单片机课程设计报告
基于单片机的数字时钟
姓名：
班级：
学号：
一、前言
利用实验板上的4个LED数码管，设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。
功能要求：
a)计时并显示（LED）。由于实验板上只有4位数码管，可设计成显示“时分”
和显示“分秒”并可切换。
b)时间调整功能。利用4个独立按钮，实现时钟调整功能。这4个按钮的功能
为工作模式切换按钮（MODE），数字加（INC），数字减（DEC）和数字移
位（SHITF）。
c)定闹功能。利用4个独立按钮设定闹钟时间，时间到以蜂鸣器响、继电器动
作作为闹铃。
d)秒表功能。最小时间单位0.01秒。
二、硬件原理分析
1.电源部分
电源部份采用两种输入接口（如上图）。
a)外电源供电，采用2.1电源座，可接入电源DC5V，经单向保护D1接入开关
S1。
b)USB供电，USB供电口输入电源也经D1单向保护，送到开关S1。
注：两路电源输入是并连的，因此只选择一路就可以了，以免出问题。
S1为板子工作电源开关，按下后接通电源，提供VCC给板子各功能电路。电路采用两个滤波电容，给板子一个更加稳定的工作电源。LED为电源的指示灯，通电后LED灯
亮。
2.蜂鸣器
蜂鸣器分为有源和无源两种，有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣，无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣，因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。有源也可以当无源使用，而无源则不能当有源使用，当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。
如上图：单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极，控制三极管的导通与截止，从而控制蜂鸣器的工作。低电平时三极管导通，蜂鸣器得电蜂鸣，高电平时三极管截止，蜂鸣器失电关闭蜂鸣。
电路使用一个四位共阳型数码管，四个公共阳级由三极管放大电流来驱动，三极管由P10-P13控制开与关。数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。
例如，要十位的数码管工作，P12输出0，使三极管Q12导通，8脚得电，当P0口相应位有输出0时，点亮相应的LED灯组合各种字符数字。
4.独立键盘
如上图，由六个按键组成，每个按键的一端连接IO口，另一端直接连接GND（0电位）。六个按键分别接入P37-P32，只要按下按键，相应位的IO口位将被拉为低电平（0），程序可以判断相应位是否为0来确认按键己按下。
动态显示驱动电路是单片机应用中最常用的显示方式。
动态显示接口电路是把所有显示器的8个笔划段的同名段连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。
在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人眼的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
动态扫描显示必须由CPU不断地调用显示程序，才能保证持续不断的显示。在实际工作中，当然不可能只显示，这样在两次调用显示程序之间的时间间隔就不一定了，如果时间间隔比较长，就会使显示不连续。
三、软件设计
主程序
将按键1设定为功能选择键，每按一次按键1，进入相应的功能模式。
●分秒显示
分秒显示模式下，数码管显示时钟时间的分和秒。当按键1按下后，进入下一模式。
●时分显示
时分显示模式下，数码管显示时钟时间的时和分。当按键1按下后，进入下一模式。
时间调整
时间调整模式下，仅调整时钟的时、分。
数码管闪烁的为当前调整的位子，按键2为加，按键3为减，按键4为移位键。
闹钟
闹钟模式下，可设置闹钟的时、分。
数码管闪烁的为当前调整的位子，按键2为加，按键3为减，按键4为移位键。
当闹钟时间调整完毕之后，按下按键5，确认闹钟时间。随后等待时钟时间到达闹钟时间。时钟时间到达闹钟时间后，蜂鸣器工作。
秒表
秒表模式下，按下按键4，秒表开始计时；再次按下按键4，秒表暂停。
按下按键2或按键3，秒表清零。
四、软件调试
在软件调试过程中碰到了很多问题。其中比较重要的几个问题如下：
1、时钟调整子程序中，时、分的十位数、个位数加减不符合常识。比如在加减时，小时可以达到27、28等数值，而这是不符合常识的。
在查看代码后发现，可以在加、减过程中设置if函数判断当前所处位置，调整当前数值所能达到的最大值或最小值。
修改后代码如下：
else if(keyval==0xbf) //按键2 加
{
if(pos==0)
{
dispbuf[pos]++;
if(dispbuf[pos]==3)
{
dispbuf[pos]=0;
}
}
else if(pos==1)
{
if(dispbuf[0]==0||dispbuf[0]==1)
{
dispbuf[pos]++;
dispbuf[pos]=dispbuf[pos]%10;
}
if(dispbuf[0]==2)
{
dispbuf[pos]++;
if(dispbuf[pos]>=4)
{
dispbuf[pos]=0;
}
}
}
else if(pos==2)
{
dispbuf[pos]++;
if(dispbuf[pos]==6)
{
dispbuf[pos]=0;
}
}
