一、实验目的和任务
1、熟悉电子钟的基本工作原理。
2、掌握简易电子钟的硬件结构及程序设计方法。
二、实验原理简介
电子钟是人们日常生活中不可或缺的计时工具。与数字集成电路纯硬件实现相比，采用单片机实现的电子钟，在功能、体积、功耗、成本等方面更有优势。
可利用单片机内部的定时/计数器产生标准秒信号，并根据时间系统的进位原则进行加1调整实现。这种方式结构简单、成本低，精度可满足多数场合的需要 。
ZSC-1实验箱配置了简易电子钟所需的LCD1602液晶显示器、蜂鸣器、按键等外设，具体电路如图3.11.1所示。LCD1602用于电子钟的时间显示，其8位数据线连接单片机的P0口，使能端E和数据/命令寄存器选择端RS分别连接到单片机的P4.5、P4.6，读/写选择端RW固定接地，背光由单片机的P1.5控制，对比度通过VEE端所连10KΩ电位器进行调节。按键KX0~KX3分别连接到单片机的P3.2、P3.4、P3.5、P3.7，可用于选择电子钟的模式、设置当前时间及闹铃等。蜂鸣器由单片机的P1.0控制，可在闹铃、整点或按键操作时发出提示声。
三、实验内容和步骤
1、设计程序，实现电子钟的走时功能，初始时间为12:00:00。（代码略）
2、对程序1进行改进，通过按键KX0、KX1调节电子钟的时，通过按键KX2、KX3调节分（秒在调时或调分时自动清零）。程序代码如下所示：
//********************************头文件声明*************************
#include <reg51.h>
#include <string.h>
//*****************************特殊功能寄存器声明********************
sfr P4SW = 0xBB;
sfr P4 = 0xC0;
//*******************************数据类型定义************************
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
typedef struct
{
char Hour;
char Minute;
char Second;
} tsRTClock;
//**********************************口线声明*************************
#define LCD1602_DATA P0
sbit LCD1602_RS=P4^6;
sbit LCD1602_EN=P4^5;
sbit LCD1602_BL=P1^5;
sbit P32 = P3^2;
sbit P34 = P3^4;
sbit P35 = P3^5;
sbit P37 = P3^7;
sbit P10 = P1^0;
//******************************全局变量声明*************************
tsRTClock RTClock;
uint8 Timer50ms=0;
uint8 Key;
//******************************函数原型声明*************************
void SystemInit();
void LCD1602BLCtrl(uint8 OnOff);
void LCD1602CmdWrite(uint8 cmdByte);
void LCD1602DataWrite(uint8 DataByte);
void LCD1602Init();
void LCD1602ClrScr();
void LCD1602DispChar(uint8 Row, uint8 Col, char Char);
void LCD1602DispStr(uint8 Row, uint8 Col, char *Str);
void RTClockInit();
void RTClockAdj();
void RTClockAdj1();
void RTClockDisp();
void Delay(uint16 ms);
//*******************************中断服务函数************************
void T0ISR(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-45*1024)>>8; //设置50ms定时初值(对应晶振11.0592MHz)
TL0=(65536-45*1024)&0xFF;
if(++Timer50ms< 20 ) return; //20*50ms=1s
Timer50ms=0; //已满1s,Timer50ms清0
RTClockAdj() ; //时间调整，满1秒进入时间调整函数
}
//**************************独立键盘扫描函数*************************
uint8 ScanKey()
{
if(P32==1&&P34==1&&P35==1&P37==1)
return 0xFF; //无键按下时，返回0xFF
Delay(10); //延时消抖
if(P32==0) return 0; //KX0~KX3按下，分别返回0,1,2,3
if(P34==0) return 1;
if(P35==0) return 2;
if(P37==0) return 3;
return 0xFF; //无键按下时，返回0xFF
}
//*********************************主函数****************************
void main()
{
SystemInit(); //系统初始化
RTClockInit(); //时钟初始化
LCD1602ClrScr();
LCD1602DispStr(0, 0, "What time is it?"); //首行显示提示信息
while(1)
{
Delay(500);
RTClockAdj1();
RTClockDisp();
//显示当前时间
}
}
//******************************系统初始化函数***********************
void SystemInit()
{
P4SW |= 0x70; //将P44-P46设为I/O口
TMOD=0x01; //T0用作定时器(方式1)
TH0=(65536-45*1024)>>8; //设置50ms定时初值(对应晶振11.0592MHz)
TL0=(65536-45*1024)&0xFF;
TR0=1; //启动T0
ET0=1; //允许T0中断
EA=1;
LCD1602BLCtrl(0); //背光点亮
LCD1602Init(); //LCD1602初始化
}
//****************************LCD1602背光控制函数********************
void LCD1602BLCtrl(uint8 OnOff) //0:背光点亮,1:背光熄灭
{
LCD1602_BL=OnOff ;
