基于凌阳单片机的电子时钟设计3.docx
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基于凌阳单片机的电子时钟设计3.docx
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基于凌阳单片机的电子时钟设计3
目录
一摘要2
二引言3
三系统设计5
3.1方案论证5
3.1.1Lcd显示模块5
3.1.2语音模块(A/D)5
3.1.4Led模块5
3.1.5触键唤醒模块6
3.2硬件设计6
3.2.1Lcd的电路7
3.2.2Led电路8
3.2.3按键电路9
3.2.4语音电路(A/D)9
3.2.5电源电路10
3.3软件设计及流程图(主要是主程序及Led部分)11
3.3.1系统主体(main.c)11
3.3.2Led程序:
15
3.3.3语音播报及AD(由刘沭负责)16
3.3.4lcd(由吴大鹏负责)16
四总结及心得体会16
参考文献:
17
一引言
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用。
随着人类科技文明的发展,人们对于时钟的要求在不断地提高。
时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具,在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。
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。
我们小组正是基于这种设计方向,以单片机为控制核心,设计制作一个多功能数字时钟。
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速的发展。
现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒进一,满六十分进一,满二十四小时清零,从而达到计时的功能,是人民日常生活不可缺少的工具。
二摘要
本设计基于单片机技术原理,以SPCE061A单片机作为核心控制器,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,设计制作出一个多功能数字时钟系统。
该时钟系统主要由时钟模块、计时模块、语音播报模块、液晶显示模块、键盘控制模块组成。
系统具有简单清晰的操作界面,能够准确显示时间以及日期,并且实现同步播报功能,可随时进行时间调整,同时系统还具有闹钟时间设置、闹钟开/关、止闹功能以及秒表的应用。
设计以硬件软件化为指导思想,充分发挥单片机功能,大部分功能通过软件编程来实现,电路简单明了,系统稳定性高。
同时,该时钟系统还具有功耗小、成本低的特点,具有很强的实用性,而且系统具有一定的可扩展性。
电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛应用。
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到数字电子钟。
在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。
但目前市场上各式各样的LCD数字电子钟大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂,功率损耗大等缺点。
因此有必要对数字电子钟进行改进。
三系统设计
小组分工:
本小组成员有赵红,王瑞、吴勃庆、王鹏。
组长为赵红,其中小组四人共同设计主框架、搭建硬件电路;王瑞和吴勃庆负责主程序的编写,赵红和王鹏负责Lcd子程序部分以及中断部分;所有组员分工明确,齐心协力共同完成本次课程设计。
3.2硬件设计
试验箱
总体接线
1.1PLCD501模组的硬件平面图
这一模块可以使用lcd或者led数码管来实现。
我组最后选择用lcd液晶显示来显示时间以及日期。
之所以选择lcd来实现,是因为它具有很多优点。
低压微功耗,平板型结构,被动显示型(无眩光,不刺激人眼,不会引起眼睛疲劳)而且显示信息量大(因为像素可以做得很小)无电磁辐射(对人体安全,利于信息保密)。
具体的实现方法是利用C语言的编程(代码见程序system.c)。
下面的硬件设计将详细的介绍lcd的模块的接口电路以及具体的接线方法。
1.2模组的内部设置的点阵图
3.2.1Lcd的电路
这部分的主要接线如下:
IOA8-15接液晶显示模块DB0-DB7
IOB4接液晶显示模块AO
IOB5接液晶显示模块的R/W
IOB6接液晶显示模块的EP
DB0-DB7为双向数据口,AO为数据/使命控制位,R/w为读/写信号,EP是全能端(低电平有效)
要这部分工作时Key接线与IOA低八位相连就可以了。
Lcd模块接口电路
程序下载后会显示日期、时间。
按Key1可以进入时间调整界面。
3.2.3按键电路
按键电路直接与IOA口连接。
其原理图如下:
3.2.5常用功能函数介绍
液晶显示控制类:
LCD501_Init液晶初始化
LCD501_ClrScreen清屏
LCD501_ReverseColor显示翻转
LCD501_SetPaintMode设置图形显示模式
LCD501_GetPaintMode获取当前显示模式
LCD501_FontSet设置文本字体
LCD501_FontGet获取当前文本字体
LCD501_PutChar显示单个字符
LCD501_PutString显示字符串
LCD501_PutPixel画点
LCD501_Line画直线
LCD501_Circle画圆
LCD501_Rectangle画矩形
LCD501_Bitmap位图显示/汉字显示
SPCE061A与SPLC501的接口采用6800并行接口电路,即8位数据总线、1个读写选通端口、1个数据指令选通端口、1个信号使能端口,具体接法如下图:
按键采用凌阳61板上提供的三个按键,接口电路如下:
3.3软件设计及流程图
软件部分由三个部分组成:
主程序部分、2Hz时基中断部分、1KHz时基中断部分,主程序部分主要负责初始化LCD和显示界面,2Hz时基中断部分负责时间的计数,1KHz时基中断部分负责按键的扫描,下面是这三个程序的流程图:
2.2.1主程序流程图:
2Hz时基中断
1KHz时基中断
主程序(main.c)编写首先进行函数声明,定义文件中用到的变量以及常数数组,再编写真正的主体部分。
首先进行键盘以及液晶显示的初始化。
置2hz的中断,开2hz的中断。
2.2.2主要程序及注释:
2.2.2.1时钟计数程序:
//main.c
#include"SPLC501User.h"
#include"Mychar.h"
#include"SPCE061A.h"
intCount_time=0;
intKey_time=0;
unsignedintContr=24;
intSet_mode=0;
structTime//定义时间结构体,存储现在的时间
{
intyear;//年
intmonth;//月
