带闹钟的51单片机六位数字钟设计含源码+仿真+调试资料

ID:416620 · 发表于 2018-11-15 17:10

一、硬件电路

总电路图

六位数字钟仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

图6-1总电路图

2、时间调试

记时时间，如图6-1为“01：13：38”，图6-2所示20秒后的时间“01：13：38”，调试显示正常。

图6-1 01：13：38 图 6-2 01：13：38

调整时间，如图6-2到图6-4所示，为修改位闪烁状态，图6-5和图6-6为修改后的时间和退出修改3秒后的时间，调试显示正常。

图6-2修改秒个位闪烁“灭” 图6-3修改秒个位闪烁“亮” 图6-4修改分个位闪烁“灭”

图6-5修改后时间图6-6退出修改

3、闹钟调试

如图6-7所示，长按key2，右下角红色led亮，表示开启闹钟，并设置闹钟时间为“01：14：00”。若无开启闹钟如图6-8所示，到设定时间时，绿色LED无反应。如图6-9和图6-10所示，开启闹钟，到设定时间，绿色led亮10s后熄灭。如图6-11所示，闹钟“响起”后，按下key2取消“闹铃”，绿色led熄灭。

图6-7 设定闹钟01：14：00 图6-8无开启闹钟，到时无反应

图6-9到闹钟时间图6-10 闹钟10s后停止

图6-11闹钟手动停止

4、日期调试

如图6-12和图6-13所示，在显示模式下流动显示8位数“2022年3月1日”。如图6-14至图6-16所示，当年分为闰年“2020”时，2月末为29日，过24点，变成“2020年03月01日”。如图6-17至图6-19所示，当年分为平年“2021”时，2月末为28日，过24点，变成“2021年03月01日”。

图6-12 显示日期2022年03月图6-13 显示日期2022年03月01日

图6-14 闰年2月29日图6-15 设定当天23：59：50 图6-16 24点后日期

图6-17 平年2月28日图6-18 设定当天23：59：49 图6-19 24点后日

单片机源程序如下:

