全功能數(shù)字電子鐘(C51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā))
一、設(shè)計目的：
通過單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計與調(diào)試過程，鞏固課程所學(xué)理論知識，初步了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的方法。
二、設(shè)計要求：
設(shè)計一個以AT89S51單片機(jī)為核心的數(shù)字電子鐘控制器，實現(xiàn)電子鐘的時間、日期交替顯示、鬧鐘功能，并可通過按鈕開關(guān)或鍵盤切換顯示內(nèi)容、調(diào)整參數(shù)、設(shè)置鬧鐘，在單片機(jī)實驗板上模擬調(diào)試實現(xiàn)控制器的功能。具體設(shè)計要求如下：
1.開機(jī)自檢，檢查相關(guān)接口及數(shù)碼管顯示器、指示燈、蜂鳴器等外設(shè)是否正常。
2.8位數(shù)碼管顯示器平常以一定的時間間隔、合適的格式顯示時間和日期信息，時間顯示時、分、秒;日期顯示年(2000~2099)、月、日;設(shè)置鬧鐘功能時顯示時、分、開/關(guān)狀態(tài)。
3.可通過按鍵設(shè)定時間、日期、鬧鐘等參數(shù)、手動切換顯示。按鍵可用獨(dú)立式按鍵或行列式鍵盤實現(xiàn)。設(shè)定參數(shù)過程有合適的方式指示當(dāng)前可修改的內(nèi)容。
4.對開關(guān)量輸入進(jìn)行軟件消抖動處理，參數(shù)的設(shè)定有容錯處理，如：小時不能超過23，日期中每月最大天數(shù)、閏年等。
5.用Protel設(shè)計可實現(xiàn)上述功能的控制器的原理圖(最小應(yīng)用系統(tǒng))。
擴(kuò)展功能(選做)：
1.可設(shè)置多次鬧鐘。
2.顯示星期功能。
3.參數(shù)設(shè)定過程中，較長時間無操作，則自動恢復(fù)為正常顯示方式。。
4.其它自選的擴(kuò)展功能。
三、總體方案設(shè)計及說明
總體功能框圖：
硬件：
8個LED采用動態(tài)掃描以節(jié)約驅(qū)動成本;
走時采用內(nèi)部T0計時中斷;
4x4矩陣鍵盤掃描采用線反轉(zhuǎn)法，以中斷掃描計數(shù)防止抖動;
……
軟件：
采用C語言實現(xiàn)。
四、系統(tǒng)資源分配說明(接口、存儲器分配)
1.接口：
89S51的P1口接8個LED小燈;
89S51的P3_2接蜂鳴器(低電平鳴響);
外擴(kuò)一片8255：
89S51單片機(jī)的P0口是低8位地址與數(shù)據(jù)復(fù)用的，現(xiàn)在我們用74HC373分離出地址，89S51高位地址的P2_0(A8)接8255的片選端(/CS), 低位地址Q1Q0(A1A0)與8255的A1A0連接，數(shù)據(jù)位P0_7~P0_0分別接8255的D_7~D_0。 以此得到的8255端口的地址分別為：
PA：xxxxxxx0 xxxxxx00取0x0fefc; PB：xxxxxxx0 xxxxxx01取0x0fefd;
PC：xxxxxxx0 xxxxxx10取0x0fefd; CTL：xxxxxxx0 xxxxxx11取0x0feff;
8255的PA口控制LED數(shù)碼管的8個顯示段;PB口分別接8個LED數(shù)碼管的共陽極;
PC口分別接4x4矩陣鍵盤的行線和列線。
2.存儲分配：
struct{ //鬧鐘時、分、秒 ，共設(shè)6個鬧鐘(初始狀態(tài)默認(rèn)：00-00-F1)
uchar hour;
uchar minute;
uchar isON;
}alarm[6]={{0,0,0}};
uchar hour=12,minute=0,second=0;//時、分、秒
uchar temp_second; //用于立即切換顯示時間/日期
uint year=2011;// 年
uchar month=12;// 月
uchar day=1; // 日
uchar week=6;// 星期
uchar Mdays[]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};//各月天數(shù)
uchar alarm_isON=1; //鬧鐘總開關(guān)
uchar alarm_station=0; //鬧鐘狀態(tài)
uchar ano; //鬧鐘號(當(dāng)前時間到的鬧鐘號)
uchar start_minute;//開始響鈴的時間(也就是所定鬧鐘的時間)
uint count_ms25=0; //軟件計數(shù)器(計數(shù)40個25毫秒達(dá)1s)
uchar show_model=0; // 顯示模式：[0]切換顯示時間/日期 [1]切換顯示日期/時間
const uchar fixtime=0x00;//時間修正量
uchar key=0xff;//獲得的當(dāng)前鍵值
uchar last_key=0xff; //最后一次掃描到的按鍵(非0xff)
uchar key_count=0;//掃描到同一按鍵的次數(shù)
uchar Edown=0; //鬧鐘開關(guān)鍵是否按下
uchar led_buf[8]={24,24,24,24,24,24,24,24}; //時間日期顯示緩沖區(qū)
