51单片机电子时钟设计报告

电子时钟实验报告全部代码在文档末尾：51单片机，LCD1602液晶显示屏平台下编程实现，可直接编译运行目录：一，实验目的 (1)二，实验要求 (2)三，实验基本原理 (2)四，实验设计分析 (2)五，实验要现 (3)A.电路设计 (3)1. 整体设计 (3)2. 分块设计 (4)输入部分 (4)输出部分 (5)晶振与复位电路 (6)B.程序设计 (6)程序总体设计 (6)程序主要模块 (7)五.实验总结及感想 (7)一，实验目的20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。

对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以电子钟是以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，得到了广泛的使用。

1. 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LCD液晶显示的设计方法。

2. 设计任务及要求利用实验平台上LCD1602液晶显示屏，设计带有闹铃功能的数字时钟二，实验要求A.基本要求：1. 在LCD1602液晶显示屏上显示当前日期，时间。

2. 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示设置闹玲的时间。

闹玲时间到蜂鸣器发出声响，一分钟后闹铃停止。

B.扩展部分：1.日历功能（能对年，月，日，星期进行显示，分辨平年，闰年以及各月天数，并调整）实现年月日时分秒的调整，星期准确的随着日期改变而改变进行显示。

2.定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闹铃提示）C.可扩展部分：1.闹铃重响功能（闹铃被停止后，以停止时刻开始，一段时间后闹铃重响，且重响时间的间隔可调）2．可进行备忘录提示，按照年月日，可在设定的某年某月进行闹铃提示。

三，实验基本原理利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为20，每中断一次中断计数初值加1，当减到20时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了,是否一天到了，是否一个月到了，是否一年到了。

将时间在LCD液晶屏上显示，降低了程序的编写难度。

LCD的固定显示特性是我们省去了数码管的动态扫描显示。

四，实验设计分析针对要实现的功能，采用AT89S52单片机进行设计，AT89S52 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。

这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。

在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。

程序可分为闹钟的声音程序、时间显示程序、日期显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时程序等。

运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。

首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。

这是前期准备工作。

第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。

第三部分是软件部分：先学习理解C语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。

第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。

第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。

第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的功能。

最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的功能！五，实验要现A.电路设计1. 整体设计此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用lcd1602显示，年份，月份，星期，小时、分钟和秒（日），使电路更加简单。

单片机采用AT89S51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。

电路的总体设计框架如下：2. 分块设计模块电路主要分为：输入部分、输出部分、复位和晶振电路。

输入部分输入信号主要是各种模式选择和调整信号，由按键开关提供。

以下为输入部分样例：在本实验中主要用用P3口输入按键信号，还用到了特殊的P0口。

对于P0口，由于其存在高阻状态，为了实现开关功能，给其添加上拉电阻，具体如下图所示：输出部分本电路的输出信号LCD的写入命令和写入数据，闹铃脉冲信号。

闹铃由端输出，模块如下：日期时间由LCD1602输出，模块如下：晶振与复位电路本实验单片机时钟用部时钟，模块如下：复位电路为手动复位构成，模块如下：B.程序设计程序总体设计本实验用汇编程序完成.程序总的流程图如下：程序主要模块中断服务程序：/******************一秒定时中断函数*****************/void timer0() interrupt 1 using 1{ET0=0; 验总结及感想一分耕耘，一分收获。

