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可设置8个闹钟时间的单片机智能时钟

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楼主
ID:104835 发表于 2016-2-2 04:38 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
                        普通的家用时钟一般只能设置一个闹钟时间，但很多人均需为工作日、周末、早晨、午休等不同时段设置不同的闹钟时间。如果是使用普通的闹钟，只好每次休息前重新设置，很不方便，有时甚至会出现忘记更改闹钟设置而睡过头的情况。
        
        
        针对这种情况，本人利用89C51单片机设计了一款有8种闹钟设置的时钟，通过一段时间的使用，情况良好。
        
        
        1、                          元件清单
        
        共阴极数码管                                              8个                                              4511七段译码芯片                                        1片
        
        ATMEL89C51单片机                                          1片                                              24C08EEPROM                     1片
        
        24M晶振                                                   1个                                              9V变压器（3VA）                                         1个
        
        LM317输出可调稳压IC                                       1个                                                      整流桥堆                                                1个
        
        470uF电容                                                 1个                                              100uF电容                                               1个
        
        10uF电容                                                  1个                                              0.1uF电容                                               1个
        
        33pF电容                                                  2个                                                      蜂鸣器                                                  1个
        
        9014（或其它NPN管）                                       8个                                              ksp92（或其它PNP管）            1个
        
        二极管                                                    2个                                              1K欧电阻                                                16个
        
        470欧电阻                                                 1个                                              10K欧可调电阻                                           1个
        
        10K欧电阻                                                 4个                                                      按钮开关                                                4个        
        
        可装四节电池的电池盒                                      1个                                                      万能板（约12CM*17CM）           1块
        
        所有元件按以下的电路图焊接在一块万能板上。注意LM317的输出应由低调高，以免烧IC。
        
        
        1、                          电路图
        
        
        
        
        1、                          功能简介
        
        该时钟以24小时制显示时间，并可显示2000年至2049年之间的任何日期及星期，日期与时间经按键可相互切换，可输入8个闹钟时间设置，每个闹钟设置包括响铃的时间（小时与分钟）、对工作日有效还是对周末有效的标志，以及本项设置是否启用的标志等三部分。这8个闹钟设置均保存在EEPROM中，即使掉电也不用重新输入。当然使用者可通过按钮对任何一个设置作修改。数码管可经按钮关闭显示，避免夜间刺眼、影响睡眠。调节LM317输出电压，可改变数码管亮度，但电压不能低于后备电池的电压，否则后备电池供电。用四节1.5V电池串联作后备电源，保证市电停电时时钟继续走时。时钟的精度取决于晶振频率的精度。
        
        
        2、                          程序清单
        
        本程序用C语言编写，经Keil                         C51编译成二进制码后写入89C51内的EPROM内即可。
  1. #include "atmelat89x51.h"

  3. #include "intrins.h"



  7. unsigned char hour,min,sec,year,month,day,weekday;   //当前时间、日期、星期

  9. unsigned int  count_down;      //1秒钟计时用



  13. bit led_on;                    //数码管是否点亮的标志

  15. unsigned char display[8];         //8位数码管要显示的数据

  17. unsigned char attr;              //八个数码管的闪烁控制字节，当为0时，对应数码管闪

  19. bit flash;                            //LED 闪烁开关，与attr共同决定数码管是否闪烁

  21. unsigned char show_status;     //LED 显示状态标志

  23.         // 0：设置闹钟数据

  25. // 1：显示当前日期及星期

  27.                                                  // 2：显示当前时间

  29. // 3：设置当前日期

  31. // 4：设置当前时间



  35. bit km;                      //按键已去抖动标志

  37. bit kp;                       //按键已处理标志



  41. bit sound;                    //蜂鸣器响标志

  43. bit alarm_stop;                //蜂鸣器响后用户手工按停标志

  45. struct  { unsigned char h;           //小时

  47.         unsigned char m;           //分钟

  49.        } alarm[8];                            //8个闹钟项

  51. unsigned char alarm_en;        //闹钟项启用标志

  53. unsigned char alarm_wk;        //闹钟项周末启用标志

  55. unsigned char cur_alarm_set;     //当前设置的闹钟项

  57. unsigned char cur_alarm_active;   //当前到点的闹钟项

  59. bit new_alarm_info;            //闹钟项内容已修改标志



  63. sbit sound_output = P1^5;      //蜂鸣器驱动端口，输出0时蜂鸣器响

  65. sbit SDA_PIN   = P1^6;          //EEPROM数据线端口

  67. sbit SCL_PIN   = P1^7;          //EEPROM时钟线端口



  71. void I2cDelay()               //EEPROM操作时需要的延时函数

  73. { _nop_();  _nop_();  _nop_();