uchar code led_table1[]={0x0c0,0x0f9,0x0a4,0x0b0, 0x99,0x92,0x82,0x0f8,0x80,0x90,
0x88,0x83,0x0C6,0x0a1,0x86,0x8e,0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,
0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e,0x7f,0x0bf,0xff};//數(shù)碼管段碼
uchar code KBTable[] = {'1','2','3','F','4','5','6','E','7','8','9','C','0','A','B','D'};//鍵值(可有可無)
五、軟件流程圖及說明
1.流程圖：
2.主要程序段說明：
(1)顯示：
動態(tài)顯示：即各位數(shù)碼管輪流點亮，對于顯示器各位數(shù)碼管，每隔一段延時時間循環(huán)點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但須保證掃描速度足夠快，人的視覺暫留功能才可察覺不到字符閃爍。顯示器的亮度與導(dǎo)通電流、點亮?xí)r間及間隔時間的比例有關(guān)。調(diào)整參數(shù)可以實現(xiàn)較高穩(wěn)定度的顯示。動態(tài)顯示節(jié)省了驅(qū)動和I/O口，降低了能耗。
void LED_show(uchar buf[])
{
uchar i,num,pLED=0x80;
for(i=0;i<8;i++)
{
num=buf[i];
PA=led_table1[num]; /*送字段碼*/
PB=pLED; /*送字位碼*/
pLED>>=1; /*右移一位*/
Delay(1); /*延時*/
}
}
(2)鍵盤(本次設(shè)計對下面兩種掃描方式都進(jìn)行了實現(xiàn))：
a. 行掃描法：依次從第一至最末行線上發(fā)出低電平信號, 如果該行線所連接的鍵沒有按下的話, 則列線所接的端口得到的是全“1”信號, 如果有鍵按下的話, 則得到非全“1”信號。
/*鍵盤掃描(行掃描法，延時消抖)********************************************************
uchar code KBTable[] = {
0xEE,'1',0xDE,'4',0xBE,'7',0x7E,'0',
0xED,'2',0xDD,'5',0xBD,'8',0x7D,'A',
0xEB,'3',0xDB,'6',0xBB,'9',0x7B,'B',
0xE7,'F',0xD7,'E',0xB7,'C',0x77,'D',
0x00,0xff};
uchar Get_key(void); // 獲取最終鍵值
{ uchar i;
uchar line, row, k_value;
static uchar lastkey=0xff;
CTL=0x88; //CH輸入，CL輸出 10001000
PC=PC & 0xf0; // PC0～PC3輸出0 , 輸入PC4～ PC7(默認(rèn)1無鍵按下)
if ((PC & 0xf0) == 0xf0)
{
lastkey=0xff;
return 0xff; //無鍵按下
}
row = PC;
Delay(4); //延時，消除抖動
if (row != PC)
{
lastkey=0xff;
return 0xff; //判為抖動
}
line=0xFE;
for (i=0;i<4;i++)
{ PC = line; //輸出掃描信號
row=PC; //讀鍵盤口
if ((row & 0xf0) != 0xf0)
break;
line=(line<<1)+1;
}
if (i==4)
{ lastkey=0xff; return 0xff; }
k_value = (row & 0xf0) | (line & 0x0f) ;
for (i=0; i<32; i+=2)
if (k_value == KBTable[i])
break;
if(lastkey==KBTable[i+1])
return 0xff;
lastkey=KBTable[i+1];
return KBTable[i+1];
}
b.線反轉(zhuǎn)法：線反轉(zhuǎn)法也是識別閉合鍵的一種常用方法, 該法比行掃描速度快, 但在硬件上要求行線與列線外接上拉電阻。先將行線作為輸出線, 列線作為輸入線, 行線輸出全“0”信號, 讀入列線的值, 那么在閉合鍵所在的列線上的值必為0;然后從列線輸出全“0”信號，再讀取行線的輸入值，閉合鍵所在的行線值必為 0。這樣,當(dāng)一個鍵被按下時, 必定可讀到一對唯一的行列值。再由這一對行列值可以求出閉合鍵所在的位置。
//一次鍵盤掃描(線反轉(zhuǎn)法，中斷掃描計數(shù)去抖)*********************************************************
uchar code KBTable[] = {'1','2','3','F','4','5','6','E','7','8','9','C','0','A','B','D'};
//key_index 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
uchar key_scan(void) //返回 '0','1','2'...'E','F',0xff
{ uchar key_index,temp=0;
