51单片机电子时钟课程设计报告

目录第一部分设计任务和要求1.1单片机课程设计内容 (2)1.2单片机课程设计要求 (2)1.3系统运行流程 (2)第二部分设计方案2.1总体设计方案说明 (2)2.2 系统方框图 (3)2.3 系统流程图 (3)第三部分主要器材及基本简介3.1 主要器材 (4)3.2 主要器材简介 (4)第四部分系统硬件设计4.1 最小系统 (6)4.2 LCD显示电路 (6)4.3 键盘输入电路 (7)4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7)第五部分仿真电路图与仿真结果 (8)第六部分课程设计总结 (8)第七部分参考文献 (9)附录A 实物图附录B 系统源程序第一部分设计任务和要求1.1 单片机课程设计内容利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。

1.2 单片机课程设计要求1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示；2．能实现调时功能；3．能实现12/24小时制切换；4．能实现8：00—22：00整点报时功能。

1.3 系统运行流程程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。

若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。

若没到则循环执行。

计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。

调时闪烁中断服务程序用于被调单元的闪烁显示。

调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。

实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。

相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。

第二部分设计方案2.1 总体设计方案说明1．程序设计及调试根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。

2．硬件焊接及调试根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。

3．后期处理对设计过程进行总结，完成设计报告。

2.2 单片机系统方框图2.2 单片机系统流程图主流程图键盘扫描流程图功能键增加键减小键12/24小时制切换键STC89C51 单片机LCD 显示屏电源最小系统初始化时钟子程序结束 按键扫描子程序开始时钟流程图第三部分主要器件及简介3.1 主要器件1. STC89C51单片机；2．LCD1602液晶显示屏；3.2 主要器件简介1．STC89C51单片机简介STC89C51是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。

2．LCD1602液晶显示屏简介LCD1602可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0—D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V,并且带有字符对比度调节和背光。

LCD1602引脚说明如下表所示：LCD液晶显示器各引脚功能及结构VDD：电源正极，4.5V—5.5V,通常使用5V电压；VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0—5V。