  75.   _nop_();  _nop_();  _nop_();

  77. }

  79. void DelayX1ms(unsigned char count)        //延迟函数，参数为毫秒数

  81. {unsigned char i,j;

  83.   for(i=0;i<count;i++)

  85.     for(j=0;j<240;j++)    ;

  87. }

  89. void Start()                                        //I2C启动，24C08使用I2C方式

  91. { SDA_PIN=1;   I2cDelay();

  93.   SCL_PIN=1;   I2cDelay();

  95.   SDA_PIN=0;   I2cDelay();

  97.   SCL_PIN=0;   

  99. }

  101. void Stop()                         //I2C停止

  103. { I2cDelay();  SDA_PIN=0;

  105.   I2cDelay();  SCL_PIN=1;

  107.   I2cDelay();  SDA_PIN=1;

  109.   I2cDelay();

  111. }

  113. bit SendByte(unsigned char value)               //发送1字节数据给EEPROM

  115. {unsigned char i;

  117. bit no_ack=0;

  119.   for(i=0;i<8;i++)                     //发送8位数据

  121.   { I2cDelay();   

  123. if(value&0x80)   SDA_PIN=1;

  125. else            SDA_PIN=0;

  127.     value=value<<1;        

  129.        I2cDelay();      SCL_PIN=1;         

  131.        I2cDelay();

  133.        I2cDelay();      SCL_PIN=0;

  135.    }

  137.   I2cDelay();        SDA_PIN=1;     //确认脉冲周期，等待EEPROM的确认

  139.   I2cDelay();        SCL_PIN=1;      

  141.   I2cDelay();      

  143.   if(SDA_PIN==1)   no_ack=1;

  145.   I2cDelay();        SCL_PIN=0;

  147.   return no_ack;

  149. }

  151. void mywrite(unsigned char address,unsigned char value)         //向EEPROM写1字节

  153. { Start();          SendByte(0xa0);     SendByte(address);   

  155.   SendByte(value);  Stop();             DelayX1ms(10);

  157. }

  159. unsigned char ReadByte()                    //从EEPROM接收1字节

  161. {unsigned char i,bval;

  163.   bval=0;

  165.   for(i=0;i<8;i++)                              //接收8位数据

  167.    { I2cDelay();

  169.      SDA_PIN=1;                          //从P1输入数据时，先往P1输入“1”

  171.      I2cDelay();    SCL_PIN=1;



  175.      I2cDelay();    bval=bval<<1;     if(SDA_PIN)    bval=bval|0x01;

  177.      I2cDelay();    SCL_PIN=0;

  179.     }

  181.        I2cDelay();     SDA_PIN=1;    //确认脉冲周期，不送出确认

  183.        I2cDelay();     SCL_PIN=1;   

  185.        I2cDelay();     

  187.        I2cDelay();



  191.     return(bval);

  193. }

  195. unsigned char myread(unsigned char address)            //从EEPROM读入1字节数据

  197. {unsigned char tmp;

  199.   Start();        SendByte(0xa0);     SendByte(address);   

  201.   Start();        SendByte(0xa1);     tmp=ReadByte();

  203.   Stop();         DelayX1ms(2);

  205.   return(tmp);

  207. }

  209. void Timer0ISR(void) interrupt 1 using 3     //定时器0中断程序，用于走时，1/8000秒一次

  211. {unsigned char tmp,tmp_days;

  213.   count_down--;

  215.   if(count_down==1 || count_down==2001 || count_down==4001 || count_down==6001)

  217.    { flash=~flash;                                   //数码管闪烁的开关量

  219.      if(sound && flash) sound_output=0;         //驱动蜂鸣器

  221.      else             sound_output=1;         //关闭蜂鸣器

  223.         return;

  225.        }

  227.                      /*** 计算当前日期为星期几***/

  229.   if(count_down==3000)

  231.    { if(year==0)       weekday=5;           //2000年1月1日为星期六

  233.     else { tmp=(year-1)/4+1;   tmp=(year-tmp)+tmp*2;

  235.          weekday=(tmp+5)%7;           //计算出当前年的1月1日为星期几

  237.         }

  239.      tmp_days=0;

  241.      for(tmp=1;tmp<month;tmp++)

