可编程作息时间控制器设计

时间:2018-12-15
本文章向大家介绍可编程作息时间控制器设计,主要包括可编程作息时间控制器设计相关应用实例、知识点总结和注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

1.基本要求

要求用DS1302设计单片机作息时间控制器,实现以下功能:

1.基本功能

①实时显示当前时间(数码管显示小时.分钟,小数点闪烁作为秒提示);

②能修改当前时钟

根据作息时间按时打铃;

可以修改作息时间。

2. 扩展功能

  自行扩展功能,如秒表,音乐铃声,通讯功能等

2 方案设计

2.1 系统分析

根据系统功能要求,可将系统组成结构分成四大部分:单片机控制中心、键盘接口、时钟显示和声音报时,如下图为系统的组成结构图。其中,单片机控制中心是核心。MCU根据按键输入,可切换不同的显示模式或设置不同的参数。时钟显示完成北京时间或秒表时钟的信息。声音报时可完成闹铃的提示。

 
   

 

2.2 器件选择

2.2.1微处理器

市场上微处理器种类很多。这里,选取微处理器从多方面考:成本低、性能高、能够满足功能要求等等。

这里,选取STC89C51芯片。因为其功能与普通51芯片相同,其价格非常低廉、程序空间大、资源较丰富、在线下载非常方便。同时,使用该芯片,编程上亦可采用所熟悉的KEIL软件,使课程设计非常简单。

2.2.2显示器

常见的显示器件LED数码管和LCD液晶器件。

LED数码管能够显示数字和部分字符,价格便宜,硬件电路、软件编程均非常简单,而且使用动态扫描技术可节省大量硬件成本。

LCD液晶显示器件,显示字迹清晰、能够显示数字、字符和汉字,但价格比LED非常高,编程复杂,软硬件调试都比较花时间。

系统显示主要还是数字,根据这两种显示器件的特性,选取LED数码管器件。由于系统要求显示小时和分钟,采用四位数码管显示即可。

2.2.3按键

按键是用来设置北京时间或闹钟时间或启动秒表等功能的。这里采用普通按键即可,选用原则:以最少的按键,实现尽可能多的功能。所以这里,设置三个按键:模式键、UP键、DOWN键。

2.2.4闹铃

选用最常见,亦最常用的声音提示方式——蜂鸣器。

3、软件设计

3.1 操作功能设计

根据系统功能描述,可以将功能大致分成三类:北京时间功能、闹铃功能、秒表功能。

系统设有四个数码管,三个按键。采用菜单式人机对话,便于操作。所以可分成多种菜单,功能键切换菜单,UPDOWN键设置时间。

菜单设计如下:

菜单1:北京显示:显示格式为:小时.分钟(如:09.50,为950分)

菜单2:修改北京时间的小时:显示格式为:00.小时(如00.14,为北京时间的小时设为14点)                                        

菜单3:修改北京时间的分钟:显示格式为:00.分钟(如00.34,为北京时间的分钟设为34分)

菜单4:修改闹铃时间的小时:显示格式为:00.小时(如00.14,为闹铃时间的小时设为14点)

菜单5:修改闹铃时间的分钟:显示格式为:00.分钟(如00.34,为闹铃时间分钟设为34分)

菜单6:秒表功能:显示格式为:秒百分秒(如1290为当前秒表计时到12900毫秒),在此种菜单下,UP键设为用来启动/停止秒表、DOWN键设为用来暂停秒表。

  程序参考清单

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char;

#define uint unsigned int;

//四盏灯

sbit P13 = P1^3;

sbit P35 = P3^5;

sbit P36 = P3^6;

sbit P37 = P3^7;

//beep

sbit beep = P1^1;

uchar position;   

uchar tt;  

static uchar second; 

static uchar minute;

static uchar hour;  

static uchar set_second; 

static uchar set_minute;

static uchar set_hour;

static uchar t_mode;

//-----------------秒表-------------------------------------

void XS(int xs,int xm); 

void set_miaobiao();

int n=0,m=0,s=0;

 static char d1,d2,d3,d4;