#include<reg51.h> //包含51单片机头文件
#include<intrins.h> //包含标准函数库
sbit P_alarm =P1^6; //闹钟开启与关闭指示灯，低电平有效，灭代表闹钟关闭
sbit P_alarming=P1^7; //闹铃指示灯，到时则亮，低电平有效
unsigned char code dis_7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
//七段共阴显示数码管“0~9”阴码
unsigned char data time[3]={23,59,58};
//时间，从左到右分别为“小时、分钟、秒”
unsigned char data clock[3]={23,0,0};
//闹钟，从左到右分别为“小时、分钟、秒”
unsigned char data date[4]={20,18,02,20};
//日期，从左到右分别为“年前两位、年后两位、月、日”
unsigned char data day[12]={31,28,31,30,31,30,31,30,31,30,31,30};
//12个月对应的天数
unsigned char data *p; //指针变量，指向当前显示地址
unsigned char data mcs,ms_10; //计数器，mcs每250us加1次记录40次，ms_10记录mcs 100次
unsigned char data position=1; //编辑模式下，记录当前修改位“1~6”分别表示数码管右到左标号
unsigned char data screen=1; //显示模式下，记录当前显示屏幕功能，如下：“1”代表time，“2”代表clock，“3”代表date
unsigned int data fliker; //编辑模式下，修改位闪烁功能定时计数器
unsigned int data flow; //显示模式下，日期流动计数器
bit edit; //“0”代表显示模式，“1”代表编辑模式
bit day_flag=0; //24点标志位
bit disp_num; //显示数据位数切换，“0”代表显示6位，即时间，“1”代表显示日期
bit alarm,alarming; //闹钟状态和闹铃状态标志位
void display(unsigned char *p); //显示函数
void clock_c(); //闹钟功能程序
void date_c(); //日期程序
unsigned char keyscan(); //键盘扫描程序，另外，K1长按进行模式切换
void key2_function_d(); //显示状态，按键2功能程序，闹钟取消\启动，闹铃消停
void key2_function_e(); //编辑状态，按键2功能程序，加1
void key1_function_d(); //显示状态，按键2功能程序，显示切换
void key1_function_e(); //编辑状态，按键2功能程序，修改位切换
void delay(unsigned int i); //延时函数
void main()
{
unsigned char keyboard,key;
TMOD=0x02; //设置定时器0工作方式为2
TL0=0x06; //设置低八位初始值
TH0=0x06; //设置高八位初始值
EA=1; //开启总中断
ET0=1; //开启定时器0中断允许
TR0=1; //启动定时起0
p=time; //指向时间地址
while(1)
{
keyboard=P1&0x03; //读取按键的值，并且屏蔽无关位
display(p); //调用显示函数
clock_c(); //调用闹钟函数
date_c(); //调用日期函数
if((screen==1)&&(edit==1))TR0=0;else TR0=1;
//修改时间时，关闭定时器
if(keyboard!=0x03) //若有按键按下，则执行以下程序
{
display(p); //显示函数消除按键抖动
if(keyboard!=0x03) //再次检测，若有，则执行以下程序
{
key=keyscan(); //调用按键扫描程序，读取按键值
if(!edit) //显示模式
{
switch(key) //如果KEY1按下，则KEY1为1，若KEY2按下则为2
{
case 1:key1_function_d();break;//显示屏幕切换
case 2:key2_function_d();break;//闹钟功能设置，闹铃取消
default:break;
}
}
else //编辑模式
{
switch(key) //如果KEY1按下，则KEY1为1，若KEY2按下则为2
{
case 1:key1_function_e();break;//修改位切换
case 2:key2_function_e();break;//加1
default:break;
}
} } } } }
void display(unsigned char *p) //显示子程序，显示参数为无符号字符型指针变量
{
unsigned char disp[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};
//显示数据缓存变量
unsigned char disp_com[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};
//数码管位控端分别代表从左到右“1~6”号数码管
unsigned char a,b,d,dot;
unsigned char c=0;
if(!disp_num)a=6;else a=8; //显示时间则a=6，否则a=8
for(b=0;b<a;b++) //将显示数据按位缓存与disp数据中
{
if(c==0)disp[b]=p[b/2]/10;
else disp[b]=p[b/2]%10;
c++;if(c==2)c=0;
}
if(!edit) //显示模式
{
if(!disp_num) //显示时间
{
for(b=0;b<6;b++)
{
if(b==1||b==3)dot=128;else dot=0;
