单片机实验报告-数字时钟设计报告

单片机实验报告-数字时钟设计报告
一、实验目的
1、掌握单片机的主要原理及相关的功能和特点。

2、熟悉单片机测试与调试的一般步骤与操作。

3、掌握定时/计数功能在单片机系统中的实现方法。

4、领会单片机实验模块设计思想。

二、实验内容
本次实验主要是利用STC89C52单片机实现数字时钟设计，实验从硬件电路组成和单片机编程两个部分来实现数字时钟的设计。

（1）硬件电路设计
该系统的硬件电路设计主要包括PCB板的设计、电源的设置、单片机与外设的连接以及时钟芯片的接入。

利用Altium Designer软件来进行电路板设计，将STC89C52芯片与时钟模块（DS1302）以及屏幕连接，整个电路如图1所示。

图1 数字时钟使用STC89C52的电路图
（2）单片机程序设计
本实验使用keil软件对单片机程序进行编程，主要的部分如下：
（2.1）定义单片机IO口
首先定义单片机IO口，其定义方式如下：
#include<reg52.h>
sbit Row0=P1^0; //定义P1.0作为数码管的Row0控制端
sbit Row1=P1^7; //定义P1.7作为数码管的Row1控制端
sbit Row2=P1^1; //定义P1.1作为数码管的Row2控制端
sbit Row3=P2^0; //定义P2.0作为数码管的Row3控制端
sbit Col0=P1^2; //定义P1.2作为数字管的Col0控制端
sbit Col1=P1^3; //定义P1.3作为数字管的Col1控制端
sbit Col2=P1^4; //定义P1.4作为数字管的Col2控制端
sbit Col3=P1^5; //定义P1.5作为数字管的Col3控制端
sbit Col4=P1^6; //定义P1.6作为数字管的Col4控制端
（2.2）定义LED数码管数据和定义变量
//定义LED数码管数据
unsigned char code
table[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
unsigned char i，j,k,m,n,s;
（2.3）调用初始化函数
再调用初始化函数，用于完成I/O口、定时器0/1及外部中断的初始化，代码如下：
void init (void){
TMOD=0x01; //定时器0的模式1
TH0=0x3c; //定时器0赋初值
TL0=0xb0;
EA=1; //外部总中断开启
ET0=1; //允许定时器0中断
ET1=0; //不允许定时器1中断
TR0=1; //开启定时器0
TR1=1; //关闭定时器1
}
（2.4）主函数
最后我们考虑到，应该实现的LED点阵的显示函数和定时更新时钟的函数，本实验的核心代码如下：
void main（）{
init(); //调用初始化函数
while(1){
display(); //调用LED点阵显示函数
number_refresh(); //调用定时更新时钟函数
}
}
（2.5）LED点阵显示函数
为保证LED点阵的正常工作，可利用多次延时函数，定义LED点阵显示函数，每次显示一位数字，实现数字从左往右以及从右往左的滚动移动显示，具体实现如下：
void display (int ){
P2=0xfe; //定义P2这一行位先低电平，控制第一位显示
P0=table[m]; //将得到的数字m 显示在第一位数码管
Delay_1ms(2); //延时1ms
P2=0xfd; //定义P2这一行位先低电平，控制第二位显示
P0=table[n]; //将得到的数字n 显示在第二位数码管
Delay_1ms(2); //延时1ms
P2=0xfb; //定义P2这一行位先低电平，控制第三位显示
P0=table[s]; //将得到的数字s 显示在第三位数码管
Delay_1ms(2); //延时1ms
P2=0xf7; //定义P2这一行位先低电平，控制第四位显示
P0=table[i]; //将得到的数字i 显示在第四位数码管
Delay_1ms(2); //延时1ms
P2=0xef; //定义P2这一行位先低电平，控制第五位显示
P0=table[j]; //将得到的数字j 显示在第五位数码管
Delay_1ms(2); //延时1ms
P2=0xdf; //定义P2这一行位先低电平，控制第六位显示
P0=table[k]; //将得到的数字k 显示在第六位数码管
Delay_1ms(2); //延时1ms
}
（2.6）定时更新时钟函数
本部分，利用定时器0的中断功能实现定时更新LED点阵时间，定义定时器0中断函数，实现每隔一秒更新一次，更新变量m、n、s、i、j、k，代码如下：
ㄖ/Timer 0中断函数
void Timer0() interrupt 1{
TH0=0x3c; //定时器0赋初值
TL0=0xb0;
m++; //每秒，m值加1
if(m>9) //当m的值大于9时，n值加1
{
n++;
m=0;
}
if(n>9) //当n的值大于9时，s值加1
{
s++;
n=0;
}
if(s>5) //当s的值大于5时，i值加1
{
i++;
s=0;
}
if(i>9) //当i的值大于9时，j值加1
{
j++;
i=0;
}
if(j>5) //当j的值大于5时，k值加1
{
k++;
j=0;
}
if(k>9) //当k的值大于9时，m值加1
{
k=0;
m=0;
}
}
三、实验结果
本次实验让我深入理解单片机及一些外设的工作原理，掌握定时/计数机制，以及实现数字时钟设计的思维过程。

在实验过程中，在实践中掌握的LCD的使用技巧，增加了对单片机的深入理解，使实践对理论及知识具有一定程度的运用，为后续的课程学习奠定了基础。

最后，实验结束时，我成功完成了可以作为数字时钟使用的电路设计及屏幕实时更新时间显示的功能。