原创 基于51单片机的时钟屏应用

基于51单片机的时钟屏应用<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

⒈    时钟屏简介

时钟屏是一块具有四位七段数码管（分别对应时、分）和秒点（有些还有上下午显示）的模块。本人使用的时钟屏上有30只发光二极管，如下图所示。

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

它是共阴的，其中：1A～1G为第一位（可以为小时十位），2A～2G为第二位（可以为小时个位），3A～3G为第三位（可以为分钟十位），4A～4G为第四位（可以为分钟个位），LC可以为秒点。

⒉      硬件设计

时钟可以采用纯软件实现，也可以采用硬件时钟。软件时钟必须在每次上电时进行时间的初始化（包括校时）；而硬件时钟一般使用专用的时钟芯片，它有自己的蓄电池，因此掉电后它还会继续走时，系统上电后时间仍然保证是正确的。

本应用采用PCF8563时钟芯片，51单片机采用AT89S52芯片，其详细的电原理图如下所示。

⒊    软件设计

每隔一分钟读取一次PCF8563中的日期时间值并屏蔽无效位，四位时间（小时和分钟）加秒点或日期（月和日）, 显示子函数中的LED数码管采用动态显示，每位5ms，周期为20～25ms。为了使看到的显示不闪烁，必须经常执行显示子函数。按键S2用于调整小时（或月）的值；按键S3用于调整分钟（或日）的值；按键S4用于使显示的时间改为日期。T0定时器用于产生25ms中断，在中断服务子函数中，使控制秒点闪烁的亮灭标志以一秒为周期变化；另外计时一分钟则使分钟标志为1。本应用详细的流程图如下所示。

基于51单片机的时钟屏应用详细C51程序如下所示。

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

PCF8563+时钟屏

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

#include "reg51.h"

#include<intrins.h>                //包含_nop_()函数定义的头文件

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar code ddata[]={

    0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,

    };  //0,1,2,3....9的段码

sbit SS="P2"^0;                   //时十位       

sbit SG="P2"^1;                   //时个位

sbit FS="P2"^2;                   //分十位

sbit FG="P2"^3;                   //分个位

sbit M="P2"^4;                    //秒

sbit S2=P2^5;                   //时或月+1键

sbit S3=P2^6;                   //分或日+1键

sbit S4=P2^7;                   //日期键

uchar min,hour,date,month;         //分，时，日，月，

uchar int_c=0,sec_c=0,min_f,date_f;//中断计数，秒计数,分标志,日期标志

uchar time[7];                     //日期时间缓存

uchar light_wink;               //亮灭

uchar date_c=0;                 //日期显示计时器

void delay_1ms(uint x)             //延时xms

{

    uint j;

    uchar k;

    for(j=0;j<x;j++)

    {

       for(k=0;k<120;k++);

    }

}

/**********以下为8563的读写子函数*************/

sbit SDA="P1"^6;

sbit SCL="P1"^7;

bdata char com_data;

sbit mos_bit=com_data^7;

sbit low_bit=com_data^0;

void start()                    //启动读写时序

{

    SDA=1;SCL=1;_nop_();_nop_();

    SDA=0;_nop_();_nop_();

    SCL=0;

}

void stop()                        //停止操作

{

    SDA=0;SCL=1;

    _nop_();_nop_();

    SDA=1;_nop_();_nop_();

    SDA=0;SCL=0;

}

void ack()                         //应答

{

    SDA=0;SCL=1;

    _nop_();_nop_();

    SCL=0;

    SDA=1;

}

void shift8(char a)                    //8位移位输出

{

    data uchar i;

    com_data=a;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

       SDA=mos_bit;

       SCL=1;_nop_();_nop_();

       SCL=0;SDA=0;

       com_data=com_data*2;

    }

}

rd_8563(char a)                 //读8563中a地址单元连续的5个数据

{

    data uchar i,j,command;

    SDA=1;SCL=0;_nop_();_nop_();

    start();

    command=162;

    shift8(command);

    ack();

    shift8(a);

    ack();

    start();

    command=163;

    shift8(command);

    ack();

    SDA=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

    for(j=0;j<5;j++)

    {

       for(i=0;i<8;i++)

       {

           com_data=com_data*2;

           SDA=1;SCL=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

           low_bit=SDA;

           SCL=0;_nop_();_nop_();

       }

       time[j]=com_data;

       ack();

    }

    stop();

}

void wr_8563(char a,char b)//将b地址单元的数据写入8563的a地址单元中

{

    data uchar command;

    start();

    command=162;

    shift8(command);

    ack();

    shift8(a);

    ack();

    shift8(b);

    ack();

    stop();

}

time_display(void)

{

    uchar i;

    for(i=1;i<6;i++)

    {

       switch(i)

       {

           case 1:{P2=0xfe;if(((hour&0xf0)>>4)==0)P0=0xff;

                  else P0=ddata[(hour&0xf0)>>4];break;}//显示小时十位

       case 2:P2=0xfd;P0=ddata[hour&0x0f];break; //显示小时个位

       case 3:P2=0xfb;P0=ddata[(min&0xf0)>>4];break; //显示分钟十位

       case 4:P2=0xf7;P0=ddata[min&0x0f];break;      //显示分钟个位

           case 5:if(light_wink)

