单片机课程设计电子日历.docx

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单片机课程设计电子日历

湖南科技大学

信息与电气工程学院

《课程设计报告》

题目：

电子日历

专业：

通信工程

班级：

3班

****************************

学号：

**********

**************************

2016年6月16日

单片机原理与应用课程设计评阅书

题目

电子日历

姓名

黄夏妮

专业班级

通信3班

学号

1304040322

指导教师评语：

成绩评定为：

指导教师（签字）：

年月日

信息与电气工程学院

课程设计任务书

2015—2016学年第二学期

专业：

通信工程班级：

3班学号：

**********姓名：

黄夏妮

课程设计名称：

单电片机原理与应用

设计题目：

电子日历

完成期限：

自2016年6月6日至2016年6月17日共2周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

设计依据：

本方案以STC15F2K60S2单片机作为主控核心，与时钟芯片、LED显示、按键等模块组成硬件系统，通过《单片机原理与应用》这门课的课程设计，学生应能对STC15系列单片机有一个全面的认识，掌握以STC15系列单片机为核心的电子电路的设计方法和应用技术。

设计要求：

（1）利用STC15F2K60S2单片机作为主控器组成一个电子日历和电子钟。

（2）利用LED分别显示当前时间和日历。

（3）利用尽可能少的开关实现：

校正日历和时间

（4）定制闹钟（时、分、表）

设计内容：

该课程设计是利用STC15F2K60S2单片机内容的定时/计数器、中断系统、以及行列键盘和LED显示器等部件，设计一个单片机电子时钟。

设计的电子时钟通过数码管显示，并通过按键实现时间和暂停、启动控制等。

我们选择的方法是单片机开发设计使用的传统方法，通过本次设计，可以了解整个单片机开发的流程。

文章首先介绍了单片机的基本知识，然后同时给出了框图，流程图等。

论文涵盖了从系统设计，编程，原理图等产品开发的基本过程。

指导教师（签字）：

批准日期：

年月日

摘要

本设计是根据我们所学的单片机课程，按照大纲要求利用STC15F2K60S2单片机作为主控器组成一个电子日历和电子钟。

随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类对时钟进行不断研究，不断创新纪录。

而本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心，软件设计采用模块化结构，C语言编程，系统通过数码管显示数据，设置了可以显示公历日期（年、月、日、时、分、秒）、闹钟响应以及便携设置时间的电子日历和电子钟。

在内容安排上首先描述系统硬件工作原理，着重介绍了各硬件接口技术和各个接口模块；其次，详细的阐述了程序的各个模块和实现过程。

关键词：

电子日历  单片机  STC15F2K60S2

一、前言…………………………………………………………………………1

二、设计目的……………………………………………………………………1

三、设计要求……………………………………………………………………1

四、设计总体方案

1、基本框架………………………………………………………………1

2、设计总原理图…………………………………………………………2

五、单位模块设计

1、STC15F2K60S2单片机………………………………………………3

2、数码管显示电路………………………………………………………3

3、矩阵键盘接口电路……………………………………………………4

六、程序设计…………………………………………………………………4

七、个人总结…………………………………………………………………13

八、参考资料…………………………………………………………………13

一、前言

随着社会的不断发展及人们生活水平的不断提高，单片机控制已经越来越普及，它已经成为人们生活中必不可少的工具之一，它已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，其中电子日历就是一个典型的例子。

本设计采用STC15F2K60S2单片机作为电子日历的控制模块。

单片机可把由74LH594中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现日历和闹铃的显示。

以数码管为显示模块，把单片机传来的的数据显示出来，并且显示多样化，在显示电路中，主要靠键盘来实现各种显示要求的选择与切换。

二、设计目的

（1）掌握数字电子钟的设计方法和制作过程。

（2）掌握常用数字集成电路的功能和使用。

（3）了解各芯片的逻辑功能、引脚安排和使用方法。

（4）熟悉了解通过软件控制试验箱来实现所需的功能。

三、设计要求

（1）利用STC15F2K60S2单片机作为主控器组成一个电子日历和电子钟。

（2）利用LED分别显示当前时间和日历。

（3）利用尽可能少的开关实现：

校正日历和时间 

（4）定制闹钟（时、分、表）

四、设计总体方案

1、基本框架

2、设计总原理图

本系统采用PCF8563时钟芯片进行计时，STC15F2K60S2单片机通过IIC总线进行数据读写，并采用IO方式控制两片74HC595芯片驱动8位数码管，数码管可以实时显示秒，分，小时，日期，月份和年等信息，并且实现闹铃功能时，数码管闪烁显示。