CTL=0x88; //CH輸入，CL輸出 10001000
PC=PC & 0xf0; //將低四位置0
if(PC!=0xF0) //判斷按鍵是否按下 如果按鈕按下 會拉低CH其中的一個端口
{
temp=PC; //讀PC口
temp=temp&0xf0; //屏蔽低四位
temp=~((temp>>4)|0xf0); // 高四位取反值 ~(1111****)
if(temp==1) // pC.4 被拉低 1110 第一行
key_index=0;
else if(temp==2) // PC.5 被拉低 1101 第二行
key_index=4;
else if(temp==4) // PC.6 被拉低 1011 第三行
key_index=8;
else if(temp==8) // PC.7 被拉低 0111 第四行
key_index=12;
else //沒有鍵按下
return 0xff;
CTL=0x81; //CL輸入，CH輸出 10000001
PC=PC & 0xf0; //CH輸出0000 初始： 00001111 若有鍵按下，根據(jù)低4位哪一位被拉低確定第二維坐標(biāo)
temp=PC; //讀PC口
temp=temp&0x0f;
temp=~(temp|0xf0); // 低四位取反值 ~(1111****)
if(temp==1) //PC.0 被拉低 1110 第一列
key_index+=0;
else if(temp==2) //PC.1 被拉低 1101 第二列
key_index+=1;
else if(temp==4) //PC.2 被拉低 1011 第三列
key_index+=2;
else if(temp==8) //PC.3 被拉低 0111 第四列
key_index+=3;
else //沒有鍵按下
return 0xff;
return KBTable[key_index];
}
else return 0xff;
}
c.消抖方法：
(1)硬件消抖法：就是在鍵盤中附加去抖動電路，從根上消除抖動產(chǎn)生的可能性。右圖所示電路實際上是由R-S觸發(fā)器構(gòu)成的單脈沖電路。當(dāng)按鈕開關(guān)按下時Q端輸出低電平，當(dāng)開關(guān)松開時Q端恢復(fù)高電平，即輸出一個負(fù)脈沖，以此消除抖動。
(2)軟件消抖法：鍵按下的時間與操作者的按鍵動作有關(guān)，約為十分之幾到幾秒不等。而鍵抖動時間與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms不等。軟件消抖法即是采用延時(一般延時10～20ms)的方法，以避開按鍵的抖動，即在按鍵已穩(wěn)定地閉合或斷開時才讀出其狀態(tài)。
(3)定時中斷掃描計數(shù)消抖法：把掃描函數(shù)放在定時中斷里調(diào)用，掃描有鍵值則保存至kast_key并計數(shù)(key_count++)，下次中斷時再掃描，鍵值與上次相同則計數(shù)累加，若鍵值不同則計數(shù)從1開始，……，直到相同的鍵值被計數(shù)>=6，則認(rèn)為該鍵按下。
假設(shè)1s最快可以按5下，則每下約持續(xù)200ms, 每次25ms中斷時就掃描一次鍵盤，在這8次(或更多)里若有6次以上檢測到有同一鍵則判為有效鍵。
uchar Get_key(void)//返回 '0','1','2'...'E','F',0xff
{
if(key_count>=6)
{
key_count=0;
return last_key;
}
else return 0xff;
}
(3)中斷服務(wù)子程序
/*25ms中斷子函數(shù)**********************************************************************/
void Time_over(void) interrupt 1 using 2
{
uchar key_temp;
TH0 = 0x0A6; //晶振頻率11.0592MHz下，定時25ms的計數(shù)初值
TL0 = 0x00+fixtime;//(2^16-X)*(12*1/11.0592)=25ms; -->X=42496=A600H
count_ms25++;
if(count_ms25>=40) //達(dá)到1秒
{
DateTime_change(); //走時更新時分秒等
count_ms25=0;
}
//每次25ms中斷就掃描一次按鍵
key_temp=key_scan();
if((last_key==0xff)&&(key_temp!=0xff))
{
last_key=key_temp;
key_count++;
}
else
{
if(key_temp==last_key)
{key_count++;}
else
if(key_temp!=0xff){last_key=key_temp;key_count=1;}
}
}
六、系統(tǒng)功能與操作說明;
1.系統(tǒng)功能：
時間、日期(包括星期)、鬧鐘顯示及其設(shè)置;
支持6個鬧鐘，可設(shè)置鬧鐘總開關(guān)及分開關(guān);
完善的設(shè)置容錯處理;
可自動/手動切換時間/日期顯示模式;
設(shè)置位閃爍標(biāo)識;
設(shè)置過程30s無操作，自動恢復(fù)為正常顯示方式;
4x4矩陣鍵盤掃描采用線反轉(zhuǎn)法，以中斷掃描計數(shù)去抖;
開機(jī)自檢功能;
......