接正极时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地；RS：MCU写入数据或者指令选择端。

MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平；R/W：读写控制端。

R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据；EN：LCD模块使能信号控制端。

写数据时，需要下降沿触发模块。

D0—D7：8为数据总线，三态双向。

如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4—D7接口传送数据。

A：LED背光正极。

需要背光时， A串接一个限流电阻接VDD， K接地。

K：LED背光地端。

第四部分系统硬件设计4.1 最小系统复位时单片机的初始化操作，只要给RST引脚加上两个机器周期以上的高电平信号，就可以使STC89C51单片机复位。

本次采用的是12M晶振，按钮复位电路。

4.2 LCD显示电路LCD显示屏的D0到D7与单片机P0口相连，LCD显示屏EN口与单片机P3.4口相连，RS与P3.5相连。

通过滑动变阻器改变LCD显示屏的显示对比度。

4.3 键盘输入电路本次设计采用独立键盘，键盘按下时，相应的I/O口电平由高变低，一次检测按键是否被按下。

4个独立按键与单片机P3.0—P3.3口相连。

4.3 蜂鸣器和LED灯电路蜂鸣器的作用为准点报时产生报警声，LED在秒钟为偶数时或者功能键被按下时亮。

蜂鸣器与单片机P2.2口相连，LED灯与单片机P2.3口相连。

第五部分仿真电路图与仿真结果用Keil和Protues进行仿真调试，仿真结果完全达到预期目的。

第六部分课程设计总结本次单片机课程设计，在我和我的搭档陈雅琴默契配合，以及邹老师的指导和同学的帮助下顺利完成了。

在设计过程中，从仿真电路的设计，源程序的书写和修改以及实物电路的焊接中都遇到了不少问题，但在我们的共同努力下解决了，并且从中学到了不少知识。

我们在设计过程中还不断提出自己的疑点以及新的想法，联系实际应用，将课本上学习的东西运用到实际中，这些都令我们受益匪浅。

课程设计需要很大的耐心，尤其是遇到困难的时候，这也是对我们的考验。

在设计过程中，我们遇到问题不是感到急躁，而是耐心地寻找解决的办法，与老师、同学进行交流讨论，寻求最佳的解决办法。

总之，在此次的课程设计中，我们不仅动手、动脑，也学会了不少东西，同时，谢谢对我们的设计带来建议、意见和帮助的老师和同学们！谢谢！第七部分参考文献《单片机原理及应用（第二版）》高等教育出版社《新概念51单片机C语言教程》电子工业出版社附录A 实物图附录B 系统源程序#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit lcdrs=P3^5; //定义1602液晶RS端sbit lcden=P3^4;//定义1602液晶LCDEN端sbit s1=P3^0; //定义按键--功能键sbit s2=P3^1;//定义按键--增加键sbit s3=P3^2;//定义按键--减小键sbit s4=P3^3;//定义按键--闹钟键sbit beep=P2^2; //定义蜂鸣器端sbit led=P2^3; //定义LED灯端uchar count,s1num,s4num;char year,month,day,week,miao,shi,fen,pshi;uchar code table[]=" 20 - - ";//定义初始上电时液晶默认显示状态void delay(uint z) //延时函数{uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void zhuanhuan(){if(shi==0)pshi=12;if(shi<=12&&shi>=1)pshi=shi;if(shi>12)pshi=shi-12;}void di()//蜂鸣器发声函数{beep=0;delay(300);beep=1;delay(300);}void write_com(uchar com)//液晶写命令函数{lcdrs=0;lcden=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void write_date(uchar date)//液晶写数据函数{lcdrs=1;lcden=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void _shi()//写"AM"、"PM"函数{if(shi>=12){write_com(0x80+0x40+1);//写出"PM"write_date('P');write_date('M');}else{write_com(0x80+0x40+1);//写出"AM"write_date('A');write_date('M');}}void write_ymd(uchar add1,uchar date1)//写年月日函数{uchar shi,ge;shi=date1/10;//分解一个2位数的十位和个位ge=date1%10;write_com(0x80+add1);//设置显示位置write_date(0x30+shi);//送去液晶显示十位write_date(0x30+ge); //送去液晶显示个位}void write_sfm(uchar add,uchar date)//写时分秒函数{uchar shi,ge;shi=date/10;//分解一个2位数的十位和个位ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);//设置显示位置write_date(0x30+shi);//送去液晶显示十位write_date(0x30+ge); //送去液晶显示个位}void write_week(char week)//写液晶星期显示函数{write_com(0x80+12);switch(week){case 1:write_date('M');delay(5);write_date('O');delay(5);write_date('N');break;case 2:write_date('T');delay(5);write_date('U');delay(5);write_date('E');break;case 3:write_date('W');delay(5);write_date('E');delay(5);write_date('D');break;case 4:write_date('T');delay(5);write_date('H');delay(5);write_date('U');break;case 5:write_date('F');delay(5);write_date('R');delay(5);write_date('I');break;case 6:write_date('S');delay(5);write_date('A');delay(5);write_date('T');break;case 7:write_date('S');delay(5);write_date('U');delay(5);write_date('N');break;}}void writeym(){day=1;month++;if(month==13){month=1;year++;if(year==100)year=0;write_ymd(3,year);//年若变化则重新写入}write_ymd(6,month);//月若变化则重新写入}void init()//初始化函数{uchar num;lcden=0;year=13;//初始化种变量值month=6;day=21;week=5;shi=13;fen=59;miao=58;count=0;s1num=0;s4num=0;write_com(0x38);//初始化1602液晶write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);//设置显示初始坐标for(num=0;num<15;num++)//显示年月日星期{write_date(table[num]);delay(5);}delay(5);write_com(0x80+0x40+6);//写出时间显示部分的两个":"write_date(':');delay(5);write_com(0x80+0x40+9);write_date(':');delay(5);write_week(week);write_ymd(3,year);//分别送去液晶显示write_ymd(6,month);write_ymd(9,day);write_sfm(10,miao);//分别送去液晶显示write_sfm(7,fen);write_sfm(4,shi);TMOD=0x01;//设置定时器0工作模式1TH0=(65536-50000)/256;//定时器装初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0}void keyscan()//按键扫描函数{if(s1==0){delay(5);if(s1==0)//确认功能键被按下{s1num++;//功能键按下次数记录while(!s1);//释放确认if(s1num==1)//第一次被按下时{TR0=0; //关闭定时器write_com(0x80+3);//光标定位到年位置write_com(0x0f); //光标开始闪烁}if(s1num==2)//第二次按下光标闪烁定位到月位置{write_com(0x80+6);}if(s1num==3)//第三次按下光标闪烁定位到日位置{write_com(0x80+9);}if(s1num==4)//第四次按下光标闪烁定位到星期位置{write_com(0x80+12);}if(s1num==7)//第七次被按下时光标定位到秒位置{write_com(0x80+0x40+10);}if(s1num==6)//第六次按下光标闪烁定位到分位置{write_com(0x80+0x40+7);}if(s1num==5)//第五次按下光标闪烁定位到时位置{write_com(0x80+0x40+4);}if(s1num==8)//第七次按下{s1num=0;//记录按键数清零write_com(0x0c);//取消光标闪烁TR0=1;//启动定时器使时钟开始走}}}if(s1num!