51单片机控制8位一体数码管或两个4位一体数码管实现万年历功能（时间、日期、闹钟）

ID:470643 · 发表于 2019-1-19 20:21

要求
显示当前时间与日期。
手动修改时间、日期信息，修改该位信息时该数码管闪烁。
手动开启/关闭闹钟功能，而且有闹钟状态指示灯。
手动设置闹钟，而且当达到设置好的时间点时报警，报警时长为5s。
分析
万年历的整体设计如图所示：

51单片机核心模块包括51单片机最小系统模块，是设计应用的控制核心；显示模块用于显示时间与日期、设计闹钟时间等信息；指示灯包括时间日期暂停计数指示灯和闹钟开启或关闭状态指示灯；闹钟采用蜂鸣器发出声音警报；键盘输入模块用来设置和切换时间、日期，开启或关闭闹钟，设置闹钟时间等。

制作出来的实物图如下：

可用安卓接口5V供电，也可接学生电源或两个3.7V的电池通过LM7805稳压管供电。

功能介绍：

程序初始化处于时间计数状态（已设置初始值为12:12:00），按下Key2选择位校准位，按下第一次选中秒钟，第二次选中分钟，第三次选中时钟，第四次退出校时功能，被选中位不断闪烁，并且按下Key3可进行被选择位逐渐加一，实现校时。按下Key4，数码管显示界面跳转为日期显示，按下按键Key2和Key3 可实现与时间同一校准时间的功能，再次按下Key4切换为时间界面。在时间显示或者日期显示状态下，按下按键Key1可独立暂停时间计数或日期的增加，并且LED1指示灯亮。

按下按键K3开启闹钟功能，LED2亮，再次按下则关闭闹钟，LED2灭。按下K4切换为闹钟设置状态（已设置闹钟初始值为12:12:00），按下K1进行分钟位加一，按下Key2切换为时钟位调时，按下K1进行时钟位加一，在闹钟状态下秒钟不可调。在进入闹钟设置功能前，需先开启闹钟功能，否则闹钟不会到点闹铃。按下K2退出闹钟设置界面，等到实时时间与所设置闹钟时间一致时，蜂鸣器响5s钟，中途可按下K3关闭蜂鸣器，并且关闭闹钟功能。

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)

程序流程图:

单片机源程序如下:

