以放在主程序中处理。系统初始化While （1）选择进入模式MODE1 时钟显示MODE2 时针调整MODE3 分针调整MODE4 跑表MODE5 闹钟MIDE6 倒计时显示主程序名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 8 页 共 24 页3 硬件电路设计与分析3 1 数码管显示电路数码管主要是用于数字的显示。数码管有共阴和共阳的区分。四位数码管循环电路是由 1K 的电阻、 IN4148 二极管和数码管组成，电源+5V通过 560 的电阻直接给数码管的7个段位供电， P0.0-P0.7 对应了两个接数码管的A,B,C,D,E,F,G 和小数点位， P1.0，P1.1，P1.2，P1.3 接位选码。图 2 主程序流程图写入定时器初值数码管输出北京时间计时刷新显示程序按键扫描和处理程序闹钟程序中断返回名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 9 页 共 24 页3.2 按键接口电路时间设定模块设计的设计要点是按键的去抖动处理与“一键多态”的处理。即只涉及两个键完成 4 位时间参数的设定。软件法去抖动的实质是软件延时，即检测到某一键状态变化后延时一段时间，再检测该按键的状态是否保持着，如是则作为按键处理，否则，视为抖动，不予理睬。去抖动的延时时间一般参考资料多描述为20ms 左右，在实际应用中应大于 20ms 。否则，会导致按一次多处理，影响程序正常执行。M ODEUPDNP20P21P22ENTP32图 3.3.2 按键接口电路b7e1a11d2com112com29f10c4g5p3com38com46LEDCL3461ASP00P01P02P03P04P05P06P07P10P11P12P13P00P01P02P03P04P05P06P0712RP1A47013RP1B47014RP1C47015RP1D47016RP1E47017RP1F47018RP1G47019RP1H470VCC图 3.3.1 显示电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 10 页 共 24 页3.3 LED 指示电路四个共阴极的发光二极管，用来指示模式，或者在交通灯控制器中代表红绿灯。另外还有一个发光二极管用来指示电源，若通电，发光二极管亮，否则，发光二极管灭。12BAD4D3D2D1P24P25P26P2712RP2 A1K13RP2 B1K14RP2 C1K15RP2 D1KVCC图 5 LED 指示灯电路3.5 蜂鸣器接口电路4、软件设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 11 页 共 24 页4.1 初始化程序设定定时器的工作模式，设定定时时间，打开定时器。设定LED显示灯，蜂鸣器的状态。TMOD=0 x11; TH0=THCO; TL0=TLCO; TR0=1; ET0=1; EA=1; LED1=LED2=1; P2=P2|0 x00; P14=1; 4.2 数码管显示程序数码管的显示程序放在中断程序中，在整个时钟程序中，数码管的显示起着关键的作用。Bit+; /数码管的显示 if(Bit=4) Bit=0; P1|=0 x0f; if(Bit=1) if(count=100) P0=DuanData_BufferBit|0 x80; else P0=DuanData_BufferBit; else P0=DuanData_BufferBit; switch(Bit) case 0: P10=0;break; case 1: P11=0;break; case 2: P12=0;break; case 3: P13=0;break; 4.3 时钟程序当程序开始执行时，对所有系统进行初始化功能。 如果检测到有按键按下时 （MODE 键） ，同时 P23灯亮，说明程序进入到时钟显示模式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 12 页 共 24 页4.4 秒表程序进入秒表计时模式时， P26灯亮。按下 UP键则启动了秒表并开始运行。当后两个数码开始定时器中断初始化调用时钟程序实现时钟显示MODE=1 等待 1s脉冲的到来Y N 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 13 页 共 24 页管计数到一百时。前两个数码管加一记秒，不断的累加；当计数达到99 时，数码管刷新变为零。按下 DOWN 键时，暂停秒表。当按下ENT键时，秒表清零。开始系统初始化MODE=4 按下 up 键 计时开始按下 down 键 计时停止按下 ent 键 计时清零N Y 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 14 页 共 24 页4.5 闹铃程序进入闹钟模式，四个LED指示全亮。闹钟设定的时间可以用up 和 down 按键来调整。Up键调整时针数， down键调整分针数，只能加不能减。4.6 倒计时程序当进入倒计时功能时， LED P23和 P24灯亮。开始是 60 秒倒计时，按下 ENT键，倒计时开始。当 60 秒倒计时完成时，将自动恢复到60 秒状态，当再次按下ENT键时，可再次60 秒倒计时。开始MODE=5 按 up，down 键设置闹钟当设定的时间到了，蜂鸣器开始闹按下ent 键闹钟停止N Y6 开始MODE=6 60 秒倒计时准备 按下 ent 键开始N Y 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 15 页 共 24 页4.7 按键扫描及处理程序通过按键来实现对模式的选择、进行对有关设定数字的加减及电源开关的控制以及闹钟的设定等。