单片机课程实验报告班级J计算机1302 学号********** 姓名杨岚指导老师余景华2016.07.09一、多功能数字钟的设计要求：1.能在LED显示器上实现正常的时分秒计时2.能通过键盘输入当前时间，并从该时间开始计时3.有校时、校分功能4.有报时功能，通过指示灯表示5.有闹时功能，闹时时间可以设定，通过指示灯表示二、课程设计电路图：图1 设计电路图•HD7279A的片选引脚CS连在P5.7；·通过C8051F020的P1.6、P1.7连接7279A的CLK和DATA实现串行数据编程；•KEY连在比较器1的同相输入端CP1P三、设计思路：根据课程设计要求，我们要设计一个多功能数字电子时钟，随着人类科技文明的发展，高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。
在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。
本实验正是基于这种设计方向，以单片机（C8051F020）为控制核心，设计制作一个多功能的数字时钟。
在这些当中，必须要求要有时钟功能、校时校分功能、整点报时和闹钟功能等。
1.1首先要实现数码管的正常时分秒计时必须初始化系统时钟，初始化I/O端口以及定时器和使能比较器等，为系统的运行做必要的准备。
1.2其次通过键盘输入当前时间并从当前时间开始计时，这个过程中搞清楚，通过键盘输入的数据送到了哪里，是通过什么样的方式送进去的，同时对时间的计时有一个严密的算法来控制。
1.3在时间通过键盘输入并正常显示后，可以通过按键来进行校时、校分的功能。
并显示出校正后的时间1.4通过按键实现闹钟功能，在设置闹钟的同时，原时间能确保正确行走。
7279指令说明：88H,闪烁控制指令,d1-d8对应8个数码管,0表示闪烁,1表示不闪烁。
开始输入按键(ABCD) 输入按键(F) 当达到整点时，A (校时的高位) F（输入闹钟）数码管闪烁3秒B（校时的低位）当当前时间与闹钟时间相等时，C（校分的高位）数码管闪烁2秒。
D（校分的低位）图2 功能模块图•输入按键A使得时钟的时高位加1，若时高位值超过2则返回0值。
•输入按键B使得时钟的时低位加1，若时低位值超过9则返回0值同时时高位加1，最后判断时高位>1且时低位>3则时高位=0，时低位0。
•输入按键C使得时钟的分高位加1，若分高位值超过5，则时低位加1，分高位至0。
•输入按键D使得时钟的分低位加1，若分低位值超过9，则分高位加1，分低位至0。
•输入按键E使得时钟的秒高位加1，若秒高位值超过5，则分低位加1，秒高位至0。
•按键F进入闹钟模块。
四、程序的结构图图3 主程序流程图五、具体功能模块的设计及实现：1、端口初始化：将允许SMBus、SPI0和UART0，使能交叉开关和弱上拉。
实现代码：void PORT_Init (void){XBR0 = 0x07; //允许SMBus、SPI0和UART0XBR1 = 0x00;XBR2 = 0x44; //使能交叉开关和弱上拉}2、定时器初始化将T0以方式一，系统时钟频率计数，1000个脉冲为一秒。
实现代码：void Timer0_Init (void){CKCON|=0x8; //T0按系统时钟频率计数TMOD|=0x1; //T0方式1Count1ms=10;TR0 = 0; //停止T0TH0 = (-SYSCLK/1000) >> 8; //定时1ms的时间常数TL0 = -SYSCLK/1000;TR0 = 1; //启动T0IE|= 0x2; //开T0中断}3、读取按键值首先需要判断是否按键，若未按键则返回-1，若按键则记录保存按键的值，将其放在keyvalue中保存。
实现代码：unsigned char GetKeyValue(void){unsigned char KeyValue;if(CPT1CN&0x40) return -1;//if (P17==1) return -1; //无键按下Send7279Byte(0x15); //发读键盘命令KeyValue=Receive7279Byte();NOSELECT7279;return KeyValue;}图4 读取按键值流程图4、首次启动程序时输入初始时间首先在显示器上显示-，提示程序开始运行，其后将按键进来的六个数字依次保存在num 中（若按键不是0-9则无效），然后再显示器上显示。
实现代码：unsigned long InputNum(void){unsigned long Num=0;unsigned char i=0, KeyValue;DispLED(" -",0);//输入提示FlashLED(0); //第一位闪烁Delay1s(1);while(1){KeyValue=GetKeyValue();if (i==6) //6位数据输入完，返回{FlashLED(8); //关闪烁return Num;}if((KeyValue>=0) && (KeyValue<=9)) //只接收十进制的0到9 {i++;Send7279Byte(0xC8); //发送键码值，按方式1译码下载显示 Send7279Byte(KeyValue);MoveLeft(); //显示并左移一位，仍使低位显示并闪烁。
Send7279Byte(0x90);Send7279Byte(0x01);NOSELECT7279;WaitKeyOff();Num*=10; //转换成十进制Num+=KeyValue;Delay1ms(200);}}}5、显示功能依次将小时的十位、个位，分钟的十位、个位，秒钟的十位、个位显示在显示器的相应LED上。