intweek;//周
intday;//日
inthour;//时
intminute;//分
intsecond;//秒
}Clock;
voidClock_Init();
voidClock_Fix();
voidDisp_Time();
constcharclr[]={""};
intmain()
{longintm=100000;
//addyourcodehere
intdly;
LCD501_Init(0x00);
*P_IOA_Dir&=0xfff8;
*P_IOA_Attrib&=0xfff8;
*P_IOA_Data&=0xfff8;
LCD501_Bitmap(32,0,(unsignedint*)encoding_00);//课
LCD501_Bitmap(48,0,(unsignedint*)encoding_01);//程
LCD501_Bitmap(64,0,(unsignedint*)encoding_02);//设
LCD501_Bitmap(80,0,(unsignedint*)encoding_03);//计
LCD501_Bitmap(24,16,(unsignedint*)encoding_04);//计
LCD501_Bitmap(40,16,(unsignedint*)encoding_05);//算
LCD501_Bitmap(56,16,(unsignedint*)encoding_06);//机
LCD501_Bitmap(72,16,(unsignedint*)encoding_07);//接
LCD501_Bitmap(88,16,(unsignedint*)encoding_08);//口
LCD501_Bitmap(16,32,(unsignedint*)encoding_09);//数
LCD501_Bitmap(32,32,(unsignedint*)encoding_0a);//字
LCD501_Bitmap(48,32,(unsignedint*)encoding_0b);//电
LCD501_Bitmap(64,32,(unsignedint*)encoding_0c);//子
LCD501_Bitmap(80,32,(unsignedint*)encoding_0d);//时
LCD501_Bitmap(96,32,(unsignedint*)encoding_0e);//钟
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
while(m--)
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
Clock_Init();
LCD501_PutString(0,0,clr);
for(dly=0;dly<100;dly++);
LCD501_PutString(0,16,clr);
for(dly=0;dly<100;dly++);
LCD501_PutString(0,32,clr);
for(dly=0;dly<100;dly++);
LCD501_PutString(0,48,clr);
for(dly=0;dly<100;dly++);
LCD501_Bitmap(0,0,(unsignedint*)encoding_15);//王
LCD501_Bitmap(16,0,(unsignedint*)encoding_16);//
LCD501_Bitmap(32,0,(unsignedint*)encoding_17);//瑞
LCD501_PutString(56,0,"08064030");//08064030
LCD501_Bitmap(32,16,(unsignedint*)encoding_18);//年
LCD501_Bitmap(64,16,(unsignedint*)encoding_19);//月
LCD501_Bitmap(96,16,(unsignedint*)encoding_1a);//日
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
LCD501_Bitmap(0,34,(unsignedint*)encoding_1b);//北
LCD501_Bitmap(12,34,(unsignedint*)encoding_1c);//京
LCD501_Bitmap(24,34,(unsignedint*)encoding_1d);//时
LCD501_Bitmap(36,34,(unsignedint*)encoding_1e);//间
LCD501_PutChar(46,32,':
');
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
LCD501_Bitmap(0,48,(unsignedint*)encoding_13);//星
LCD501_Bitmap(16,48,(unsignedint*)encoding_14);//期
LCD501_PutChar(32,48,':
');
LCD501_Bitmap(80,51,(unsignedint*)encoding_0f);//欢
LCD501_Bitmap(92,51,(unsignedint*)encoding_10);//迎
LCD501_Bitmap(104,51,(unsignedint*)encoding_11);//使
LCD501_Bitmap(116,51,(unsignedint*)encoding_12);//用
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
LCD501_PutChar(72,32,':
');
LCD501_PutChar(96,32,':
');
LCD501_PutChar(120,32,'');
LCD501_PutChar(124,32,'');
Disp_Time();
*P_INT_Ctrl=C_IRQ5_2Hz|C_IRQ4_1KHz;
__asm("intirq");
while
(1)
{
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
}
return0;
}
voidIRQ4(void)__attribute__((ISR));
voidIRQ5(void)__attribute__((ISR));
voidIRQ4(void)
{
inttime_dly;
intsign=0;
sign=0;//如果为4、6、9、11月,则31日进位,如果为1、3、5、7、8、10、12月,则32日进位,如果为2月,29日进
if(Clock.month==4)
sign=1;
if(Clock.month==6)
sign=1;
if(Clock.month==9)
sign=1;
if(Clock.month==11)
sign=1;
if((*P_INT_Ctrl&C_IRQ4_1KHz)!