按键P20、P21、P22分别与 P2的 0、1、2 口相连， P32与 P3的 2 口相连，实现对这些口的动态控制。他们都与电容相并连，电容具有消除抖动的作用。由于要求每按下一次，命令被执行一次，直到下一次再按下的时候，再执行一次命令，因此从按键被识别出来之后，我们就可以执行这次的命令，所以要有一个等待按键释放的过程，显然释放的过程，就是使其恢复成高电平状态。当有按键按下是将产生负跳沿，从而引起中断，程序就可以利用中断来控制。对于按键处理的程序放在主程序里，在进行了消抖处理后，则进行模式的改变，即是否有键按下。if(P20=0) count+; if(count=80) mode+; if(mode=7) mode=0; count=0; 倒计时完成秒表恢复到60 秒倒计时准备名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 16 页 共 24 页5、调试与测试5.1 调试方法及步骤调试方法：先把程序下载下来，运行按照程序设计的功能进行验证。步骤：如果发现有与程序设计预想不一样的，仔细的检查程序。按照程序的流程在脑袋里模拟程序运行的情况。如果发现不了问题，就一个版块一个版块的运行，暂时屏蔽其他版块。5.2 测试方法及测试结果把其中有问题的版块的程序下载下来，先放在单片机上运行，看看与预先设想的结果差多少。再返回原程序去修改，把有问题的数据参数修改，再下载再运行看结果。直到运行的结果与预先设想的结果一致。如果修改参数不能到达目的，就修改程序的结构，重新再设计一遍。再下载再检测，直到结果对了为止。6 技术小结此次课程设计让我映象最深的是在设计闹钟的程序上。最开始我打算闹铃的停止用按键停止，但是我调试了很多遍，if else语句无论怎样使用都达不到预计的效果，反而让闹钟停不下来了。我决定放弃这个设想，设计让闹钟响5 秒就停止。但是这个设想也没能实现，闹钟要么不响，要么就停不下来。我看到这个综合版的程序不太好理解，就回头调试以前的单个功能的闹钟程序，在那个程序上加了一个（P32=0 ）这个限制条件，再把蜂鸣器的不叫的条件一融合，我的闹钟终于能够停下了。回过头来看虽然没啥技术含量，但在这调试过程中映象最深。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 17 页 共 24 页7 参考文献1张义辉著 . 单片机课程设计指导书 重庆科技学院 2007. 2. 张毅刚著 . 单片机原理及应用 高等教育出版社 2003. 3. 李建忠编著 . 单片机原理及应用 . 西安电子科技大学出版社 2008 年4. 胡汉才编著 . 单片机原理及其接口技术. 清华大学出版社 2004 年附录 1 硬件原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 19 页 共 24 页附录 2 源程序#include reg51.h #define THCO 0 xee #define TLCO 0 x0 unsigned char sec=0; unsigned char paomiao=0; unsigned char xiaomiao=0; unsigned char xiaosec=0; unsigned char hour=0; unsigned char min=0; unsigned char mode=0; unsigned char alrmhour=0; unsigned char alrmmin=0; unsigned char daosec=10; unsigned char daomin=0; unsigned char dingshi=0; unsigned char flag=0; unsigned char code Duan=0 x3F, 0 x06, 0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7F,0 x6F; unsigned char Data_Buffer4; sbit P10=P10; sbit P11=P11; sbit P12=P12; sbit P13=P13; sbit P21=P21; sbit P20=P20; sbit P22=P22; sbit LED1=P23; sbit LED2=P24; sbit LED3=P25; sbit LED4=P26; sbit P14=P14; sbit P32=P32; void main() TMOD=0 x11; TH0=THCO; TL0=TLCO; TR0=1; ET0=1; EA=1; LED1=LED2=1; P2=P2|0 x00; P14=1; while(1) switch(mode) case 1: Data_Buffer0=hour/10; Data_Buffer1=hour%10; Data_Buffer2=min/10; Data_Buffer3=min%10; LED1=0;LED2=1;LED3=1;LED4=1; break; case 2: Data_Buffer0=hour/10; Data_Buffer1=hour%10; Data_Buffer2=min/10; Data_Buffer3=min%10; LED1=1;LED2=0;LED3=1;LED4=1; break; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 