实现代码：void DispTime(void){Send7279Byte(0x85); //在最高位（第5位）LED显示小时的高位Send7279Byte(HourH);Send7279Byte(0x84); //在第4位LED显示小时的低位Send7279Byte(HourL);Send7279Byte(0x83); //在第3位LED显示分钟的高位Send7279Byte(MinuteH);Send7279Byte(0x82); //在第2位LED显示分钟的低位Send7279Byte(MinuteL);Send7279Byte(0x81); //在第1位LED显示秒钟的高位Send7279Byte(SecondH);Send7279Byte(0x80); //在第0位LED显示秒钟的低位Send7279Byte(SecondL);}图5 显示功能流程图6、时钟计时功能每接受1000次脉冲，保存秒钟个位值的SecondL加一，判断如果SecondL>9，则SecondL=0，SecondH加一。
再判断SecondH是否大于5，若SecondH>5，则SecondH=0，MinuteL 加一。
再判断MinuteL是否大于9，若MinuteL>9，则MinuteL=0，MinuteH加一。
再判断MinuteH是否大于5，若MinuteH>5，则MinuteH=0，HourL加一。
再判断HourL是否大于9，若HourL>9，则HourL=0，HourH加一。
再判断HourH是否大于2，若HourH>2，则HourH=0。
最后判断HourH>1且HourL>3则HourH=0，HourL=0。
实现代码：SecondL++;if (SecondL>9) {SecondH++,SecondL=0;}if(SecondH>5){SecondH=0,MinuteL++; }if (MinuteL>9) {MinuteH++,MinuteL=0;}if(MinuteH>5){MinuteH=0,HourL++; }if(HourL>9) {HourH++;HourL=0;}if(HourH>2) HourH=0;if(HourH>1&HourL>3){HourH=0,HourL=0;}从键盘输入时间并显示时钟计时秒低位大于9秒低位为0 秒高位加1秒高位大于5分低位加1 秒高位为0分低位大于9分低位为0 分高位加1开始分高位大于5时低位加1 分高位为0时低位大于9时低位为0 时高位加1 时高位大于时高位为0YNNYNYNYNYNY时高位大于1且时低位大于3时高位为0 时低位为0结束7、校时校分功能根据按键来判断运行，若按键是A，则执行HourH+1的操作。
若按键是B，则执行HourL+1的操作。
若按键是C，则执行MinuteH+1操作。
若按键是D，则执行MinuteL+1操作。
若按键是E，则执行SecondH+1操作。
实现代码：if(KeyValue==10){HourH++;}if(KeyValue==11){HourL++;}if(KeyValue==12){MinuteH++;}if(KeyValue==13){MinuteL++;}图7 校时校分功能流程图8、整点报时功能在SecondL在0到3之间时并且SecondH=、MinuteL=0、MinuteH=0时显示器内容闪烁表示报时。
SecondL超过3后取消闪烁，回复正常。
实现代码if((SecondL>=0&&SecondL<=3)&SecondH==0&MinuteL==0&MinuteH==0){Send7279Byte(0x88);Send7279Byte(0x00);}if((SecondL>3)&SecondH==0&MinuteL==0&MinuteH==0){FlashLED(8);}图8 整理报时功能流程图9、闹钟功能在按键为F的时候进入闹钟模式。
输入设定时间，系统保存设定的时间，并在计时的每秒上面与保存的时间进行比较，若一致，则显示器闪烁，时间暂停计时，表示闹钟。
实现代码：KeyValue=GetKeyValue();if(KeyValue==15){SetTime=InputNum();NowTime[0]=(unsigned char)((SetTime/100000)<<4);//时SetTime=SetTime%100000;NowTime[0]=NowTime[0]|(SetTime/10000);SetTime=SetTime%10000;NowTime[1]=(unsigned char)((SetTime/1000)<<4);//分SetTime=SetTime%1000;NowTime[1]=NowTime[1]|(SetTime/100);SetTime=SetTime%100;NowTime[2]=(unsigned char)((SetTime/10)<<4);//秒SetTime=SetTime%10;NowTime[2]=NowTime[2]|SetTime;S[0]=NowTime[0]/16;//转换成10进制S[1]=NowTime[0]%16;S[2]=NowTime[1]/16;S[3]=NowTime[1]%16;S[4]=NowTime[2]/16;S[5]=NowTime[2]%16;}if(SecondL==S[5]&&SecondH==S[4]&&MinuteL==S[3]&&MinuteH==S[2]&&HourL==S [1]&&HourH==S[0]){Send7279Byte(0x88);Send7279Byte(0x00);a=SecondL;a=a+2;}if (a==SecondL)FlashLED(8);图9 闹钟功能流程图显示指针DisplLED所指6个单元数据流程图：图10 显示指针DisplLED所指6个单元数据流程图六、实验小结：本次课程设计的基本要求是实现多功能时钟具备整点报时，校时校分的功能以及闹钟功能。