整点报时数字钟

数字钟一、设计任务本任务为：数字钟。

设计任务具体内容如下：1.1 基本设计任务依据命题题意，本设计采用89C51进行24小时计时并显示。

要求其显示时间范围是00：00：00~23：59：59，具备有时分秒校准功能。

数字钟上面要带有闹钟，闹钟及时钟之间能随时切换，闹钟具备时分秒设置功能。

1.2 控制设计任务由于本设计采用手动校准时钟及手动设置闹钟方案，所以要求用较少的按键来达到切换闹钟及时钟、时钟时分秒校准、闹钟时分秒设置等功能。

1.3 软件设计任务数字钟的所有计时都要由软件控制实现。

用软件对几个按键所得信号进行相应改变，以控制时钟及闹钟的显示。

通过软件对闹钟及时钟进行比较，当时钟所显示时间及闹钟一样时，要启动报时模块。

三、总体设计经过对各个方案分析比较，最终确定总方案如图3-1所示。

该系统所有模块都由主单片机控制。

其中，设计各个模块，包括单片机、显示模块、电机驱动、光电探测由四节AA电池供电。

电机驱动采用L298驱动芯片控制。

用光电传感器对边线的探测来控制距离。

通过单片机的机器周期计算时间计数周期，以达到计时目的。

图3-1 系统方案图3.1 系统硬件电路设计3.1.1 显示及控制模块图3-4 语音报时模块3.2 系统软件设计3.2.1 软件计时的分析及计算单片机内部定时器有4种工作模式，方式0是13位计数器，由于计时时间过短，中断频率高，所以不选用此模式；方式2是自动重装式计数器，是8位计数器，同样中断频率过高；方式3也是8位计数器；方式1是16位计数器，综合考虑，选用方式1做精确计时。

由于51单片机是12分频，因此机器周期=晶振频率/12。

在该设计中，选用频率为12MHz的晶振，因此机器周期=1μs。

定时1s需要1000000个机器周期，因此通过20次定时器中断完成1s的定时，每次完成50000个周期的定时，因此每次给定时器的初值应该是TH0=B0H,TL0=3CH。

3.2.2 系统软件设计设计两套存储方案，一套存储时钟，一套存储闹钟，两者互不干涉，只有当两者相等时才会调用闹钟播放子程序，而当每次整点时则会调用整点报时子程序。

本设计有调用T0中断，并有以下子程序：void delay(void) //延时子程序void delay2(void) //1420专用延时子程序void play(unsigned char temp) //1420播放子程序void display(void) //显示子程序void rdisplay(void) //闹钟显示子程序void ring(void) //闹钟控制子程序void examring(void) //闹钟播放子程序void zhengdian(void) //整点报时子程序Ⅳ、测试结果及结果分析4.1 测试仪器及工具测试仪器及工具：电源一个。

