51单片机电子时钟设计报告

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/***************液晶1602相关参数***************/
#define data_port P0//液晶屏指令、数据通信接口
in_data('2'); //年的千位
in_data('0'); //年的百位
in_data(num_tab[dis_val[0]/16]);//显示"年"
in_data(num_tab[dis_val[0]%16]);
in_data('-');//显示分隔符
in_data(num_tab[dis_val[1]/16]);//显示"月"
in_data(':');//显示分隔符
in_data(num_tab[dis_val[6]/16]);//显示"秒"
in_data(num_tab[dis_val[6]%16]);
in_data('-');//显示分隔符
in_data('-');//显示分隔符
in_data('-');//显示分隔符
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
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、时间显示程序、日期显示程序，秒表显示程序，时间调整程序、闹钟调整程序、定时调整程序，延时程序等。运用这种方法，关键在于各模块的兼容和配合，若各模块不匹配会出现意想不到的错误。
首先，在编程之前必须了解硬件结构尤其是各引脚的用法，以及内部寄存器、存储单元的用法，否则，编程无从下手，电路也无法设计。这是前期准备工作。第二部分是硬件部分：依据想要的功能分块设计设计，比如输入需要开关电路，输出需要显示驱动电路和数码管电路等。第三部分是软件部分：先学习理解C语言的编程方法再根据设计的硬件电路进行分块的编程调试，最终完成程序设计。第四部分是软件画图部分：设计好电路后进行画图，包括电路图和仿真图的绘制。第五部分是软件仿真部分：软硬件设计好后将软件载入芯片中进行仿真，仿真无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。第六部分是硬件实现部分：连接电路并导入程序检查电路，若与设计的完全一样一般能实现想要的功能。最后进行功能扩展，在已经正确的设计基础上，添加额外的功能！
现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以电子钟是以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，得到了广泛的使用。
1. 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LCD液晶显示的设计方法。
五，实验要求实现
A.电路设计
1. 整体设计
此次设计主要是应用单片机来设计电子时钟，硬件部分主要分以下电路模块：显示电路用lcd1602显示，年份，月份，星期，小时、分钟和秒（日），使电路更加简单。单片机采用AT89S51系列，这种单片机应用简单，适合电子钟设计。
电路的总体设计框架如下：
2. 分块设计
in_data(num_tab[dis_val[1]%16]);
in_data('-');//显示分隔符
in_data(num_tab[dis_val[2]/16]);//显示"日"
in_data(num_tab[dis_val[2]%16]);
in_data(' ');//显示分隔符
in_data('[');//显示分隔符
2. 设计任务及要求利用实验平台上LCD1602液晶显示屏，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LCD1602液晶显示屏上显示当前日期，时间。
2. 利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示设置闹玲的时间。闹玲时间到蜂鸣器发出声响，一分钟后闹铃停止。
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）实现年月日时分秒的调整，星期准确的随着日期改变而改变进行显示。
在实验的开始几天，基本上没有收获，不知何从下手，不知所措。为了看得更远，不妨站在前人的肩膀上，我在整体思路模糊的情况下，在网上大量招资粮，各种与电子时钟相关的文章，我阅读了不少。随着涉猎的点滴积累，我对电子时钟的设计方案已经慢慢酝酿而成。有了方向和不少知识储备后，在接下来的几天，几乎每天都有突破，虽然有时只是一句程序的修改或诞生，但那种收获的感觉很暖人心。
TL0=(65536-50000)%256;
TR0=1;//启动定时器T0
Eห้องสมุดไป่ตู้0=1;//打开定时器T0中断允许位
}
本实验中，计数器T0有运用，其中T0中断为时钟定时所用，T1中断用于秒表的准确性保证。T0的定时长度为0.05s,工作于方式1，计数1次，时长1us，故计数器计数20次，进入中断，装满定时器需要0.05s的时间，从而20次中断为一秒，一秒之后，判断是否到60秒，若不到则秒加一，然后返回，若到，则秒赋值为0，分加一，依次类推。包括日期显示的功能也是如此。另外，由于要实现倒计时功能，因此在中断程序中还要加入加一的寄存器，需要时将其进行显示。
将时间在LCD液晶屏上显示，降低了程序的编写难度。LCD的固定显示特性是我们省去了数码管的动态扫描显示。
四，实验设计分析
针对要实现的功能，采用AT89S52单片机进行设计，AT89S52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。
in_data(num_tab[dis_val[4]/16]);//显示"时"
in_data(num_tab[dis_val[4]%16]);
in_data(':');//显示分隔符
in_data(num_tab[dis_val[5]/16]);//显示"分"
in_data(num_tab[dis_val[5]%16]);
程序中日历的实现较为复杂，要考虑平年，闰年，特殊的2月，每月的天数的不尽相同。具体的逻辑判断方法为：首先，要考虑年份是不是闰年，闰年的判断方法是：将年份除以100，若能整除，则将年份除以400，若还能整除，则为闰年，若不能，则为平年；若不能被100整除，则判断是否能被4整除，若能，则为闰年，若不能则为平年。只有2月与平、闰年相关，因此在闰年和平年的子程序中，要判断是不是2月，若是则在相应的年中进行日期的增加，若不是则转入平时的月份。其中1、3、5、7、8、10、12月是每月31天，4、6、9、11月为每月30天。
sbit rs=P1^0;//液晶屏寄存器选择接口（rs=0时选择指令寄存器，rs=1时选择数据寄存器）
sbit rw=P1^1;//液晶屏读写选择接口（rw=0时选择写入，rw=1时选择读出）
sbit en=P1^2;//液晶屏使能接口（en=0时通信接口中断，en=1时通信接口接通）
uchar code line1_str[]={"----Welcome!----"};//液晶屏第一行要显示的字符串
本电路的输出信号LCD的写入命令和写入数据，闹铃脉冲信号。
闹铃由P1.5端输出，模块如下：
日期时间由LCD1602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：
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：
B.2 程序主要模块
week_disp(dis_val[3]);//LCD1602显示星期值
in_data(']');//显示分隔符
in_command(0xc0);//设定第二行字符串起始显示位置
in_data('-');//显示分隔符
in_data('-');//显示分隔符
in_data('-');//显示分隔符
in_data('-');//显示分隔符
实验中遇到了不少问题，接下来总结一下，共同探讨。
1， P0口开关问题。P0口比较特殊，它存在高阻态，要使其输入不是高电平就是低电平，就要接上拉电阻，给其高电平输入。
以上就是实验中遇到的主要问题，基本上都找到了相应的解决之道。整个实验的过程就是一个解决问题的过程，每天都解决一些问题，我的实验也就解决了，当然结果不重要，功利化的追求结果，会使人浮躁，还是享受那份疑难迎刃而解的快感吧！
中断服务程序：
/******************一秒定时中断函数*****************/
void timer0() interrupt 1 using 1
{
ET0=0;//关闭定时器T0中断允许位
TR0=0;//关闭定时器T0
jiamiao++;
TH0=(65536-50000)/256;//设定每次中断间隔50ms