//-------------------------------------------------------

uchar code table[]=

{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0--9

uchar beepTimes[23][2]=

{{6,50},{7,0},{7,25},{8,20},{8,30},{9,15},{9,25},{10,10},{10,30},{11,15},{11,25},{12,10},{13,20},{13,30},{14,15},{14,25},{15,10},{16,30},{17,0},{17,50},{18,0},{21,30},{23,0}};

sbit smg_q = P2^4; 

sbit smg_b = P2^5;

sbit smg_s = P2^6;

sbit smg_g = P2^7;

sbit mode=P2^0; //按键定义

sbit up=P2^1;

sbit down=P2^2;

sbit ent=P3^2;

 //函数声明

void keyscan();

void setMinutes() ;

void setHours();

void display(unsigned char hour,unsigned char minute);

void delay(unsigned int timer); 

void init();

void dongtaiTime();

void N_clock();

void MyClock();

void set_clock_m();

void set_clock_h();

void nao();

void setBeepTime();

void setClock();

/***********************************************************

主函数

***********************************************************/

void main()

{

init();

while(1)

{  

dongtaiTime();

if(mode==0)  

{

delay(1);

if(mode==0)

{

t_mode++;

while(!mode);

if(t_mode>5)

t_mode=0;

}

}

switch(t_mode)

{

      case 0: TR1=0;TR0=1; dongtaiTime(); display(hour,minute); N_clock();  nao(); P3=0xff; P13=1; break;             

  case 1: TR1=0;TR0=1;display(hour,minute);setHours();  P13=0; beep=1; break;              

  case 2: TR1=0;TR0=1;display(hour,minute);setMinutes(); P13=1; P35=0; beep=1; break;

  case 3: TR1=0;TR0=1;setClock(); P13=0; P35=0;beep=1; break;

  case 4: TR1=0;TR0=1;set_clock_m(); display(set_hour,set_minute); P13=1; P35=1;P36=0; beep=1; break;

  case 5: TR0=1;XS(m,s);  set_miaobiao();  P13=0; P35=1; P36=0;beep=1; break;

}

delay(1);

}

/***********************************************************

        闹钟 

***********************************************************/

void N_clock()

{

static unsigned int i;

for(i=0;i<23;i++)

{

if(hour==beepTimes[i][0] && minute==beepTimes[i][1])

{

beep=0;

delay(1);  

} else {

beep=1;

}

}

}

void setClock()

{

display(set_hour,set_minute);

set_clock_h();

}

void nao()

{

//响

if(set_hour==hour && set_minute==minute)

{

beep=0;

}else{

beep=1;

}

}

void set_clock_m()

{

   if(up==0)  

{

TR0=0;

set_minute++;

if(set_minute==60)

set_minute=0;

delay(200);

TR0=1;

}

if(down==0)   

{

TR0=0;

set_minute--;

if(set_minute<0)

set_minute=59;

delay(200);

TR0=1;

}

}

void set_clock_h()

{

if(up==0)

{

TR0=0;

set_hour++;

if(set_hour==24)

set_hour=0;

delay(200);

TR0=1;

}

if(down==0)

{

TR0=0;

set_hour--;

if(set_hour<0)

set_hour=23;

delay(200);

TR0=1;

}

}

/***********************************************************

显示时间

***********************************************************/

void dongtaiTime()

{

if(tt==20)

{tt=0;

second++;

if(second==60)

{

second=0;

minute++;

if(minute==60)

{

minute=0;

hour++;

if(hour==24)

hour=0;

}

}

}

}

/***********************************************************

调时

***********************************************************/

void setHours()

{

if(up==0)

{

TR0=0;

hour++;

if(hour==24)

hour=0;

delay(200);

TR0=1;

}

if(down==0)

{

TR0=0;

hour--;

if(hour<0)

hour=23;

delay(200);

TR0=1;

}

}

void setMinutes()

{

if(up==0)  

{

TR0=0;

minute++;

if(minute==60)

minute=0;

delay(200);

TR0=1;

}

if(down==0)   

{

TR0=0;

minute--;

if(minute<0)

minute=59;

delay(200);

TR0=1;

}

}

/***********************************************************

初始化

***********************************************************/

void init()

{

hour= 9; minute =22; second =58; 

tt=0;

t_mode=0;

position=0; 

smg_q=1;

smg_b=1;

smg_s=1;

smg_g=1;

mode=1;

up=1;

set_second=0;

set_minute=0;

set_hour=0;

TMOD=0X11;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

TH1=(65536-10000)/256;

TL1=(65536-10000)%256;

EA=1;