只有亲自用实践来验证这句话，在能得其要领。

经过这次单片机课程设计，我从一个单片机实践的门外汉，已经越升为略知一二的新手。

虽然还有很多有关单片机的应用有待学习，但万变不离其宗，只要深入了解单片的原理，全部知识点，各个细节，一切设计皆有可能。

在实验的开始几天，基本上没有收获，不知何从下手，不知所措。

为了看得更远，不妨站在前人的肩膀上，我在整体思路模糊的情况下，在网上大量招资粮，各种与电子时钟相关的文章，我阅读了不少。

随着涉猎的点滴积累，我对电子时钟的设计方案已经慢慢酝酿而成。

有了方向和不少知识储备后，在接下来的几天，几乎每天都有突破，虽然有时只是一句程序的修改或诞生，但那种收获的感觉很暖人心。

实验中遇到了不少问题，接下来总结一下，共同探讨。

1， P0口开关问题。

P0口比较特殊，它存在高阻态，要使其输入不是高电平就是低电平，就要接上拉电阻，给其高电平输入。

以上就是实验中遇到的主要问题，基本上都找到了相应的解决之道。

整个实验的过程就是一个解决问题的过程，每天都解决一些问题，我的实验也就解决了，当然结果不重要，功利化的追求结果，会使人浮躁，还是享受那份疑难迎刃而解的快感吧！全部完整代码：此代码未经本人优化，可以根据自己的需求优化代码。