阵列式键盘采用行列扫描方式，可以实现秒，分，小时，日期，月份和年信息的校准，以及时钟显示与日历显示的切换功能。

五、单位模块设计

1、STC15F2K60S2单片机

STC系列单片机是深圳宏晶科技公司研发的增强型8051内核单片机，相对于传统的8051内核单片机，在片内资源、性能以及工作速度上都有很大的改进，尤其采用了基于Flash的在线系统（ISP）技术，使得单片机应用系统的开发变得简单了，无须仿真器或专用编程器就可进行单片机应用系统的开发。

本STC15系列单片机采用STC-Y5超告诉CPU内核，在相同频率下，速度比早期1T系列单片机（如STC12、STC11、STC10系列）的速度快20%。

2、数码管显示电路

这是由两个74HC595芯片控制数码管显示电路。

74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能，串行输入并行输出的芯片。

移位寄存器和存储器分别具有独立的时钟信号。

数据在SHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。

如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。

移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

用两个75HC595芯片分别控制数码管的位选和段选，实现数码管对时间的显现。

3、矩阵键盘接口电路

矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。

在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。

这样键盘中按键的个数是4×4个。

这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。

由于各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。

因此，同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，8位数码管将显示相同的字符。

若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式。

即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。

同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。

这样同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。

虽然这些字符是在不同时刻出现的，而且同一时刻，只有一位显示，其它各位熄灭，但由于数码管具有余辉特性和人眼有视觉暂留现象，只要每位数码管显示间隔足够短，给人眼的视觉印象就会是连续稳定地显示。

六、程序设计

#defineMAIN_Fosc22118400L

#include"STC15Fxxxx.H"

#defineTimer0_Reload（65536UL-（MAIN_Fosc/1000））

#defineDIS_DOT0x20

#defineDIS_BLACK0x10

#defineDIS_0x11

u8codet_display[]={

//0123456789ABCDEF

0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,

//black-HJKLNoPUtGQrMy

0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50

0x37,0x6e,0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46};

u8codeT_COM[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};

sbitP_HC595_SER=P4^0;//pin14SERdatainput

sbitP_HC595_RCLK=P5^4;//pin12RCLkstore（latch）clock

sbitP_HC595_SRCLK=P4^3;//pin11SRCLKShiftdataclock

u8LED8[8];

u8display_index;

bitB_1ms;

u8hour,minute,second;

u8hour1,minute1,second1;

u16year,month,day;

u16msecond,delay,flag;

u8KeyCode;

u8cnt10ms;

u8IO_KeyState,IO_KeyState1,IO_KeyHoldCnt;

u8cnt50ms;

u8m;

voidIO_KeyScan（void）;//50mscall

voidDisplayRTC（void）

{

if（m==0）//

{

if（hour>=10）LED8[0]=hour/10;

elseLED8[0]=DIS_BLACK;

LED8[1]=hour%10;

LED8[2]=DIS_;

LED8[3]=minute/10;

LED8[4]=minute%10;

LED8[5]=DIS_;

LED8[6]=second/10;

LED8[7]=second%10;

}

elseif（m==1）//

{

LED8[0]=2;

LED8[1]=0;

LED8[2]=year/10;

LED8[3]=year%10;

LED8[4]=month/10;

LED8[5]=month%10;

LED8[6]=day/10;

LED8[7]=day%10;

}

elseif（m==2）//

{

if（hour>=10）LED8[0]=hour1/10;

elseLED8[0]=DIS_BLACK;

LED8[1]=hour1%10;

LED8[2]=DIS_;

LED8[3]=minute1/10;

LED8[4]=minute1%10;

LED8[5]=DIS_;

LED8[6]=second1/10;

LED8[7]=second1%10;

}

if（hour==hour1）//

if（minute==minute1）

if（second==second1）

{

P17=0;

for（delay=0;delay<=50000;delay++）;

P17=1;

}

}

voidRTC（void）

{

if（++second>=60）

{

second=0;

if（++minute>=60）

{

minute=0;

if（++hour>=24）

{

hour=0;

day++;

if（day>30）

{

day=0;

month++;

if（month>12）

{

month=0;

year++;

}

}

}

}

}

}

voidmain（void）

{

u8i,k;

P0M1=0;P0M0=0;

P1M1=0;P1M0=0;

P2M1=0;P2M0=0;

P3M1=0;P3M0=0;

P4M1=0;P4M0=0;

P5M1=0;P5M0=0;

P6M1=0;P6M0=0;

P7M1=0;P7M0=0;

AUXR=0x80;//Timer0setas1T,16bitstimerauto-reload,

TH0=（u8）（Timer0_Reload/256）;

TL0=（u8）（Timer0_Reload%256）;

ET0=1;//Timer0interruptenable

TR0=1;//Tiner0run

EA=1;

display_index=0;

hour=11;

minute=59;

second=58;

hour1=12;

minute1=01;

second1=00;

year=16;

month=6;

day=13;

m=0;

RTC（）;

DisplayRTC（）;