  243.        if(tmp==1 || tmp==3 || tmp==5 || tmp==7 || tmp==8 || tmp==10)

  245.           tmp_days=tmp_days+31;

  247.        else if(tmp==4 || tmp==6 || tmp==9 || tmp==11)

  249.              tmp_days=tmp_days+30;

  251.        else if(tmp==2)

  253.              { if(year%4==0) tmp_days=tmp_days+29;

  255.             else         tmp_days=tmp_days+28;

  257.            }

  259.      tmp_days=tmp_days+day-1;    weekday=(weekday+tmp_days%7)%7+1;

  261.         return;

  263.        }

  265.                   /***  查询是否有闹钟时间项符合触发条件 ***/

  267.   if(count_down==5000)

  269.   { if((alarm_stop || sound) && alarm[cur_alarm_active].m!=min) //触发后1分钟

  271.       { alarm_stop=0; sound=0; }                                                //自动关蜂鸣器



  275.     if(sound==0 && alarm_stop==0)           //没有已触发的闹钟项

  277.      for(tmp=0;tmp<8;tmp++)                           //则查询8个闹钟项内是否有符合条件的

  279.          { if(((alarm_en>>tmp)&1)==0) continue;    //该闹钟项不启用

  281.            if(((alarm_wk>>tmp)&1)==1)           //该闹钟项周末有效

  283.                 { if(weekday!=6 && weekday!=7) continue;  }     //当前不是星期六或星期天

  285.               else

  287.                 { if(weekday==6 || weekday==7) continue;  }



  291.         if(alarm[tmp].h==hour && alarm[tmp].m==min)             //比较当前时间与该

  293.           { sound=1;  cur_alarm_active=tmp; break; }         //闹钟项的时间

  295.           }

  297.     return;

  299.    }



  303.   if(count_down==0)                              //过了一秒钟

  305.    { count_down=8000;

  307.      sec++;

  309.      if(sec==60)

  311.       { sec=0;

  313.         min++;

  315.         if(min==60)

  317.           { min=0;

  319.             hour++;

  321.             if(hour==24)

  323.               { hour=0;   day++;

  325.                             switch(day)

  327.                             { case 29: if(month==2 && year%4)    { day=1; month=3; }

  329.                                        break;

  331.                               case 30: if(month==2 && year%4==0) { day=1; month=3; }

  333.                                        break;

  335.                               case 31: if(month==4 || month==6 || month==9 || month==11)

  337.                                        { day=1; month++; }

  339.                                           break;

  341.                               case 32: day=1;          month++;

  343.                                      if(month==13) { month=1; year++; }

  345.                              }

  347.                }

  349.            }

  351.        }

  353.      }

  355. }



  359. void Timer1ISR(void) interrupt 3 using 2            //定时器2中断，用于按键扫描

  361. {unsigned char keytmp;

  363. char tmp;



  367.   TH1=0x15; TL1=0xa0;      // 每30ms中断一次



  371.                  /***  当前显示的内容 ***/

  373.   if(show_status==0)   //当前正在设置闹钟项

  375.     { display[0]=cur_alarm_set;               display[1]=0xf;

  377.      display[2]=alarm[cur_alarm_set].h/10;      display[3]=alarm[cur_alarm_set].h%10;

  379.         display[4]=alarm[cur_alarm_set].m/10;      display[5]=alarm[cur_alarm_set].m%10;

  381.      display[6]=(alarm_wk>>cur_alarm_set)&1;  display[7]=(alarm_en>>cur_alarm_set)&1;

  383.      }



  387.   if(show_status==1 || show_status==3)         //当前显示或设置日期

  389.     { display[0]=year/10;       display[1]=year%10;    display[2]=month/10;  

  391.          display[3]=month%10;    display[4]=day/10;   display[5]=day%10;

  393.          display[6]=0xf;         display[7]=weekday;

  395.      }



  399.   if(show_status==2 || show_status==4)         //当前显示或设置时间

  401.     { display[0]=hour/10;      display[1]=hour%10;    display[2]=min/10;

  403.         display[3]=min%10;     display[4]=sec/10;       display[5]=sec%10;

  405.          display[6]=0xf;         display[7]=0xf;   //最后两后无显示

  407.         }



  411.                     /***  按键扫描及处理  ***/

  413.   keytmp=~(P1) & 0x0f;

  415.   if(keytmp==0)  { km=0;  kp=0; }  

  417.   else

  419.    { if(km==0)   km=1;  

  421.         else

  423.      { if(kp==0)

  425.         { kp=1;

  427.                 if(keytmp==1)                  //第一个按钮

  429.                  { if(sound) { alarm_stop=1; sound=0; }      //如果闹钟正响，按此键停止

  431.                    else if((show_status==1 || show_status==2) && led_on)  //正显示日期或时间

  433.                    { show_status=0;  cur_alarm_set=0;  attr=0x3f; }  //进入闹钟设置

  435.                       else if(show_status==0)                //如正在设置闹钟时间项

  437.                       { show_status=2;  new_alarm_info=1; attr=0xff; }  //返回当前时间显示

  439.                       return;

  441.                      }

  443.                   