//1为小时个位，3为分钟个位，其后面加小数点
P0=0xff; //消影
P2=~dis_7[disp[b]]+dot;//段码刷新
P0=disp_com[b]; //位选端有效，显示输出
delay(5); //延时
}
}
else //显示日期
{
b=flow/50; //flow最大为400，每显示50次流动一位
for(c=0;c<6;c++)
{
d=c+b;if(d>7)d-=8; //每次显示6位，但流动显示起始位，第9位时返回第1位显示
if(d==3||d==5||d==7)dot=128;else dot=0;
//年份、月份、日期个位加小数点
P0=0xff; //消影
P2=~dis_7[disp[d]]+dot;//断码刷新
P0=disp_com[c]; //输出位选端
delay(5); //延时
}
flow++; //每显示1次屏幕加1；
if(flow==400)flow=0; //最大399
}
}
else //编辑模式
{
fliker++;if(fliker>100)fliker=0;//修改位显示闪烁功能
if(!disp_num) //显示时间
{
for(b=0;b<6;b++)
{
if(b==1||b==3)dot=128;else dot=0;
P0=0xff;
P2=~dis_7[disp[b]]+dot;
if(b==(6-position)) //修改位闪烁，position=1代表修改第6位数码管，最右边数码管
{
if(fliker<50)P0=disp_com[b]; //亮
else P0=0xff; //灭
}
else P0=disp_com[b];
delay(5);
}
}
else //显示日期
{
if(position>6)b=0;else b=2; //显示日期移动，起始显示状态“年，月”
for(c=0;c<6;c++)
{
d=c+b; //起始位置为disp[0或者2]
if(d==3||d==5)dot=128;else dot=0;
P0=0xff;
P2=~dis_7[disp[d]]+dot;
if(c==(6-position)||(c==(8-position)&&(position>6)))
//修改位闪烁，年最大位开始修改（显示“年、月”||显示“年、月、日”）
{
if(fliker<50)P0=disp_com[c];
else P0=0xff;
}
else P0=disp_com[c];
delay(5);
} } } }
void clock_c() //闹钟子程序
{
if(alarm) //开启闹钟则允许以下程序
{
int a,b,c;
a=time[0]-clock[0];
b=time[1]-clock[1];
c=time[2]-clock[2]; //比较闹钟时间和当前时间
if((a==0)&&(b==0)&&(c==0)) //时间到
alarming=1; //启动闹铃
if(alarming) //闹铃10秒自动取消
{
if((b*60+c)>=10)alarming=0;
}
}
P_alarm=!alarm; //闹钟状态输出
P_alarming=!alarming; //闹铃状态输出
}
void date_c() //日期子程序
{
unsigned char a,b,c,d;
d=date[0]*100+date[1];
a=23-time[0];
b=59-time[1];
c=59-time[2]; //是否到24点
if((d%400==0)||((d%100!=0)&&(d%4==0))) //闰年
{ day[1]=29;}
else
{ day[1]=28;if(date[3]>28)date[3]=28;} //平年
if((a==23)&&(b==59)&&(c==59)&&(day_flag==0)) //日期记时，24整点运行1次
{
date[3]++; //日加1
if(date[3]>day[date[2]-1]) //月末
{
date[3]=1; //日归1
date[2]++; //月份加1
if(date[2]>12) //年末
{
date[2]=1; //月归1
date[1]++; //年后两位加1
if(date[1]>99) //99年进位
{
date[0]++; //年前两位加1
date[1]=0; //年后两位归零
if(date[0]>99) //最大9999年
date[0]=0;
}
}
}
day_flag=1; //执行1次标志位置1，防止重复执行
}
if(day_flag){if(c!=59)day_flag=0;} //24整点过后，整点标志位复位
}
unsigned char keyscan() //键盘扫描子程序，无符号字符型子程序，返回键号
{
unsigned int a;
unsigned char temp;
temp=P1&0x03; //读取按键输入，屏蔽无关位
for(a=0;a<100&&((P1&(0x07))==0x06);a++)
//按键延时功能
{
display(p); //调用显示程序
if(a==99) //延时阈值
{
edit=!edit;
if(screen==3)position=8;//进入编辑模式初始状态设置
else position=1;a=3;temp=0;P0=0xff;delay(1000);
//进入编辑模式，则返回值为3不调用任何按键程序
while((P1&(0x07))==0x06)display(p);
//按键松开
}
}
switch(temp) //根据按键状态返回键号
{
case 0x06:a=1;break;
case 0x05:a=2;break;
default:break;
}
if(edit)while((P1&0x07)!=0x07)display(p);//按键松开
return(a); //返回键号
}
void key2_function_d() //按键2，显示状态，闹钟启动/停止，闹铃消停
{
unsigned int a;
if(!edit) //显示模式，执行以下程序
{
for(a=0;(a<100)&&((P1&(0x07))==0x05);a++)