=0)//只有功能键被按下后，增加和减小键才有效{if(s2==0){delay(5);if(s2==0)//增加键确认被按下{while(!s2);//按键释放if(s1num==1)//若功能键第一次按下{year++; //则调整年加1if(year==100)//若满100后将清零year=0;write_ymd(3,year);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+3);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==2)//若功能键第二次按下{month++;//则调整月加1if(month==13)//若满12后将置一month=1;write_ymd(6,month);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+6);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==3)//若功能键第三次按下{day++;//则调整日加1if(year%4==0&&month==2){if(day==30)//若满29后将置一day=1;}if(year%4!=0&&month==2){if(day==29)//若满28后将置一day=1;}if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) {if(day==32)//若满31后将置一day=1;}if(month==4||month==6||month==9||month==11){if(day==31)//若满30后将置一day=1;}write_ymd(9,day);;//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+9);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==4)//若功能键第四次按下{week++;//则调整星期加1if(week==8)//若满8后将置一week=1;write_week(week);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+12);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==7)//若功能键第七次按下{miao++; //则调整秒加1if(miao==60)//若满60后将清零miao=0;write_sfm(10,miao);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+10);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==6)//若功能键第二次按下{fen++;//则调整分钟加1if(fen==60)//若满60后将清零fen=0;write_sfm(7,fen);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+7);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==5)//若功能键第五次按下{shi++;if(shi==24)//若满24后将清零{shi=0;}if(s4num==0){write_sfm(4,shi);;//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处}if(s4num==1){zhuanhuan();_shi();write_sfm(4,pshi);;//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处}}}}}if(s3==0){delay(5);if(s3==0)//确认减小键被按下{while(!s3);//按键释放if(s1num==1)//若功能键第一次按下{year--;//则调整秒减1if(year==-1)//若减到负数则将其重新设置为99year=99;write_ymd(3,year);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+3);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==2)//若功能键第二次按下{month--;//则调整分钟减1if(month==0)//若减到负数则将其重新设置为59month=12;write_ymd(6,month);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+6);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==3)//若功能键第二次按下{day--;//则调整日加1if(year%4==0&&month==2){if(day==0)//若满29后将置一day=29;}if(year%4!=0&&month==2){if(day==0)//若满28后将置一day=28;}if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) {if(day==0)//若满31后将置一day=31;}if(month==4||month==6||month==9||month==11){if(day==0)//若满30后将置一day=30;}write_ymd(9,day);;//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+9);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==4)//若功能键第二次按下{week--;//则调整小时减1if(week==0)//若减到负数则将其重新设置为23week=7;write_week(week);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+12);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==7)//若功能键第一次按下{miao--;//则调整秒减1if(miao==-1)//若减到负数则将其重新设置为59miao=59;write_sfm(10,miao);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+10);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==6)//若功能键第二次按下{fen--;//则调整分钟减1if(fen==-1)//若减到负数则将其重新设置为59fen=59;write_sfm(7,fen);//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+7);//显示位置重新回到调节处}if(s1num==5)//若功能键第二次按下{shi--;if(shi==-1)//若满24后将清零shi=23;if(s4num==0){write_sfm(4,shi);;//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处}if(s4num==1){zhuanhuan();_shi();write_sfm(4,pshi);;//每调节一次送液晶显示一下write_com(0x80+0x40+4);//显示位置重新回到调节处}}}}if(s1num==0){if(s4==0){delay(5);if(s4==0)//确认功能键被按下{s4num++;//功能键按下次数记录while(!s4);//释放确认if(s4num==1)//第一次被按下时{zhuanhuan();_shi();write_sfm(4,pshi);}if(s4num==2)//第二次按下{s4num=0;//记录按键数清零write_com(0x80+0x40+1);write_date(' ');write_date(' ');write_sfm(4,shi);}}}}}void main()//主函数{init();//首先初始化各数据while(1)//进入主程序大循环{keyscan();//不停的检测按键是否被按下if(s1num!=0)led=0;elseled=miao%2;if((shi>7&&shi<23)&&(fen==0)&&(miao==0)){di();}}}void timer0() interrupt 1//定时器0中断服务程序{TH0=(65536-50000)/256;//再次装定时器初值TL0=(65536-50000)%256;count++;//中断次数累加if(count==20) //20次50毫秒为1秒{count=0;miao++;if(miao==60)//秒加到60则进位分钟{miao=0;//同时秒数清零fen++;if(fen==60)//分钟加到60则进位小时{fen=0;//同时分钟数清零shi++;if(shi==24)//小时加到24则小时清零{shi=0;week++;if(week==8){week=1;}write_week(week);//星期若变化则重新写入day++;if(year%4==0&&month==2)//判断是否为闰年的2月{if(day==30){writeym();}write_ymd(9,day);//日若变化则重新写入}if(year%4!=0&&month==2)//判断是否为平年的2月{if(day==29){writeym();}write_ymd(9,day);//日若变化则重新写入}if(month!=2&&month!=4&&month!=6&&month!=9&&month!=11) {if(day==32){writeym();}write_ymd(9,day);//日若变化则重新写入}if(month==4||month==6||month==9||month==11){if(day==31){writeym();}write_ymd(9,day);//日若变化则重新写入}20}if(s4num==1){zhuanhuan();_shi();write_sfm(4,pshi);//12小时制小时若变化则重新写入}else write_sfm(4,shi);//24小时制小时若变化则重新写入}write_sfm(7,fen);//分钟若变化则重新写入}write_sfm(10,miao);//秒若变化则重新写入}}21。