2.顯示格式說明：
時間顯示：12-30-02 12時-30分-02秒
日期顯示：11.01.01-6 2011年01月01日-星期六
鬧鐘設(shè)置顯示：-123456- 等待選擇要設(shè)置的鬧鐘號
06-00-E1 定時在06:00，鬧鐘1開(E開，F(xiàn)關(guān))
鬧鐘總開關(guān)：時間顯示時最后一位小數(shù)點亮代表總開，否則為關(guān).
3.鍵盤操作說明：
(1)數(shù)字鍵“0”~“9”，用于設(shè)置時輸入時間和日期，正常工作時無效。
(2)“時間設(shè)置”、“日期設(shè)置”、“鬧鐘設(shè)置”，用于進(jìn)入相應(yīng)功能的設(shè)置狀態(tài)。
(3)“鬧鐘開關(guān)”在鬧鐘設(shè)置狀態(tài)時，用于設(shè)置當(dāng)前鬧鐘開或關(guān)，正常工作時，用于手動關(guān)鬧鈴的聲音和設(shè)置鬧鐘總開關(guān)。
(4)“確認(rèn)”用于設(shè)置參數(shù)的確認(rèn)，并檢查參數(shù)是否合理，如果符合要求，則參數(shù)有效;否則本次修改無效，保持原值。正常工作情況下按該鍵無操作。
(5)“顯示切換”用于正常工作時手動切換時間、日期的顯示。
七、調(diào)試記錄(主要問題及解決方法)
1.在寫設(shè)置模塊特別是容錯處理時比較耗時，要求對各個細(xì)節(jié)都進(jìn)行仔細(xì)地調(diào)試，修修改改在所難免，都是些小問題，略過;
2.在實現(xiàn)功能模塊的相互任意跳轉(zhuǎn)時，起初只是直接調(diào)用功能入口函數(shù)fun_key()，出現(xiàn)遞歸調(diào)用的警告，因為要堆棧保護(hù)現(xiàn)場，而在任意跳轉(zhuǎn)時多次遞歸調(diào)用必然會空間不足(即使通過reenstrant也不妥，也是這個問題)，這樣就有可能會造成數(shù)據(jù)覆蓋使系統(tǒng)不穩(wěn)定。對此，我在主函數(shù)里采用以下方法避免遞歸調(diào)用：
while(1)
{
Show_control();
alarm_scan();
key=Get_key();
while(key=='A'||key=='B'||key=='C') fun_key(); //功能跳轉(zhuǎn)(可避免遞歸調(diào)用的處理)
fun_key();
}
3.在鍵盤的實驗過程中，我?guī)缀鯂L試了所有的鍵盤處理方法，包括行掃描法、線反轉(zhuǎn)法、延時消抖、定時中斷掃描計數(shù)消抖……其間曾導(dǎo)致LED動態(tài)刷新速度不足，閃爍嚴(yán)重，把LED_show()里的Delay(8)改為Delay(1)即可;條件key_count>=6判為有效也是針對我自己的程序根據(jù)實際情況調(diào)試得出的經(jīng)驗值。
聽說有一種類似的按鍵掃描，可以很方便識別出短按、短按抬起、長按、長按抬起共4種按鍵動作，大概思路如下：
用定時器中斷2mS掃描一次，如果按鍵被按下則計數(shù)累加，否則計數(shù)清零并記按鍵抬起動作。
1、累加到5次(10mS完成消斗)認(rèn)為是短按;
2、累加超過5次且小于500次(1秒)，并已產(chǎn)生按鍵抬起動作，認(rèn)為是短按抬起;
3、累加超過500次，認(rèn)為是長按;
4、累加超過500次，并已產(chǎn)生按鍵抬起動作，認(rèn)為是長按抬起。
據(jù)此方法，我小試了下牛刀，具體實現(xiàn)未果，有空再試。
八、課程設(shè)計總結(jié)
其實以前就用Freescale單片機(jī)寫過一個帶溫度顯示和鬧鐘的數(shù)字時鐘，只是實現(xiàn)走時、溫度采集和鍵盤的基本功能，未考慮日期、容錯處理、功能的完善性等細(xì)節(jié)問題。這次原打算嘗試改用匯編實現(xiàn)，但后來迫于形式，時間有限，只好先用C頂著，也算是對這一類小產(chǎn)品的改進(jìn)與完善吧。
至于時間的精確性，如果只用晶振是很難做到精確的，即使嵌入?yún)R編精確計算或者調(diào)出一個最佳的時間偏差量、偏差函數(shù)，也難以確保其精確性，畢竟每個晶振的振蕩頻率與標(biāo)稱值存在誤差也會老化。所以這里我沒有做這方面的工作，目前普遍的做法是外接一個時鐘芯片，比如說DS1302，價格也不貴。
