第一部分 设计任务和要求
1.1 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 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
时钟流程图
第三部分 系统硬件设计3.1 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。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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。
第四部分 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。
第五部分 系统程序
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit 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
{
uintx,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
{
ucharshi,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
{
ucharshi,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1
TH0=(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1
if(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1
if(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1
if(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1
if(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1
if(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1
if(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1
if(year==-1)//若减到负数则将其重新设置为99
year=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1
if(month==0)//若减到负数则将其重新设置为59
month=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1
if(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1
if(week==0)//若减到负数则将其重新设置为23
week=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1
if(miao==-1)//若减到负数则将其重新设置为59
miao=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1
if(fen==-1)//若减到负数则将其重新设置为59
fen=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;
else
led=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
}
}
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
}
}
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