20 页 共 24 页case 3: Data_Buffer0=hour/10; Data_Buffer1=hour%10; Data_Buffer2=min/10; Data_Buffer3=min%10; LED1=1;LED2=1;LED3=0;LED4=1; break; case 4: Data_Buffer0=xiaosec/10; Data_Buffer1=xiaosec%10; Data_Buffer2=paomiao/10; Data_Buffer3=paomiao%10; LED1=1;LED2=1;LED3=1;LED4=0; break; case 5: Data_Buffer0=alrmhour/10; Data_Buffer1=alrmhour%10; Data_Buffer2=alrmmin/10; Data_Buffer3=alrmmin%10; LED1=0;LED2=0;LED3=0;LED4=0; break; case 6: Data_Buffer0=daomin/10; Data_Buffer1=daomin%10; Data_Buffer2=daosec/10; Data_Buffer3=daosec%10; LED1=LED2=0; LED3=LED4=1; break; void timer0() interrupt 1 static unsigned char count=0; static unsigned char dao_count=0; static unsigned char Bit=0; TH0=THCO; TL0=TLCO; if(P20=0)/模式设置 count+; if(count=80) mode+; if(mode=7) mode=0; count=0; /模式设置完成count+; / 时钟 if(count=200) count=0; sec+; if(sec=60) sec=0; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 21 页 共 24 页min+; if(min=60) min=0; hour=1; if(hour=23) hour=0; if(alrmhour=hour&alrmmin=min&flag=1) /闹铃响 P14=0; if(P32=0) P14=1; flag=0; if(mode=1) hour=hour; min=min; sec=sec; if(mode=2) /调节时间的小时数模式 1 if(P21=0) count+; if(count=100) count=0; hour+; if(hour=24) hour=0; if(P22=0) count+; if(count=100) count=0; hour-; if(hour=100) count=0; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 22 页 共 24 页min+; if(min=60) min=0; if(P22=0) count+; if(count=100) count=0; min-; if(min=2) count=0; paomiao+; if(paomiao=100) paomiao=0; xiaosec+; if(xiaosec=100) xiaosec=0; P21=0; if(P22=0) P21=1; if(P32=0) xiaosec=paomiao=0; /设置闹钟模式 4 if(mode=5) if(P21=0) count+; if(count=100) count=0; alrmhour+; if(alrmhour=24) alrmhour=0; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 23 页 共 24 页if(P22=0) count+; if(count=100) count=0; alrmmin+; if(alrmmin=60) alrmmin=0; if(P32=0) flag=1; if(mode=6) /10秒倒计时 if(P32=0) dao_count+ ; count+; if(count=35) if(dao_count=200) dao_count=0; daosec=daosec-1; P32=0; if( daosec=0) daosec=0; P32=1; Bit+; /数码管的显示 if(Bit=4) Bit=0; P1|=0 x0f; if(Bit=1) if(count=100) P0=DuanData_BufferBit|0 x80; else P0=DuanData_BufferBit; else P0=DuanData_BufferBit; switch(Bit) case 0: P10=0;break; case 1: P11=0;break; case 2: P12=0;break; case 3: P13=0;break; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 24 页 - - - - - - - - - 重庆科技学院C 语言课程设计报告第 24 页 共 24 页 评语表指导教师评语课程设计成绩指导教师签字年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 24 页 - - - - - - - - -