ET0=1;

ET1=1;

TR0=1;

TR1=0;   //不能开启

}

/***********************************************************

     显示

***********************************************************/

void display(unsigned char hour,unsigned char minute)

{

P0=0xFF;

switch(position)

{

case 0:

smg_g=1;

smg_q=0;

P0=table[hour/10];

delay(3);

smg_q=1;

break;

case 1:

smg_q=1;

smg_b=0;

P0=table[hour%10];

if(tt>=10)

P0|=0x80;//小数点以半秒的时间闪烁

delay(3);

smg_b=1;

break;

case 2:

smg_b=1;

smg_s=0;

P0=table[minute/10];

delay(3);

smg_s=1;

break;

case 3:

smg_s=1;

smg_g=0;

P0=table[minute%10];

delay(3);

smg_g=1;

break;

}

position++;

if(position>3)

position=0;

}

/***********************************************************

  延时

***********************************************************/

void delay(unsigned int time)

{

unsigned int x,y;

for(x=time;x>0;x--)

for(y=105;y>0;y--);

}

/***********************************************************

   定时器TO中断

***********************************************************/

void t0() interrupt 1

{

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

tt++;

}

/***********************************************************

   定时器T1中断

***********************************************************/

void int1() interrupt 3 //?????

{

    TH1=(65536-10000)/256; TL1=(65536-10000)%256;

m++;

    if(m==100)

{

m=0;

s++; 

if(s==100)

{

s=0;

}}}

void XS(int  xs,int xm )//?????

{

    d1=(xs/1)%10;  d2=(xs/10)%10;  d3=(xm/1)%10;  d4=(xm/10)%10;

    P0=table[d1];  smg_g=0; delay(1);smg_g=1;

    P0=table[d2]; smg_s=0; delay(1); smg_s=1;

    P0=table[d3]|0x80; smg_b=0; delay(1);smg_b=1;

    P0=table[d4]; smg_q=0; delay(1);smg_q=1;

}

void set_miaobiao()

{

if(up==0)  

{

delay(1);

if(up==0)

{

TR1=~TR1;

while(!up);

}

}

if(down==0)   

{

delay(1);

if(down==0)

{

TR1=0;

m=0;s=0;

while(!down);

}

}

}

#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char;#define uint unsigned int;//四盏灯sbit P13 = P1^3;sbit P35 = P3^5;sbit P36 = P3^6;sbit P37 = P3^7;//beepsbit beep = P1^1;
uchar position;   uchar tt;  static uchar second;  static uchar minute;static uchar hour;  static uchar set_second;  static uchar set_minute;static uchar set_hour;static uchar t_mode;//-----------------秒表-------------------------------------
void XS(int xs,int xm); void set_miaobiao();int n=0,m=0,s=0; static char d1,d2,d3,d4;//-------------------------------------------------------
uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0--9uchar beepTimes[23][2]={{6,50},{7,0},{7,25},{8,20},{8,30},{9,15},{9,25},{10,10},{10,30},{11,15},{11,25},{12,10},{13,20},{13,30},{14,15},{14,25},{15,10},{16,30},{17,0},{17,50},{18,0},{21,30},{23,0}};sbit smg_q = P2^4; sbit smg_b = P2^5;sbit smg_s = P2^6;sbit smg_g = P2^7;
sbit mode=P2^0; //按键定义sbit up=P2^1;sbit down=P2^2;sbit ent=P3^2;
 //函数声明void keyscan();void setMinutes() ;void setHours();void display(unsigned char hour,unsigned char minute);void delay(unsigned int timer); void init();void dongtaiTime();void N_clock();void MyClock();void set_clock_m();void set_clock_h();void nao();void setBeepTime();void setClock();