//for（i=0;i<8;i++）LED8[i]=DIS_BLACK;

for（i=0;i<8;i++）LED8[i]=i;

k=0;

KeyCode=0;

cnt10ms=0;

IO_KeyState=0;

IO_KeyState1=0;

IO_KeyHoldCnt=0;

cnt50ms=0;

while

（1）

{

if（B_1ms）

{

B_1ms=0;

if（++msecond>=1000）

{

msecond=0;

RTC（）;

DisplayRTC（）;

}

if（++cnt50ms>=50）

{

cnt50ms=0;

IO_KeyScan（）;

}

if（KeyCode>0）

{

if（KeyCode==17）//hour+1

{

if（m==0）

{

if（++hour>=24）hour=0;

}

elseif（m==1）

{

if（++year>=100）year=0;

}

elseif（m==2）

{

if（++hour1>=24）hour1=0;

}

DisplayRTC（）;

}

if（KeyCode==18）//hour-1

{

if（m==0）

{

if（--hour>=24）hour=23;

}

elseif（m==1）

{

if（--year>=100）year=99;

}

elseif（m==2）

{

if（--hour1>=24）hour1=23;

}

DisplayRTC（）;

}

if（KeyCode==19）//minute+1

{

if（m==0）

{

second=0;

if（++minute>=60）minute=0;

}

elseif（m==1）

{

month++;

if（month>=30）month=0;

}

elseif（m==2）

{

if（++minute1>=60）minute1=0;

}

DisplayRTC（）;

}

if（KeyCode==20）//minute-1

{

if（m==0）

{

second=0;

if（--minute>=60）minute=59;

}

elseif（m==1）

{

month--;

if（month>30）month=29;

}

elseif（m==2）

{

if（--minute1>=60）minute1=59;

}

DisplayRTC（）;

}

if（KeyCode==21）//second+1

{

if（m==0）

{

if（++second>=60）hour=0;

}

elseif（m==1）

{

if（++day>=30）day=0;

}

elseif（m==2）

{

if（++second1>=60）second1=0;

}

DisplayRTC（）;

}

if（KeyCode==22）//second-1

{

if（m==0）

{

if（--second>=60）second=59;

}

elseif（m==1）

{

if（--day>=30）day=29;

}

elseif（m==2）

{

if（--second1>=60）hour1=59;

}

DisplayRTC（）;

}

if（KeyCode==32）

{

m++;

if（m>2）m=0;

}

KeyCode=0;

}

}

}

}

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

u8codeT_KeyTable[16]={0,1,2,0,3,0,0,0,4,0,0,0,0,0,0,0};

voidIO_KeyDelay（void）

{

u8i;

i=60;

while（--i）;

}

voidIO_KeyScan（void）//50mscall

{

u8j;

j=IO_KeyState1;

P0=0xf0;

IO_KeyDelay（）;

IO_KeyState1=P0&0xf0;

P0=0x0f;

IO_KeyDelay（）;

IO_KeyState1|=（P0&0x0f）;

IO_KeyState1^=0xff;

if（j==IO_KeyState1）

{

j=IO_KeyState;

IO_KeyState=IO_KeyState1;

if（IO_KeyState!

=0）

{

F0=0;

if（j==0）F0=1;

elseif（j==IO_KeyState）

{

if（++IO_KeyHoldCnt>=20）

{

IO_KeyHoldCnt=18;

F0=1;

}

}

if（F0）

{

j=T_KeyTable[IO_KeyState>>4];

if（（j!

=0）&&（T_KeyTable[IO_KeyState&0x0f]!

=0））

KeyCode=（j-1）*4+T_KeyTable[IO_KeyState&0x0f]+16;

}

}

elseIO_KeyHoldCnt=0;

}

P0=0xff;

}

voidSend_595（u8dat）

{

u8i;

for（i=0;i<8;i++）

{

dat<<=1;

P_HC595_SER=CY;

P_HC595_SRCLK=1;

P_HC595_SRCLK=0;

}

}

voidDisplayScan（void）

{

Send_595（~T_COM[display_index]）;

Send_595（t_display[LED8[display_index]]）;

P_HC595_RCLK=1;

P_HC595_RCLK=0;

if（++display_index>=8）display_index=0;

}

voidtimer0（void）interruptTIMER0_VECTOR

{

DisplayScan（）;

B_1ms=1;

}

七、个人总结

本项目已经经过调试运行最终实现了功能要求，通过多次测试表明，电子日历的各项性能完全达到设计要求。

对电子日历的发展具有实际推广价值。

在未来的几年中电子日历装置一定会被广泛的应用各种场所，人们对这种电子日历系统一定会倍加青睐。

电子日历制造成本低，环保，方便，省电，安全。

总控制单元的硬件电路中多采用简易芯片，简化了电路设计，系