}
//*****************************LCD1602写命令函数*********************
void LCD1602CmdWrite(uint8 cmdByte)
{
uint16 i;
for(i=100;i;i--); //适当延时(取代忙状态检测)
LCD1602_RS=0;
LCD1602_EN=1;
LCD1602_DATA=cmdByte; //发送命令字节
LCD1602_EN=0;
}
//*****************************LCD1602写数据函数*********************
void LCD1602DataWrite(uint8 DataByte)
{
uint16 i;
for(i=100;i;i--); //适当延时(取代忙状态检测)
LCD1602_RS=1;
LCD1602_EN=1;
LCD1602_DATA=DataByte; //发送数据字节
LCD1602_EN=0;
}
//*****************************LCD1602初始化函数*********************
void LCD1602Init()
{
LCD1602_EN=0;
LCD1602CmdWrite(0x38); //8位总线方式,两行显示,5*7点阵
LCD1602CmdWrite(0x0C); //LCD显示开,无光标
LCD1602CmdWrite(0x06); //写入一个数据字节后地址计数器自动加1
}
//******************************LCD1602清屏函数**********************
void LCD1602ClrScr()
{
LCD1602CmdWrite(0x01); //发送清屏命令
Delay(8);
}
//****************************LCD1602字符显示函数********************
void LCD1602DispChar(uint8 Row, uint8 Col, char Char)
{
if(Row) //若Row=1，执行下面程序
Col |= 0x40; //显示第二行时DDRAM地址从40H开始
Col |= 0x80; //拼为DDRAM地址设置命令
LCD1602CmdWrite(Col); //发送DDRAM地址
LCD1602DataWrite(Char); //发送ASCII码
}
//***************************LCD1602字符串显示函数*******************
void LCD1602DispStr(uint8 Row, uint8 Col, char *Str)
{
if(Row)
Col |= 0x40; //显示第二行时DDRAM地址从40H开始
Col |= 0x80; //拼为DDRAM地址设置命令
LCD1602CmdWrite(Col); //发送DDRAM地址
while(*Str) //知道找到结束符，否则继续发送Ascll码
LCD1602DataWrite(*Str++); //连续发送每个字符的ASCII码
}
//******************************电子钟初始化函数*********************
void RTClockInit()
{
RTClock.Hour=12; //默认从12:00:00开始走时
RTClock.Minute=0;
RTClock.Second=0;
}
//*****************************电子钟时间键盘调整函数********************
void RTClockAdj1()
{
Key=ScanKey();
if(Key==0xFF) Delay (1);
while(ScanKey()!=0xFF);
if(Key==0)
{
if(++RTClock.Hour<24)
{
RTClock.Second=0;
return;
}
RTClock.Hour=0; //KX0按下
}
if(Key==1)
{
if(--RTClock.Hour>0)
{
RTClock.Second=0;
return;
}
RTClock.Hour=24 //KX1按下
}
if(Key==2)
{
if(++RTClock.Minute<60)
{
RTClock.Second=0;
return;
}
RTClock.Minute=0; //KX2按下
}
if(Key==3)
{
if(--RTClock.Minute>0)
{
RTClock.Second=0;
return;
}
RTClock.Minute=24; //KX3按下
}
}
//*****************************电子钟时间调整函数********************
void RTClockAdj()
{
if(++RTClock.Second<60) return;
RTClock.Second=0;
if(++RTClock.Minute<60) return;
RTClock.Minute=0;
if(++RTClock.Hour<24) return;
RTClock.Hour=0;
}
//*****************************电子钟显示更新函数********************
void RTClockDisp()
{
if(RTClock.Hour>=10)
LCD1602DispChar(1,4,0x30+RTClock.Hour/10); //显示Hour的十位
else
LCD1602DispChar(1,4,' '); //Hour的十位为0则隐去
LCD1602DispChar(1,5,0x30+RTClock.Hour%10); //显示Hour的个位
LCD1602DispChar(1,6,':');
LCD1602DispChar(1,7,0x30+RTClock.Minute/10); //显示Minute的十位
LCD1602DispChar(1,8,0x30+RTClock.Minute%10); //显示Minute的个位
LCD1602DispChar(1,9,':');
LCD1602DispChar(1,10,0x30+RTClock.Second/10); //显示Second的十位
LCD1602DispChar(1,11,0x30+RTClock.Second%10); //显示Second的个位
}
//******************************软件延时函数*************************
void Delay(uint16 ms)
{
uint16 i;
do{
for(i=700;i;i--); //以1ms为延时单位
} while(--ms);
}
//********************************程序结束***************************