//按键延时功能
{
display(p); //调用显示程序
if(a==99) //到达延时阈值，执行以下程序
{
alarm=!alarm; //开启或取消闹钟
P_alarm=!alarm; //立即输出反馈闹钟状态
while((P1&(0x07))==0x05)display(p);//按键松开
}
}
if(alarm) //闹钟开启
{
if(alarming)alarming=0; //手动取消，显示模式下短按取消闹铃
}else alarming=alarm; //闹钟关闭状态 }
}
void key2_function_e() //编辑模式，按键2，加1功能
{
if(edit)
{
if(!disp_num) //显示时间，则执行以下程序
{
switch(position) //根据位置进行加1
{
case 1:if(p[2]%10<9)p[2]++;else p[2]-=9 ;break; //秒个位
case 2:if(p[2]<50)p[2]+=10;else p[2]-=50;break; //秒十位
case 3:if(p[1]%10<9)p[1]++;else p[1]-=9 ;break; //分钟个位
case 4:if(p[1]<50)p[1]+=10;else p[1]-=50;break; //分钟十位
case 5:if((p[0]%10)<9&&(p[0]<23))p[0]++;else{if(p[0]<20)p[0]-=9;else p[0]-=3;};break; //小时个位
case 6:if((p[0]/10)<2&&(p[0]<14))p[0]+=10;else{if(p[0]<20)p[0]-=10;else p[0]-=20;};break; //小时十位
default: break;
}
}
else //显示日期，则执行以下程序
{
switch(position) //根据位置进行加
{
case 8:if(p[0]<99) p[0]+=10;else p[0]%=10;break; //年千位
case 7:if(p[0]%10<9)p[0]++; else p[0]-=9;break; //年百位
case 6:if(p[1]<99) p[1]+=10;else p[1]%=10;break; //年十位
case 5:if(p[1]%10<9)p[1]++; else p[1]-=9;break; //年个位
case 4:p[3]=1;if(p[2]==1)p[2]=10;else p[2]=1;break; //若进行月份的调整，需要重新设置日期，调整月份十位代表10以上和10以下切换
case 3:p[3]=1;if(p[2]>=10){if(p[2]<12) p[2]++;else p[2]=10; } else if(p[2]<9) p[2]++;else p[2]=1;break; //调整月份个位
case 2: //日期的十位
p[3]+=10; //日期的十位加1
if(p[3]>day[p[2]-1]) //如果超过月末
{
p[3]%=10; //保留日期个位
if(p[3]==0)p[3]=10; //十位归零
}break;
case 1: //日期的个位
if((p[3]/10)==(day[p[2]-1]/10)) //如果与月末十位相
等则执行以下程序
{
if(p[3]==day[p[2]-1]){ p[3]=p[3]-(day[p[2]-1]%10);}
//达到月末，减去月末个位数
else
p[3]++; //日期加1
}
else //不与月末十位相等
{
if(p[3]%10<9)p[3]++; //最大值为9
else
{
p[3]-=9;
if(p[3]==0)p[3]=1; //日期为0时则为1
}
}break;
default: break;
}
}
}
}
void key1_function_d() //按键1，显示状态，显示切换
{
if(!edit) //显示状态下
{
screen++; //每调用1次，加1，范围“1~3”
switch(screen)
{
case 1:p=time;disp_num=0;break; //显示时间
case 2:p=clock;disp_num=0;break; //显示闹钟
case 3:p=date;disp_num=1;break; //显示日期
default:p=time;disp_num=0;screen=1;break; //显示时间
}
}
}
void key1_function_e() //按键1，编辑模式下，移位
{
if(edit) //编辑模式下执行以下程序
{
if(!disp_num) //显示时间状态
{
position++;
if(position>6)position=1; //position范围“1~6”
}else //显示日期
{
position--; //从年千位开始修改
if(position==0||position>8)
position=8; //范围“1~8”
}
}else position=1; //复位
}
void delay(unsigned int i) //延时程序
{
unsigned int k;
for(;i>0;i--)
for(k=0;k<54;k++);
}
void time_int0() interrupt 1 //定时中断，中断方式2
{
EA=0; //关闭总中断，防止高级中断影响定时
if(mcs!=0x28) //10ms定时
mcs++;
else
{
mcs=0;
if(ms_10!=100)ms_10++ ; //1s定时
else
{
ms_10=0;
if(time[2]!=59)time[2]++; //1s到则秒位加1
else
{
time[2]=0; //60秒归0
if(time[1]!=59)time[1]++;//分钟加1
else
{
time[1]=0; //60分钟归0
if(time[0]!=23)time[0]++; //小时加1
else time[0]=0; //24小时归0
}
}
}
}
EA=1; //开放总中断
}