  445.                 if(keytmp==2 && led_on)    //第二个按钮，仅当数码管打开时有效

  447.                  { switch(attr)

  449.                    { case 0xff: if(show_status==1) show_status=2;   //在显示时间与日期间切换

  451.                                 else if(show_status==2) show_status=1;

  453.                                       break;

  455.                         case 0x3f: if(show_status==0) cur_alarm_set=(cur_alarm_set+1)%8;

  457.                       else if(show_status==3)

  459.                              year=(year+1)%50;       //当前日期的“年”加1

  461.                      else if(show_status==4)

  463.                          hour=(hour+1)%24;       //当前时间的“时”加1

  465.                             break;   

  467.           case 0xcf: if(show_status==0)                     //闹钟设置的“时”加1

  469.   alarm[cur_alarm_set].h=(alarm[cur_alarm_set].h+1)%24;

  471.             else if(show_status==3)

  473.    { month++;                //当前日期的“月”加1

  475.      if(month==13) month=1; }

  477.                            else if(show_status==4)

  479.                             min=(min+1)%60;         //当前时间的“分”加1

  481.                                  break;

  483.                 case 0xf3: if(show_status==0)

  485.                            alarm[cur_alarm_set].m=(alarm[cur_alarm_set].m+1)%60;

  487.                          else if(show_status==3)

  489.                            {day++;                  //当前日期的“日”加1

  491.                             if(day==32) day=1; }

  493.                          else if(show_status==4)

  495.                            {count_down=8000;

  497.                             sec=(sec+1)%60; }        //当前时间的“秒”加1

  499.                               break;               

  501.             case 0xfd: if(show_status==0)

  503.                                       alarm_wk^=0x1<<cur_alarm_set; 周末标志位切换

  505.                                             break;

  507.                          case 0xfe: if(show_status==0)

  509.                                       alarm_en^=0x1<<cur_alarm_set; 启用标志位切换

  511.                        }       //end of switch(attr)

  513.                       return;

  515.                      }         //end of if(keytmp==1)



  519.                 if(keytmp==4)           //第三个按钮

  521.                  { switch(attr)

  523.                    { case 0xff: if(show_status==1 || show_status==2)

  525.                                    led_on=~led_on;        //打开或关闭数码管显示

  527.                                             break;

  529.                         case 0x3f: if(show_status==0)         //如果正在设置闹钟

  531.                                              { if(cur_alarm_set==0)  cur_alarm_set=7;

  533.                              else cur_alarm_set--;}

  535.                         else if(show_status==3)     //当前日期的“年”减1

  537.                                     { if(year==0)  year=49;  else year--; }

  539.                                  else if(show_status==4)     //当前时间的“时”减1

  541.                                              { tmp=hour-1;  if(tmp<0) hour=23;  else  hour=tmp;  }

  543.                                       break;

  545.                         case 0xcf: if(show_status==0)          //闹钟设置的“时”减1

  547.                                              { tmp=alarm[cur_alarm_set].h-1;

  549.                                                if(tmp<0)    alarm[cur_alarm_set].h=23;

  551.                                                   else         alarm[cur_alarm_set].h=tmp;

  553.                                                  }

  555.                           else if(show_status==3)         

  557.                                     { month--;             //当前日期的“月”减1

  559.                              if(month==0)  month=12; }

  561.                                             else if(show_status==4)         

  563.                            { tmp=min-1;           //当前时间的“分”减1

  565.                             if(tmp<0) min=59;   else  min=tmp;   }

  567.                                           break;

  569.                         case 0xf3: if(show_status==0)          //闹钟设置的“分钟”减1

  571.                                              { tmp=alarm[cur_alarm_set].m-1;

  573.                                                if(tmp<0)    alarm[cur_alarm_set].m=59;

  575.                                                   else         alarm[cur_alarm_set].m=tmp;

  577.                                                  }

  579.                           else if(show_status==3)     

