电子时钟设计(完美实现最终版)-完整版.doc

电子时钟实验报告 一， 实验目的 1. 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LED数码管显示的设计方法。 2. 设计任务及要求 利用实验平台上4个LED数码管， 设计带有闹铃功能的数字时钟 二，实验要求 A.基本要求： 1. 在4位数码管上显示当前时间。显示格式“时时分分” 2. 由LED闪动做秒显示。 3. 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发出声响，按停止键使可使闹玲声停止。 4.实现秒表功能（百分之一秒显示） B.扩展部分： 1.日历功能（能对年，月，日，星期进行显示，分辨平年，闰年以及各月天数，并调整） 2.音乐闹铃（铃音可选择，闹铃被停止后，闪烁显示当前时刻8秒后，或按键跳入正常时间显示状态） 3.定时功能（设定一段时间长度，定时到后，闪烁提示） 4.倒计时功能（设定一段时间长度，能实现倒计时显示，时间长减到0时，闪烁提示） 5.闹铃重响功能（闹铃被停止后，以停止时刻开始，一段时间后闹铃重响，且重响时间的间隔可调） 三，实验基本原理 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。 四，实验设计分析 针对要实现的功能，采用AT89S51单片机进行设计，AT89S51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。 在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的声音程序显示程序程序 2. 分块设计 模块电路主要分为：输入部分、输出部分、复位和晶振电路。 2.1 输入部分 输入信号主要是各种模式选择和调整信号，由按键开关提供。 以下为输入部分样例： 在本实验中主要用用P3口输入按键信号，还用到了特殊的P0口。对于P0口，由于其存在高阻状态，为了实现开关功能，给其添加上拉电阻，具体如下图所示： 2.2 输出部分 本电路的输出信号为7段数码管的位选和段选信号，闹铃脉冲信号，提示灯信号。 本实验的数码管是共阴的，为了防止段选信号不能驱动数码管，故在P1口连接上拉电阻后，再送段选信号，以提高驱动，位选信号直接从P2口接入，如下图： 闹铃由P2.6端输出，模块如下： 2.3 晶振与复位电路 本实验单片机时钟用内部时钟，模块如下： 复位电路为手动复位构成，模块如下： 各模块拼接组合，电路总体设计图如下： B.程序设计 B.1 程序总体设计 本实验用汇编程序完成. 程序总的流程图如下： NO YES 结合电路图，程序设计的整体思路为： 接通电源，数码管显示星期数，时，分，秒。并且走时显示LED灯每隔1秒改变一次明暗，此为正常工作模式。以下为在该工作方式下模式选择的按键方式： 1. 按1键——日期模式。显示年月日且可调整，调整状态指示灯亮。 日期调整对应键如下： 6键——年（千位，百位），按一次该位加1 5键——年（十位，个位），按一次该位加1 4键——月，按一次该位加1 3键——日，按一次该位加1 0键——调整状态指示灯灭，返回主程序，显示时间 2. 按2键——调时模式。显示时分秒且可调整，调整状态指示灯亮。 时间调整对应键如下： 6键——时，按一次该位加1 5键——分，按一次该位加1 4键——秒，按一次该位清0 0键——调整状态指示灯灭，返回主程序，显示时间 3. 按3键——闹铃调整模式。显示闹铃时刻且可调整，调整状态指示灯亮。 闹铃调整对应键如下： 5键——时，按一次该位加1 4键——分，按一次该位加1 0键——调整状态指示灯灭，返回主程序，显示时间 4. 长按4键——定时调整（倒计时）模式。显示定时长度且可调整，调整状态显示灯亮。 定时调整对应键如下： 6键——分，按一次该位加1 5键——秒，按一次该位加1 4键——开启定时功能，并显示倒计时 0键——调整状态指示灯灭，返回主程序，显示时间 5