#include<reg51.h>
#define uChar unsigned char
#define uInt unsigned int
uChar a[]={~0x3f,~0x06,~0x5b,~0x4f,~0x66,~0x6d,~0x7d,~0x07,~0x7f,~0x6f}; //数码管段选码，0——9
uChar b[]={~0xfe,~0xfd,~0xfb,~0xf7,~0xef,~0xdf,~0xbf,~0x7f}; //数码管位选码，高——低
uChar second=0,minute=12,hour=12,month=1,day=13,count; uInt year=2019;
uChar f_nao=12,s_nao=12; //闹钟分计数，闹钟时计数
uChar wave=0; //定时器1对0.1ms定时时间进行计数，控制蜂鸣器响的频率
bit flag_nao; //控制闹钟开关变量 flag_nao= 0-off;1--on
sbit K1 = P3^0; //设置闹钟分/时位加一
sbit K2 = P3^1; //退出设置闹钟
sbit K3 = P3^2; //闹钟开关
sbit K4 = P3^3; //进入设置闹钟状态
sbit Key1 = P3^4; //计时停止
sbit Key2 = P3^5; //调位（校准）
sbit Key3 = P3^6; //所调位加一
sbit Key4 = P3^7; //切换时-分-秒、年-月-日
sbit BEEP = P2^2; //蜂鸣器端口
sbit LED1 = P2^0; //计时停止时LED1亮
sbit LED2 = P2^1; //闹钟开启时LED2亮
//函数声明
void Delayms(uInt t); //长延时函数
void Dispaly1(uChar second,uChar minute,uChar hour); //时-分-秒显示
void Dispaly2(uChar day,uChar month,uInt year); //年-月-日显示
void Keyscan1(); //按键Key4按下次数为双数时（按键Key1~3控制时-分-秒）
void Keyscan2(); //按键Key4按下次数为单数时（按键Key1~3控制年-月-日）
void nao_judge(); //判断闹钟
/*************时-分-秒、年-月-日闪烁函数声明*********************/
void delay(uInt t); /***/
void Bright1(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Hour_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Minute_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Second_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Bright2(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
void Year_flicker(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
void Month_flicker(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
void Day_flicker(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
/*************时-分-秒、年-月-日闪烁函数声明*********************/
//主函数
void main()
{
TMOD=0x11; //置T0、T1都为工作方式1
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
TR0=1; //开启T0
ET0=1; //打开T0中断允许位
IT1=1; //设置外部中断1为下降沿触发
IT0=0; //设置外部中断0为低电平触发
EX1=1; //打开外部中断1允许位
EX0=1; //打开外部中断0允许位
PT0=1; //设置内部定时中断优先级大于外部中断优先级
EA=1; //打开中断总允许位
BEEP=1;
flag_nao=0;
while(1)
{
static uChar h=0;
nao_judge();
if(Key4==0)
{
Delayms(10);
if(Key4==0)
while(!Key4); //空操作，等待按键释放
h++;
}
if(h%2==1)
{
Dispaly2(day,month,year);
Keyscan2();
}
if(h%2==0)
{
Dispaly1(second,minute,hour);
nao_judge();
Keyscan1();
}
}
}
//长延时函数
void Delayms(uInt t)
{
uInt i,j;
for(i=0;i<t;i++)
for(j=0;j<125;j++)
;
}
//时-分-秒显示
void Dispaly1(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
}
//年-月-日显示
void Dispaly2(uChar day,uChar month,uInt year)
{
P0=b[7];
P1=a[day%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[day/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=a[month%10]&0x7f;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[month/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[year%10]&0x7f;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=a[(year%100)/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[(year/100)%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[0];
P1=a[(year/1000)];
Delayms(1);
P1=0xff;
}
//按键Key4按下次数为双数时（控制时-分-秒），按键Key1~3的控制
void Keyscan1()
{
static uChar i=0,j=0; //static-保存变量数据，不会清零
if(Key1==0)
{
Delayms(10); //消抖
if(Key1==0)
while(!Key1); //等待按键弹起
i++;
}
if(i%2==1) //若Key1按下次数为单数时，停止计数
{
LED1=0;
TR0=0;
}
if(i%2==0) //若Key1按下次数为双数时，开始计数
{
LED1=1;
TR0=1;
}
if(Key2==0) //按键Key2选择调位
{
Delayms(10);
if(Key2==0)
while(!Key2);
j++;
}
if(j%4==1) //按键按下一次
{
Second_flicker(second,minute,hour); //秒显示位闪烁
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0) //按键Key3进行选定位加一
while(!Key3);
second++;
if(second==60)
second=0;
}
}
if(j%4==2)//按键按下两次
{
Minute_flicker(second,minute,hour); //分显示位闪烁
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
minute++;
if(minute==60)
minute=0;
}
}
if(j%4==3)//按键按下三次
{
Hour_flicker(second,minute,hour); //时显示位闪烁
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
hour++;
if(hour==24)
hour=0;
}
}
}
//按键Key4按下次数为单数时（控制年-月-日），按键Key1~3的控制
void Keyscan2()
{
static uChar m=0,n=0;
if(Key1==0)
{
Delayms(10);
if(Key1==0)
while(!Key3);
m++;
}
if(m%2==1)
{
LED1=0;
TR0=0;
}
if(m%2==0)
{
LED1=1;
TR0=1;
}
if(Key2==0)
{
Delayms(10);
if(Key2==0)
while(!Key2);
n++;
}
if(n%4==1)
{
Day_flicker(day,month,year); //日显示位闪烁
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
day++;
if(day==32)
day=1;
}
}
if(n%4==2)
{
Month_flicker(day,month,year); //月显示位闪烁
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
month++;
if(month==13)