  581.                                     { day--;                 //当前日期的“日”减1

  583.                              if(day==0)  day=31; }

  585.                                             else if(show_status==4)        

  587.                            { tmp=sec-1;             //当前时间的“秒”减1

  589.                              count_down=8000;

  591.                              if(tmp<0) sec=59;   else  sec=tmp; }

  593.                                             break;

  595.                         case 0xfd: if(show_status==0)                       //切换周末标志

  597.                                       alarm_wk^=0x1<<cur_alarm_set;

  599.                                             break;

  601.                         case 0xfe: if(show_status==0)                 //切换启用标志

  603.                                       alarm_en^=0x1<<cur_alarm_set;

  605.                        }       //end of switch(attr)

  607.                       return;

  609.                      }         //end of if(keytmp==2)



  613.                 if(keytmp==8 & led_on)    //第四个按钮，仅当数码管打开时有效

  615.                  { switch(attr)

  617.                       { case 0xff: if(show_status==1)               //如果当前显示日期

  619.                          show_status=3;       //切换到调准日期状态

  621.                                else if(show_status==2)    //如果当前显示时间

  623.                           show_status=4;      //切换到调准时间状态

  625.                                      attr=0x3f; break;               //第一、二个数码管闪烁

  627.                         case 0x3f: attr=0xcf; break;           //第三、四个数码管闪烁

  629.                         case 0xcf: attr=0xf3; break;           //第五、六个数码管闪烁

  631.                         case 0xf3: if(show_status==0) attr=0xfd;   //第七个数码管闪烁

  633.                         else if(show_status==3)

  635.                            { show_status=1; attr=0xff; }  //恢复正常显示日期

  637.                                  else if(show_status==4)

  639.                             { show_status=2; attr=0xff; }  //恢复正常显示时间

  641.                                           break;

  643.                         case 0xfd: if(show_status==0) attr=0xfe;     //第八个数码管闪烁

  645.                                    break;

  647.                         case 0xfe: if(show_status==0) attr=0x3f;     //第一、二个数码管闪烁

  649.                       }

  651.                      }   // end of if(keytmp==4)

  653.                }      // end of if(kp==0)

  655.         }         // end of if(km==0)

  657.    }            // end of if(keytmp!=0)

  659. }



  663. main()

  665. {unsigned char i;



  669.   hour=23;  min=58;  sec=30;  year=2;  month=4;  day=25;

  671.   count_down=8000;



  675.   flash=0;    attr=0xff;      led_on=1;

  677.   km=0;     kp=0;          show_status=2;     //加电后显示当前时间



  681.   new_alarm_info=0;  sound=0;   alarm_stop=0;  



  685.   for(i=0;i<8;i++)           //从EEPROM中读入8个闹钟设置

  687.     { alarm[i].h=myread(i*2);  alarm[i].m=myread(i*2+1); }

  689.       alarm_en=myread(i*2);        alarm_wk=myread(i*2+1);



  693.   IE=0;  IP=0;             //disable all interrupt and lower priority

  695.   TMOD=0x12;             //timer 0 is set to mode 2,auto_reloading,timer1,mode 1

  697.   TH0=6;    TL0=6;        //timer0 parameters for 0.125ms

  699.   TH1=0x15; TL1=0xa0;      //timer1 parameters for 30ms

  701.   TR0=1;    TR1=1;        //timer0 interrupt most important

  703.   ET0=1;    ET1=1;    EA=1;     //enable interrupt function



  707.   while(1)

  709.   { if(led_on)

  711.       for(i=0;i<8;i++)

  713.           { P2=0;

  715.          if(flash || attr&(0x80>>i))

  717.                  { P0=display[i];  P2=0x80>>i; DelayX1ms(1); }

  719.               }

  721.     else  P2=0;  



  725.     if(new_alarm_info)

  727.      { P2=0;                  //暂时关闭数码管

  729.           new_alarm_info=0;      //写入EEPROM

  731.        for(i=0;i<8;i++)  { mywrite(i*2,alarm[i].h);  mywrite(i*2+1,alarm[i].m); }

  733.           mywrite(i*2,alarm_en);   mywrite(i*2+1,alarm_wk);

  735.          }

  737.   }  

  739. }

  741. 　
复制代码



</cur_alarm_set;
</cur_alarm_set;
</month;tmp++)
</count;i++)
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沙发
ID:105494 发表于 2016-2-19 15:15 | 只看该作者
嘿嘿嘿嘿呵呵嘿嘿
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