盗版不究，可直接引用。

/****************************************************************/基于STC89S52单片机以及液晶1602显示的万年历项目/***************************************************************/#include<>#include<>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/***************液晶1602相关参数***************/#define data_port P0 //液晶屏指令、数据通信接口sbit rs=P1^0; //液晶屏寄存器选择接口（rs=0时选择指令寄存器，rs=1时选择数据寄存器）sbit rw=P1^1; //液晶屏读写选择接口（rw=0时选择写入，rw=1时选择读出）sbit en=P1^2; //液晶屏使能接口（en=0时通信接口中断，en=1时通信接口接通）uchar code line1_str[]={"----Welcome!----"};//液晶屏第一行要显示的字符串uchar code line2_str[]={" made by: MCU "};//液晶屏第二行要显示的字符串/***************按键设置的相关参数************/sbit timer=P1^5; //蜂鸣器sbit sound=P3^4; //进入闹铃设置状态键uchar sflag=0,ssflag=0; //闹铃设置标志位；闹铃工作标志位sbit set_key=P3^7; //进入设置sbit up_key=P3^6; //加号键sbit cancle_key=P3^5; //完成设置键uchar set=0; //是否进行了设置uchar flag=0; //设置选择标志uchar year=0x00; //"年"寄存器uchar month=0x01; //"月"寄存器uchar day=0x01; //"日"寄存器uchar week=0x06; //"星期"寄存器uchar hour; //"时"寄存器uchar minite; //"分"寄存器uchar second; //"秒"寄存器uchar jiamiao=0; //加秒参数uchar fen1,fen2; //（数据交换）分定时寄存器uchar shi1,shi2; // （数据交换）时定时寄存器uchar code num_tab[]={"09"}; //液晶屏要显示的数字表uchar dis_val[7]={0x00,0x01,0x01,0x06,0x00,0x00,0x00};//依次存储:年,月,日,星期,时,分,秒/******************子函数部分*****************/void lcd_int(); //初始化1602液晶void welcome(); //欢迎界面void in_command(uchar ); //向液晶屏输入命令void in_data(uchar dat); //向液晶屏输入数据void delay(uint ms); //延时函数void key(); //按键设置函数uchar calculate_week(); //星期计算函数void week_disp(uchar x); //LCD1602显示星期值子函数声明void lcd_disp_string(uchar str[]); //液晶屏显示一串字符子函数声明void brush_lcd(); //刷新液晶屏显示容子函数声明void run(); //万年历正常运行函数/**********************************************/void main(){TMOD=0x01; //0000 0001 使用定时器T0的模式1（16位模式）TH0=(65536-50000)/256; //设定每次中断间隔50msTL0=(65536-50000)%256;jiamiao=1;EA=1; //打开总中断允许ET0=1; //打开定时器T0中断允许位TR0=1; //启动定时器T0lcd_int();welcome();delay(1000);while(1){key();if(jiamiao==20){second++;dis_val[6]=((second/10)<<4)|(second%10); //刷新"秒"jiamiao=0;run();}if(flag==0){if(dis_val[0]==0x00 && dis_val[1]==0x01 && dis_val[2]==0x01)//2000年1月1日为星期六{dis_val[3]=0x06;}brush_lcd(); //刷新液晶屏显示容}if(hour==shi2 && minite==fen2 &&ssflag==1){timer=0;}else{timer=1;}}}/********延时子函数************/void delay(uint ms){uchar i;while(ms--){for(i=0;i<244;i++);}}/************LCD初始化*****************/void lcd_int(){delay(30); //延时15MS，等待LCD初始化in_command(0x01); //清显示屏in_command(0x38); //8位通信，2行显示，5*7点阵in_command(0x0c); //开显示，关光标，关闪烁in_command(0x06); //字符不动，光标右移动，地址加一}/**********液晶屏显示一串字符**********/void lcd_disp_string(uchar str[]){uchar i=0;while(str[i]!='\0'){in_data(str[i]); //显示数据（字符）i++;}}/***************欢迎界面函数***************/void welcome(){uchar i;in_command(0x80); //设定第一行字符串起始显示位置while(line1_str[i]!='\0'){delay(100);in_data(line1_str[i]); //显示数据（字符）i++;}i=0;in_command(0xc0); //设定第二行字符串起始显示位置while(line2_str[i]!='\0')delay(100);in_data(line2_str[i]); //显示数据（字符）i++;}}/********向液晶屏输入命令子函数************/void in_command(uchar ){delay(2);en=0;//关闭通信，为设置参数做准备rs=0;//选择指令寄存器rw=0;//写入液晶_nop_();data_port=;en=1;//开始通信_nop_();en=0;//关闭通信，为设置参数做准备}/********向液晶屏输入数据子函数************/void in_data(uchar dat){delay(2);en=0;//关闭通信，为设置参数做准备rs=1;//选择数据寄存器rw=0;//写入液晶_nop_();data_port=dat;_nop_();en=1;//开始通信_nop_();en=0;//关闭通信，为设置参数做准备}/***********计算星期值子函数**************/uchar calculate_week(){uint days_number; //存储天数值uchar i;if(year>=1){days_number=(((year-1)/4)+1); //从00年到year-1年的闰年个数days_number=days_number+(year*365); //从00年到year-1年的总天数}elsedays_number=0;}for(i=1;i<month;i++){switch(i){case 1:case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:days_number+=31;//大月31天break;case 4:case 6:case 9:case 11:days_number+=30;//小月30天break;case 2: if(year%4==0) //闰年2月29天{days_number+=29;}else //平年2月28天{days_number+=28;}break;}}days_number+=day; //加上本月日期if((days_number+5)%7==0) //计算现在的星期值,并返回其值{return(7);}else{return((days_number+5)%7);}}/*********LCD1602显示星期值子函数************/void week_disp(uchar x){switch(x){case 1: lcd_disp_string("MON"); //显示"星期一"break;case 2: lcd_disp_string("TUE"); //显示"星期二"break;case 3: lcd_disp_string("WED"); //显示"星期三"break;case 4: lcd_disp_string("THU"); //显示"星期四"break;case 5: lcd_disp_string("FRI"); //显示"星期五"break;case 6: lcd_disp_string("SAT"); //显示"星期六"break;case 7: lcd_disp_string("SUN"); //显示"星期日"break;}}/*****************按键设置函数**************/void key(){if(set_key==0) //检测"设置"键是否按下{delay(5); //延时消抖if(set_key==0){ET0=0; //打开定时器T0中断允许位TR0=0; //启动定时器T0if(flag<6){flag++;}else{flag=0;}switch(flag){case 0: if(set==1) //检测时间是否更改{set=0; //时间更改标志复位dis_val[0]=((year/10)<<4)|(year%10); //刷新"年"dis_val[1]=((month/10)<<4)|(month%10); //刷新"月"dis_val[2]=((day/10)<<4)|(day%10); //刷新"日"dis_val[3]=week; //刷新"星期"dis_val[4]=((hour/10)<<4)|(hour%10); //刷新"时"dis_val[5]=((minite/10)<<4)|(minite%10); //刷新"分"dis_val[6]=((second/10)<<4)|(second%10); //刷新"秒"}in_command(0x0c); //开显示，关光标，关闪烁break;case 1: in_command(0x83); //设定显示(光标)位置----"年"低位闪烁in_command(0x0d); //开显示，关光标，开闪烁year=((dis_val[0]>>4)*10)+(dis_val[0]&0x0f); //预设调节变量初始值为当前时刻month=((dis_val[1]>>4)*10)+(dis_val[1]&0x0f);day=((dis_val[2]>>4)*10)+(dis_val[2]&0x0f);hour=((dis_val[4]>>4)*10)+(dis_val[4]&0x0f);minite=((dis_val[5]>>4)*10)+(dis_val[5]&0x0f);second=((dis_val[6]>>4)*10)+(dis_val[6]&0x0f);break;case 2: in_command(0x86); //设定显示(光标)位置----"月"低位闪烁break;case 3: in_command(0x89); //设定显示(光标)位置----"日"低位闪烁break;case 4: in_command(0xc5); //设定显示(光标)位置----"时"低位闪烁break;case 5: in_command(0xc8); 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//刷新原来的"秒"为新"秒"值in_command(0x80); //设定第一行字符串起始显示位置in_data('2'); //年的千位in_data('0'); //年的百位in_data(num_tab[dis_val[0]/16]); //显示"年"in_data(num_tab[dis_val[0]%16]);in_data('-'); //显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[1]/16]); //显示"月"in_data(num_tab[dis_val[1]%16]);in_data('-'); //显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[2]/16]); //显示"日"in_data(num_tab[dis_val[2]%16]);in_data(' '); //显示分隔符in_data('['); //显示分隔符week_disp(dis_val[3]); //LCD1602显示星期值in_data(']'); //显示分隔符in_command(0xc0); //设定第二行字符串起始显示位置in_data('-'); //显示分隔符in_data('-'); //显示分隔符in_data('-'); //显示分隔符in_data('-'); //显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[4]/16]); //显示"时"in_data(num_tab[dis_val[4]%16]);in_data(':'); //显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[5]/16]); //显示"分"in_data(num_tab[dis_val[5]%16]);in_data(':'); //显示分隔符in_data(num_tab[dis_val[6]/16]); //显示"秒"in_data(num_tab[dis_val[6]%16]);in_data('-'); //显示分隔符in_data('-'); //显示分隔符in_data('-'); //显示分隔符in_data('-'); //显示分隔符}}/******************一秒定时中断函数*****************/void timer0() interrupt 1 using 1{ET0=0; //关闭定时器T0中断允许位TR0=0; //关闭定时器T0jiamiao++;TH0=(65536-50000)/256; //设定每次中断间隔50msTL0=(65536-50000)%256;TR0=1; //启动定时器T0ET0=1; //打开定时器T0中断允许位}/********************万年历正常运行函数********************/ void run(){if(second>=59){minite++;second=0x00;}if(minite>=59){hour++;minite=0x00;}if(hour>=23){day++;hour=0x00;}if(month==4 || month==6 || month==9 || month==11){if(day>=30){day=0x01;month++;}}if(month==2){if(year%4!=0) //平年{if(day>=28){day=0x01;month++;}}else //闰年{if(day>=29){day=0x01;month++;}}}else{if(day>=31){day=1;month++;}}if(month>=12){month=0x01;year++;}dis_val[0]=((year/10)<<4)|(year%10); //刷新"年"dis_val[1]=((month/10)<<4)|(month%10); //刷新"月"dis_val[2]=((day/10)<<4)|(day%10); //刷新"日"dis_val[3]=week; //刷新"星期"dis_val[4]=((hour/10)<<4)|(hour%10); //刷新"时"dis_val[5]=((minite/10)<<4)|(minite%10); //刷新"分"dis_val[6]=((second/10)<<4)|(second%10); //刷新"秒" }。