=0x0000)
{
*P_INT_Clear=C_IRQ4_1KHz;//清中断
if(Key_time%=50)//20Hz判断按键是否按下
{
if((*P_IOA_Data&0x0007)!
=0x0000)//软件去抖动,
{
for(time_dly=0;time_dly<5000;time_dly++);//去抖动延时,
}
if((*P_IOA_Data&0x0007)!
=0x0000)
{
if((*P_IOA_Data&0x0001)!
=0x0000)//如果按下KEY1
{
Set_mode++;
Set_mode%=8;
}
if((*P_IOA_Data&0x0002)!
=0x0000)//如果按下KEY2
{
if(Set_mode==0)
{
Contr++;
Contr=(Contr>31)?
0:
Contr;
LCD501_SetContrast(Contr);
}
//如果为设置时间模式
if(Set_mode==1)
Clock.year++;
if(Set_mode==2)
{Clock.month++;
if(Clock.month==13)//13月进位
{
Clock.month=1;
}
}
if(Set_mode==3)
{Clock.day++;
if((Clock.month==2)&&(Clock.day==29))//2月29日进位
{
Clock.day=1;
}
if((sign==1)&&(Clock.day==31))
{
Clock.day=1;
}
if((sign==0)&&(Clock.day==32))
{
Clock.day=1;
}
}
if(Set_mode==4)
{Clock.hour++;
if(Clock.hour==24)
Clock.hour=0;
}
if(Set_mode==5)
{Clock.minute++;
if(Clock.minute==60)
Clock.minute=0;
}
if(Set_mode==6)
{Clock.second++;
if(Clock.second==60)
Clock.second=0;
}
if(Set_mode==7)
{Clock.week++;
if(Clock.week>7)
Clock.week=1;
}
}
if((*P_IOA_Data&0x0004)!
=0x0000)//如果按下KEY3
{
if(Set_mode==0)
{Contr--;
Contr=(Contr>31)?
31:
Contr;
LCD501_SetContrast(Contr);
}
if(Set_mode==1)//如果为设置时间模式
Clock.year--;
if(Set_mode==2)
{
Clock.month--;
if(Clock.month==0)
{Clock.month=12;
}
}
if(Set_mode==3)
{
Clock.day--;
if((Clock.month==2)&&(Clock.day==0))//3月0日变成2月29日
{
Clock.day=28;
}
if((sign==1)&&(Clock.day==0))//4、6、9、11月0日变成前一月的31日
{
Clock.day=30;
}
if((sign==0)&&(Clock.day==0))//1、3、5、7、8、10、12月0日变成前一月的31日
{
Clock.day=31;
}
}
if(Set_mode==4)
{
Clock.hour--;
if(Clock.hour<0)
{
Clock.hour=23;
}
}
if(Set_mode==5)
{
Clock.minute--;
if(Clock.minute<0)
{
Clock.minute=59;
}
}
if(Set_mode==6)
{
Clock.second--;
if(Clock.second<0)
{
Clock.second=59;
}
}
if(Set_mode==7)
{Clock.week--;
if(Clock.week<1)
Clock.week=7;
}
}
}
while((*P_IOA_Data&0x0007)!
=0x0000);
}
Key_time++;
}
}
voidIRQ5(void)//2Hz时基中断控制时间
{
//addyourcodehere
if((*P_INT_Ctrl&C_IRQ5_2Hz)!
=0x0000)
{
*P_INT_Clear=C_IRQ5_2Hz;
Count_time++;
Count_time%=2;
if(Set_mode==0)//如果是时钟显示模式
{
if(Count_time==1)
{
Clock.second++;
Clock_Fix();
Disp_Time();
}
}
if(Set_mode>0)//如果是设置时间模式
{
Disp_Time();
if(Count_time)
{
if(Set_mode==1)
LCD501_PutString(0,16,"");//年跳动
if(Set_mode==2)
LCD501_PutString(48,16,"");//月跳动
if(Set_mode==3)
LCD501_PutString(80,16,"");//日跳动
if(Set_mode==4)
LCD501_PutString(56,32,"");//时跳动
if(Set_mode==5)
LCD501_PutString(80,32,"");//分跳动
if(Set_mode==6)
LCD501_PutString(104,32,"");//秒跳动
if(Set_mode==7)
LCD501_PutString(40,48,"");//星期跳动
}
}
}
}
voidClock_Init()
{
Clock.year=2010;
Clock.month=12;
Clock.day=31;
Clock.hour=23;
Clock.minute=59;
Clock.second=45;
Clock.week=3;
}
voidClock_Fix()//定义修正时间函数,如果时间产生溢出,则按时间计算规则进行处理
{
intflag;
flag=0;//如果为4、6、9、11月,则31日进位,如果为1、3、5、7、8、10、12月,则32日进位,如果为2月,29日进
if(Clock.month==4)
flag=1;
if(Clock.month==6)
flag=1;
if(Clock.month==9)
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