整点报时数字钟

数字钟

一、设计任务

本任务为：数字钟。设计任务具体内容如下：

1.1 基本设计任务

依据命题题意，本设计采用89C51进行24小时计时并显示。要求其显示时间范围是00：00：00~23：59：59，具备有时分秒校准功能。数字钟上面要带有闹钟，闹钟与时钟之间能随时切换，闹钟具备时分秒设置功能。

1.2 控制设计任务

由于本设计采用手动校准时钟与手动设置闹钟方案，所以要求用较少的按键来达到切换闹钟与时钟、时钟时分秒校准、闹钟时分秒设置等功能。

1.3 软件设计任务

数字钟的所有计时都要由软件控制实现。用软件对几个按键所得信号进行相应改变，以控制时钟与闹钟的显示。通过软件对闹钟与时钟进行比较，当时钟所显示时间与闹钟一样时，要启动报时模块。

三、总体设计

经过对各个方案分析比较，最终确定总方案如图3-1所示。该系统所有模块都由主单片机控制。其中，设计各个模块，包括单片机、显示模块、电机驱动、光电探测由四节AA电池供电。电机驱动采用L298驱动芯片控制。用光电传感器对边线的探测来控制距离。通过单片机的机器周期计算时间计数周期，以达到计时目的。

图3-1 系统方案图3.1 系统硬件电路设计

3.1.1 显示及控制模块

图3-4 语音报时模块

3.2 系统软件设计

3.2.1 软件计时的分析与计算

单片机内部定时器有4种工作模式，方式0是13位计数器，由于计时时间过短，中断频率高，所以不选用此模式；方式2是自动重装式计数器，是8位计数器，同样中断频率过高；方式3也是8位计数器；方式1是16位计数器，综合考虑，选用方式1做精确计时。

由于51单片机是12分频，因此机器周期=晶振频率/12。在该设计中，选用

频率为12MHz的晶振，因此机器周期=1μs。定时1s需要1000000个机器周期，因此通过20次定时器中断完成1s的定时，每次完成50000个周期的定时，因此每次给定时器的初值应该是TH0=B0H,TL0=3CH。

3.2.2 系统软件设计

设计两套存储方案，一套存储时钟，一套存储闹钟，两者互不干涉，只有当两者相等时才会调用闹钟播放子程序，而当每次整点时则会调用整点报时子程序。

本设计有调用T0中断，并有以下子程序：

void delay(void) //延时子程序

void delay2(void) //1420专用延时子程序

void play(unsigned char temp) //1420播放子程序

void display(void) //显示子程序

void rdisplay(void) //闹钟显示子程序

void ring(void) //闹钟控制子程序

void examring(void) //闹钟播放子程序

void zhengdian(void) //整点报时子程序

Ⅳ、测试结果及结果分析

4.1 测试仪器及工具

测试仪器及工具：电源一个。

4.2 测试步骤

①、接上电源。

②、设定闹钟为00：01：00，并试听闹钟是否准确。

③、试听每次整点报时是否准确。

④、试验各按键功能是否正常。

4.3 测试结果如下

闹钟与整点报时功能均正确无误，各按键功能均正常。

4.4 测试结果分析

通过对测试数据的分析，可以看出，数字钟能实现时钟计时，并带有闹钟与整点报时功能，即数字钟已经实现了题目所给出的所有要求。

参考文献：

1、胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，2005

2、阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001

3、童诗白华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001

4、郁有文等.传感器原理及工程应用.西安：西安电子科技大学出版社，2008 附件一：参考程序如下：

#include

unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x 7f,0x6f};

unsigned char code tab[]={0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf};

unsigned char code ts[]={0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40 ,0x48,0x50};

unsigned char wei[]={0,1,2,3,4,5};

unsigned char sec,min,hou,rsec,rmin,rhou,tcont; unsigned char a0,a1,a2;

unsigned char smh;

void delay(void) //延时子程序

{ unsigned char i,j;

for (i=10;i>0;i--)

for(j=248;j>0;j--);

}

void delay2(void) //1420专用延时子程序

{ unsigned char i,j,k;

for (i=200;i>0;i--)

for(j=248;j>0;j--)

for(k=20;k>0;k--);

}

void play(unsigned char temp) //1420播放子程序{ P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=temp;

P3_1=0;

delay2();

P1=0;

P3_1=1;

}

void display(void) //显示子程序

{ for(a2=0;a2<6;a2++)

{ wei[0]=hou/10;

wei[1]=hou%10;

wei[2]=min/10;

wei[3]=min%10;

wei[4]=sec/10;

wei[5]=sec%10;

P2=tab[a2];

P0=table[wei[a2]];

delay();

}

}

void rdisplay(void) //闹钟显示子程序{ for(a2=0;a2<6;a2++)

{ wei[0]=rhou/10;

wei[1]=rhou%10;

wei[2]=rmin/10;

wei[3]=rmin%10;

wei[4]=rsec/10;

wei[5]=rsec%10;

P2=tab[a2];

P0=table[wei[a2]];

delay();

}

}

void ring(void) //闹钟控制子程序{ while(P3_5==0)

rdisplay();

smh=0;

a0=0;

while(a0==0)

{ rdisplay();

if(P3_3==0)

{ delay();

if(P3_3==0)

{ switch(smh)

{ case 0:

rsec++;

break;