4.2 测试步骤①、接上电源。

②、设定闹钟为00：01：00，并试听闹钟是否准确。

③、试听每次整点报时是否准确。

④、试验各按键功能是否正常。

4.3 测试结果如下闹钟及整点报时功能均正确无误，各按键功能均正常。

4.4 测试结果分析通过对测试数据的分析，可以看出，数字钟能实现时钟计时，并带有闹钟及整点报时功能，即数字钟已经实现了题目所给出的所有要求。

参考文献：1、胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，20052、阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，20013、童诗白华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，20014、郁有文等.传感器原理及工程应用.西安：西安电子科技大学出版社，2008附件一：参考程序如下：#include<at89x51.h>unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0 x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; unsigned char code tab[]={0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xd f,0xbf};unsigned char code ts[]={0x00,0x08,0x10,0x18,0x20 ,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50 };unsigned char wei[]={0,1,2,3,4,5};unsigned char sec,min,hou,rsec,rmin,rhou,tcont;unsigned char a0,a1,a2;unsigned char smh;void delay(void) //延时子程序{ unsigned char i,j;for (i=10;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);}void delay2(void) //1420专用延时子程序{ unsigned char i,j,k;for (i=200;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--) for(k=20;k>0;k--);}void play(unsigned char temp) //1420播放子程序{ P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=temp; P3_1=0; delay2(); P1=0; P3_1=1;} void display(void) //显示子程序{ for(a2=0;a2<6;a2++) { wei[0]=hou/10; wei[1]=hou%10; wei[2]=min/10; wei[3]=min%10; wei[4]=sec/10; wei[5]=sec%10; P2=tab[a2];P0=table[wei[a2]]; delay();}}void rdisplay(void)//闹钟显示子程序{ for(a2=0;a2<6;a2++) { wei[0]=rhou/10; wei[1]=rhou%10; wei[2]=rmin/10; wei[3]=rmin%10;wei[4]=rsec/10;wei[5]=rsec%10;P2=tab[a2];P0=table[wei[a2]]; delay();}} voidring(void)//闹钟控制子程序 { while(P3_5==0) rdisplay();smh=0;a0=0;while(a0==0){ rdisplay();if(P3_3==0){ delay();if(P3_3==0){ switch(smh){ case 0:rsec++;break;case 1:rmin++;break;case 2:rhou++;break;}if(rsec==60){ rsec=0;rmin++;}if(rmin==60){ rmin=0;rhou++;}if(rhou==24)rhou=0;}while(P3_3==0)rdisplay();}if(P3_2==0){ delay();if(P3_2==0){ switch(smh){ case 0:rsec--;break;case 1:rmin--;break;case 2:rhou--;break;}if(rsec==-1){ rsec=59;rmin--;}if(rmin==-1){ rmin=59;rhou--;}if(rhou==-1)rhou=23;}while(P3_2==0)rdisplay();}if(P3_4==0){ delay();if(P3_4==0)smh++;if(smh==3)smh=0;while(P3_4==0)rdisplay();}if(P3_5==0){ delay();if(P3_5==0)a0=1;while(P3_5==0)rdisplay();break;}}smh=0;}void examring(void) //闹钟播放子程序{ unsigned char i,j,k;if(sec==rsec){ if(min==rmin){ if(hou==rhou){P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70;P3_1=0;for(i=150;i>0;i--)display();P1=0;P3_1=1;P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70;P3_1=0;for(i=150;i>0;i--)display();P1=0;P3_1=1;P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70;P3_1=0;for(i=150;i>0;i--)display();P1=0;P3_1=1;P1=0;P3_0=1;P3_1=1;P1=0x70;P3_1=0;for(i=150;i>0;i--)display();P1=0;P3_1=1;}}}}void zhengdian(void) //整点报时子程序{ unsigned char dian;if(sec==0){ if(min==0){ dian=hou/10;if(dian==0){play(0x60);play(0x68);dian=hou%10;dian=ts[dian];play(dian);play(0x58);}if(dian==1){dian=hou%10;if(dian==0){play(0x60);play (0x68);play(0x50);play(0x58);}if(dian!=0){play(0x60);play (0x68);play(0x50);dian=hou%10; dian=ts[dian];play(dian);play( 0x58);}}if(dian==2){dian=hou%10;if(dian==0){play(0x60);play (0x68);play(0x10);play(0x50);p lay(0x58);}if(dian!=0){play(0x60);play (0x68);play(0x10);play(0x50);d ian=hou%10;dian=ts[dian];play( dian);play(0x58);}}}}}void main(void) //主程序{ unsigned char i;TMOD=1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;tcont=0;sec=0;min=0;hou=0;rsec=0;rmin=0;rhou=0;smh=0;for (i=50;i>0;i--)display();while(1){ display();examring();zhengdian();if(P3_3==0){ delay();if(P3_3==0){ switch(smh){ case 0:sec++;break;case 1:min++;break;case 2:hou++;break;}if(sec==60){ sec=0;min++;}if(min==60){ min=0;hou++;}if(hou==24)hou=0;}while(P3_3==0)display();}if(P3_2==0){ delay();if(P3_2==0){ switch(smh){ case 0:sec--;break;case 1:min--;break;case 2:hou--;break;}if(sec==-1){ sec=59;min--;}if(min==-1){ min=59;hou--;}if(hou==-1)hou=23;}while(P3_2==0)display();}if(P3_4==0){ delay();if(P3_4==0)smh++;if(smh==3)smh=0;while(P3_4==0)display();}if(P3_5==0){ delay();if(P3_5==0)ring();}}}void t0(void) interrupt 1 using 0 //调用中断{ TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;tcont++;if(tcont==100){ tcont=0;sec++;if(sec==60){ sec=0;min++;if(min==60) { min=0;hou++;if(hou==24)hou=0;}}}}附件二：总原理图如下：附件三：元器件清单元器件清单报表附表一元器件清单。