           {

              P2=0xef;P0=0;

           };break;

       }

       delay_1ms(5);

       P2=0xff;

    }

}

date_display()

{

    uchar i;

    for(i=1;i<5;i++)

    {

       switch(i)

       {

           case 1:{P2=0xfe;if(((month&0xf0)>>4)==0)P0=0xff;

                                  else P0=ddata[(month&0xf0)>>4];break;}                                            //显示月十位

           case 2:P2=0xfd;P0=ddata[month&0x0f];break;                                                  //显示月个位

           case 3:P2=0xfb;P0=ddata[(date&0xf0)>>4];break;                                              //显示日十位

           case 4:P2=0xf7;P0=ddata[date&0x0f];break;                                                   //显示日个位

       }

       delay_1ms(5);

       P2=0xff;

    }

}

main()

{

    TMOD=0X01;

    TH0=0X9E;                   //25ms

    TL0=0X58;

    TR0=1;ET0=1;EA=1;

    rd_8563(0x03);                  //读日期时间

    min=time[0]&0x7f;           //屏蔽无效位

    hour=time[1]&0x3f;

    date=time[2]&0x3f;

    month=time[4]&0x1f;

    while(1)

    {

       if(date_f)

           date_display();          //显示日期

       else

           time_display();          //显示时间

       if(min_f)

       {             //每分钟读取一次日期时间并屏蔽无效位

           min_f=0;

           rd_8563(0x03);

           min=time[0]&0x7f;

           hour=time[1]&0x3f;

           date=time[2]&0x3f;

           month=time[4]&0x1f;

       }

       if (S2==0) 

      {                           //月或时+1

           time_display();             //延时25ms

           if(S2)

              goto loop;

           if(date_f)

           {                        //月+1

              if(((month&0x0f)+1)>9)

                  month=(month&0xf0)+0x10;

              else

                  month=month+1;

              if(month>0x12)

                  month=0;

              wr_8563(0x07,month);     //写入月

              date_c=0;

           }

           else

           {

              if(((hour&0x0f)+1)>9)       //时+1

                  hour=(hour&0xf0)+0x10;

              else

                  hour=hour+1;

              if(hour>0x23)

                  hour=0;

              wr_8563(0x04,hour);      //写入时

           }

           for(;;)

              if(S2)

                     goto loop;

                  if(date_f)

                  date_display();          //显示日期

              else

                  time_display();          //显示时间

       }

    loop:if(S3==0)

      {                           //日或分+1键 

           time_display();             //延时25ms

           if(S3)

              goto loop;

           if(date_f)

           {                        //日+1

              if(((date&0x0f)+1)>9)

                  date=(date&0xf0)+0x10;

              else

                  date=date+1;

              if(date>0x31)

                  date=0;

              wr_8563(0x05,date);      //写入月

              date_c=0;

           }

           else

           {

              if(((min&0x0f)+1)>9) //分+1

                  min=(min&0xf0)+0x10;

              min=min+1;

              if(min>0x59)

                  min=0;

              wr_8563(0x03,min);       //写入分

           }

           for(;;)

              if(S3)

                  goto loop;

              if(date_f)

                  date_display();          //显示日期

              else

                  time_display();          //显示时间

       }

       if(S4==0)

       {                           //日期显示

           time_display();             //延时25ms

           if(S4)

              goto loop;

           date_display();

           date_c=0;

           date_f=1;

           for(;;)

              if(S4)

                  goto loop;

              if(date_f)

                  date_display();          //显示日期

              else

                  time_display();          //显示时间

       }

    } 

}

void T0_int(void) interrupt 1

{

    TH0=0X9E;TL0=0X58;

    int_c++;

    if(int_c==20)

       light_wink=1;

    if(int_c==40)

    {                    //一秒

       int_c=0x00;

       sec_c++;

       light_wink=0;

       date_c++;

           if(date_c==10)

           date_f=0;

       if(sec_c==60)

       {                 //一分钟

           sec_c=0;

           min_f=1;

       }

    }

}

以使用MedWin软件为例 ，启动MedWin V3.0，执行菜单命令“项目管理”→“新建项目”创建项目（或利用原有项目），然后再执行菜单命令“项目管理”→“新建文件”，在编辑窗口中输入上述源程序，经编译无误后，在构建窗口中将显示无错误。注意：需执行菜单命令“设置”→“设置编译工具”→点选“指定路径下的编译工具”（该软件默认的是汇编语言），将C51文件夹放在适当的路径（可利用Keil中的C51）。

⒋    仿真调试

本人使用的硬件仿真器是万利公司的“ME-52HU”，将仿真头插入目标板中的CPU插座，连通仿真器与PC的USB线，先后接通目标板和仿真器的电源，点击快捷按钮“产生代码并装入”，将出现十几个调试的快捷按钮，此时可以点击某个快捷按钮进行仿真调试。当排除了程序中所有错误后，点击“全速运行”按钮时，将会在时钟屏上看到正确的显示，如下图所示。

    本人的邮箱:txxyc104@163.com,欢迎来信讨论.