电子时钟设计单片机需求分析讲课稿.docx

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电子时钟设计单片机需求分析讲课稿

电子钟

一、需求分析

1.功能描述

该电子钟能实现基本的时钟显示，还能调时。

调时可以对分时秒的每个位（即个位和十位）调整。

2.其他要求

当时钟的时间小于10-00-00时，时的十位为零，不显示。

（如显示时间：

9-45-00）

二、总体设计

1.设计思路

用89C51单片机实现控制和数据输出，8位7段LED数码管作为显示器件。

时间的调整通过外加独立按键来控制。

2.器件选型

89C51单片机、LED数码管、独立按键。

三、硬件设计

1.硬件框图

2.硬件模块

因该设计非常简单，硬件模块很少，只有显示模块和按键模块。

3.硬件电路图

硬件电路如下图所示：

四、软件设计

1.软件框图

2.软件流程图及其程序代码

2.1主程序

1.初始化：

将数字编码放在数组dis_7[11]中，位选数据放在scan_con[8]中，分、时、秒的个位和十位放在dis_[8]中，分时秒的初始数据放在timedata[3]中。

2.键盘扫描：

判断key0～key3中哪些键按下，

当key3未按下时：

1.key0按下，则key0每按下一次，秒加1。

2.key1按下，则key0每按下一次，分加1。

3.key2按下，则key0每按下一次，时加1。

当key3按下时：

1.key0按下，则key0每按下一次，秒的十位加1（即秒加10）。

2.key1按下，则key0每按下一次，分的十位加1。

3.key2按下，则key0每按下一次，时的十位加1。

3.显示：

通过P2口控制位选，使8个数码管依次被选中。

P0口作为数据的输出口，循环输出分、时、秒的各位数据，当P0口输出某位的数据后，P2口控制位选将给位数码管选中，从而使该位显示。

同时当时的十位为零时，使p2口输出为0，使该位不显示。

（即当hour<10时，时的十位不显示0）

4.定时中断：

采用方式1，定时50ms。

20次就构成1秒，每20次，秒就加1

主程序流程图

主程序代码：

main（）

{TH0=0x3c;

TL0=0xb0;

TMOD=0x01;

ET0=1;

TR0=1;

EA=1;

for（;;）

{display（）;//显示子程序

keyscan（）;//键盘扫描子程序

}

}

2.2键盘扫描子程序

键盘扫描流程图

键盘扫描子程序代码

keyscan（）

{if（key3==1）

{if（key0==0）

{delay1ms（10）;

while（key0==0）;

timedata[0]++;

if（timedata[0]==60）

{timedata[0]=0;

timedata[1]++;

if（timedata[1]==60）

{timedata[1]=0;

timedata[2]++;

if（timedata[2]==24）

timedata[2]=0;

}

}

}

if（key1==0）

{delay1ms（10）;

while（key1==0）;

timedata[1]++;

if（timedata[1]==60）

{timedata[1]=0;

timedata[2]++;

if（timedata[2]==24）

timedata[2]=0;

}

}

if（key2==0）

{delay1ms（10）;

while（key2==0）;

timedata[2]++;

if（timedata[2]==24）

timedata[2]=0;

}}

else

{if（key0==0）

{delay1ms（10）;

while（key0==0）;

timedata[0]+=10;

if（timedata[0]>=60）

{timedata[0]=0;

timedata[1]++;

if（timedata[1]=60）

{timedata[1]=0;

timedata[2]++;

if（timedata[2]==24）

timedata[2]=0;

}

}}

if（key1==0）

{delay1ms（10）;

while（key1==0）;

timedata[1]+=10;

if（timedata[1]>=60）

{timedata[1]=0;

timedata[2]++;

if（timedata[2]==24）

timedata[2]=0;

}

}

if（key2==0）

{delay1ms（10）;

while（key2==0）;

timedata[2]+=10;

if（timedata[2]>=24）

timedata[2]=0;

}

}

}

2.3显示子程序

显示子程序流程图

显示子程序代码

display（）

{chark;

dis[7]=timedata[0]%10;

dis[6]=timedata[0]/10;

dis[4]=timedata[1]%10;

dis[3]=timedata[1]/10;

dis[1]=timedata[2]%10;

dis[0]=timedata[2]/10;

//通过模10计算，取出分时秒的个位和十位的值

if（dis[0]==0）

P2=0x00;//时个十位为零时，不显示

else

{P0=dis_7[dis[0]];

P2=scan_con[0];

delay1ms

（1）;

P2=0x00;

}

for（k=1;k<8;k++）

//循环选中每个数码管，并输出其显示值，从而实现时钟显示

{P0=dis_7[dis[k]];

P2=scan_con[k];

delay1ms

（1）;

P2=0x00;

}

}

五、测试效果

经过软件仿真，测试效果良好，上述功能都能实现。

效果如下图：

六、问题分析

1、实现过程中遇到的问题及解决方法分析。

因为我本科时学习单片机都是用汇编写程序，没有用过C语言写单片机程序，所以本实验开始时，我是用汇编写的程序，这个程序虽然能实现基本的时钟显示，但存在很多问题。

并且汇编使用起来很麻烦，可读性也很差。

最后，我决定试着用C语言写单片机程序。

经过好几天的摸索，最后总算是用C语言把程序写好了。

最后，经过仿真，该设计虽能达到预期的要求，但也存在不足之处。

仿真发现：

调时时，当有按键按下时，数码管显示会出现闪烁的情况。

经过分析得知，在电路中加入锁存器，该问题可以得到解决。

2收获与体会。

经过本次实验设计的学习，收获颇丰。

首先，对单片机有更进一步的了解，同时锻炼了我的动手能力。

其次，我学习了用C语言写单片机程序，基本学会了用C语言写单片机程序。