month=1;
}
}
if(n%4==3)
{
Year_flicker(day,month,year); //年显示位闪烁
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
year++;
if(year==10000)
year=0;
}
}
}
//判断闹钟，当时间和设置闹钟时间相等时，闹铃响5S
void nao_judge()
{
if(flag_nao==1) //如果flag_nao为真，闹钟开启
{
if((minute==f_nao)&&(hour==s_nao)) //判断实时时间和闹钟时间的分、时是否同时相等
{
while(second<5&&flag_nao) //如果second<=5和flag_nao都为真，闹铃响5s
{
BEEP=0; //TR1=1; //开启T0
Dispaly1(second,minute,hour);
}
}
}
BEEP=1;
}
//定时器中断0，时钟计数(不断执行)
void time0_int(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
count++;
if(count==100)
{
count=0;
second++;
if(second==60)
{
second=0;
minute++;
if(minute==60)
{
minute=0;
hour++;
if(hour==24)
{
hour=0;
day++;
if(day==32)
{
day=1;
month++;
if(month==13)
{
month=1;
year++;
if(year==10000)
{
year=0;
}
}
}
}
}
}
}
}
//外部中断0，闹钟开关，控制flag_nao，按下K3关闭闹钟
void guan_naozhong() interrupt 0
{
flag_nao=~flag_nao;
LED2=~LED2;
TR1 = 0; //K3按下，开启外部中断0，关闭定时器中断1，闹钟停止响铃
while(!K3)
Dispaly1(second,minute,hour);
}
//外部中断1，调节闹钟时间
void naozhong() interrupt 2
{
static uChar n=0;
// s_nao=12; //设置闹钟时钟初始值
// f_nao=31; //设置闹钟分钟初始值
while(K2) //等待按下K2退出，否则循环执行闹钟时间设置
{
Dispaly1(0,f_nao,s_nao); //显示闹钟设置
if(Key2==0) //闹钟调位调时钟、分钟
{
Delayms(10);
if(Key2==0)
while(!Key2);
n++;
}
if(n%2==1) //调节闹钟时钟
{
if(K1==0)
{
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
if(K1==0)
{
if(s_nao==23)
s_nao=0;
else s_nao++;
}
while(!K1)
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
}
}
if(n%2==0) //调节闹钟分钟
{
if(K1==0)
{
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
if(K1==0)
{
if(f_nao==59)
f_nao=0;
else f_nao++;
}
while(!K1)
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
}
}
}
}
/************************************************/
/****************调位时选择位闪烁****************/
/************************************************/
//短延时
void delay(uInt t)
{
uInt i;
for(i=0;i<t;i++)
;
}
//数码管0~7位分别显示时-分-秒
void Bright1(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//秒显示位闪烁
void Second_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
Bright1(second,minute,hour);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6]; //该位数码管灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[7]; //该位数码管灭
P1=0xff;
delay(k);
}
}
//分显示位闪烁
void Minute_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
Bright1(second,minute,hour);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3]; ////熄灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[4]; ////熄灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//时显示位闪烁
void Hour_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
Bright1(second,minute,hour);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0]; ////熄灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[1]; ////熄灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//数码管0~7位分别显示年-月-日
void Bright2(uChar day,uChar month,uInt year)
{
uChar p,k=10;
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[7];
P1=a[day%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[day/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=a[month%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[month/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[year%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=a[(year%100)/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[(year/100)%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[0];
P1=a[(year/1000)];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//日显示位闪烁
void Day_flicker(uChar day,uChar month,uInt year)
{
uChar p,k=10;
Bright2(day,month,year);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[7]; ////熄灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[6]; ////熄灭
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[5];
P1=a[month%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[month/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[year%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=a[(year%100)/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[(year/100)%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[0];
P1=a[(year/1000)];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//月显示位闪烁
void Month_flicker(uChar day,uChar month,uInt year)
{
uChar p,k=10;
Bright2(day,month,year);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[7];
P1=a[day%10];
……………………
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