/***********************************************************主函数***********************************************************/void main(){init();while(1){  dongtaiTime();if(mode==0)  {delay(1);if(mode==0){t_mode++;while(!mode);if(t_mode>5)t_mode=0;}}switch(t_mode){      case 0: TR1=0;TR0=1; dongtaiTime(); display(hour,minute); N_clock();  nao(); P3=0xff; P13=1; break;             
  case 1: TR1=0;TR0=1;display(hour,minute);setHours();  P13=0; beep=1; break;              
  case 2: TR1=0;TR0=1;display(hour,minute);setMinutes(); P13=1; P35=0; beep=1; break;
  case 3: TR1=0;TR0=1;setClock(); P13=0; P35=0;beep=1; break;
  case 4: TR1=0;TR0=1;set_clock_m(); display(set_hour,set_minute); P13=1; P35=1;P36=0; beep=1; break;
  case 5: TR0=1;XS(m,s);  set_miaobiao();  P13=0; P35=1; P36=0;beep=1; break;}delay(1);} }
/***********************************************************        闹钟 ***********************************************************/
void N_clock(){static unsigned int i;for(i=0;i<23;i++){if(hour==beepTimes[i][0] && minute==beepTimes[i][1]){ beep=0; delay(1);  } else {beep=1;}}}

void setClock(){display(set_hour,set_minute);set_clock_h();}void nao(){//响if(set_hour==hour && set_minute==minute){beep=0;}else{beep=1;}}void set_clock_m(){   if(up==0)  {TR0=0;set_minute++;if(set_minute==60)set_minute=0;delay(200);TR0=1;}
if(down==0)   {TR0=0;set_minute--;if(set_minute<0)set_minute=59;delay(200);TR0=1;}}void set_clock_h(){ if(up==0){TR0=0;set_hour++;if(set_hour==24)set_hour=0;delay(200);TR0=1;}if(down==0){TR0=0;set_hour--;if(set_hour<0)set_hour=23;delay(200);TR0=1;}
}
/***********************************************************显示时间***********************************************************/void dongtaiTime(){if(tt==20){tt=0;second++;if(second==60){second=0;minute++;if(minute==60){minute=0;hour++;if(hour==24)hour=0;}}}}

/***********************************************************调时***********************************************************/void setHours(){if(up==0){TR0=0;hour++;if(hour==24)hour=0;delay(200);TR0=1;}if(down==0){TR0=0;hour--;if(hour<0)hour=23;delay(200);TR0=1;}}void setMinutes(){if(up==0)  {TR0=0;minute++;if(minute==60)minute=0;delay(200);TR0=1;}
if(down==0)   {TR0=0;minute--;if(minute<0)minute=59;delay(200);TR0=1;}}
/*********************************************************** 初始化***********************************************************/void init(){hour= 9; minute =22; second =58; tt=0;t_mode=0;position=0; smg_q=1;smg_b=1;smg_s=1;smg_g=1;mode=1;up=1;set_second=0;set_minute=0;set_hour=0;TMOD=0X11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=0;   //不能开启}
/***********************************************************     显示***********************************************************/void display(unsigned char hour,unsigned char minute){P0=0xFF;switch(position){case 0:smg_g=1;smg_q=0;P0=table[hour/10];delay(3);smg_q=1;break;
case 1:smg_q=1;smg_b=0;P0=table[hour%10];if(tt>=10)P0|=0x80;//小数点以半秒的时间闪烁delay(3);smg_b=1;break;
case 2:smg_b=1;smg_s=0;P0=table[minute/10];delay(3);smg_s=1;break;case 3:smg_s=1;smg_g=0;P0=table[minute%10];delay(3);smg_g=1;break;}position++;if(position>3)position=0;}
/***********************************************************  延时***********************************************************/void delay(unsigned int time){unsigned int x,y;for(x=time;x>0;x--)for(y=105;y>0;y--);}
/***********************************************************   定时器TO中断***********************************************************/void t0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;tt++;}/***********************************************************   定时器T1中断***********************************************************/void int1() interrupt 3 //?????
{
    TH1=(65536-10000)/256; TL1=(65536-10000)%256;m++;    if(m==100){m=0;s++; if(s==100){s=0;}}}
void XS(int  xs,int xm )//?????
{
    d1=(xs/1)%10;  d2=(xs/10)%10;  d3=(xm/1)%10;  d4=(xm/10)%10;
    P0=table[d1];  smg_g=0; delay(1);smg_g=1;
    P0=table[d2]; smg_s=0; delay(1); smg_s=1;
    P0=table[d3]|0x80; smg_b=0; delay(1);smg_b=1;
    P0=table[d4]; smg_q=0; delay(1);smg_q=1;
}void set_miaobiao(){if(up==0)  {delay(1);if(up==0){TR1=~TR1;while(!up);}}
if(down==0)   {delay(1);if(down==0){TR1=0;m=0;s=0;while(!down);}}}