九、附錄：
1.Protel繪制的最小系統(tǒng)板原理圖：
2.程序清單及詳細(xì)注釋
/*****************************************************
描述:
全功能數(shù)字電子鐘
作者：Estrong 2011.12.12寫于福建工程學(xué)院.
平臺：Atmel 89S51 單片機(jī)
實現(xiàn)功能：
時間、日期(包括星期)、鬧鐘及其設(shè)置;
支持6個鬧鐘，可設(shè)置鬧鐘總開關(guān)及分開關(guān);
完善的設(shè)置容錯處理;
可自動/手動切換時間/日期顯示模式;
設(shè)置位閃爍標(biāo)識;
設(shè)置過程30s無操作，自動恢復(fù)為正常顯示方式;
4x4矩陣鍵盤掃描采用線反轉(zhuǎn)法，以中斷掃描計數(shù)去抖;
開機(jī)自檢功能;
......
******************************************************/
#include
#include
#define PA XBYTE[0x0fefc]
#define PB XBYTE[0x0fefd]
#define PC XBYTE[0x0fefe]
#define CTL XBYTE[0x0feff]
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//PA、PB、PC、CTL分別為8255的控制口
sbit P3_2=P3^2; //蜂鳴器引腳定義
struct{ //鬧鐘時、分、秒 ，共設(shè)6個鬧鐘(初始狀態(tài)默認(rèn)：00-00-F1)
uchar hour;
uchar minute;
uchar isON;
}alarm[6]={{0,0,0}};
uchar hour=12,minute=0,second=0;//時、分、秒
uchar temp_second; //用于立即切換顯示時間/日期
uint year=2011;// 年
uchar month=12;// 月
uchar day=1; // 日
uchar week=6;// 星期
uchar Mdays[]={0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};//各月天數(shù)
uchar alarm_isON=1; //鬧鐘總開關(guān)
uchar alarm_station=0; //鬧鐘狀態(tài)
uchar ano; //鬧鐘號(當(dāng)前時間到的鬧鐘號)
uchar start_minute;//開始響鈴的時間(也就是所定鬧鐘的時間)
uint count_ms25=0; //軟件計數(shù)器(計數(shù)40個25毫秒達(dá)1s)
uchar show_model=0; // 顯示模式：[0]切換顯示時間/日期 [1]切換顯示日期/時間
const uchar fixtime=0x00;//時間修正量
uchar key=0xff;//獲得的當(dāng)前鍵值
uchar last_key=0xff; //最后一次掃描到的按鍵(非0xff)
uchar key_count=0;//掃描到同一按鍵的次數(shù)
uchar Edown=0; //鬧鐘開關(guān)鍵是否按下
uchar led_buf[8]={24,24,24,24,24,24,24,24}; //時間日期顯示緩沖區(qū)
uchar code led_table1[]={0x0c0,0x0f9,0x0a4,0x0b0, 0x99,0x92,0x82,0x0f8,0x80,0x90,0x88,0x83,0x0C6,0x0a1,0x86,0x8e,0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e,0x7f,0x0bf,0xff};
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. A. B. C. D. E. F. . - 全滅
// 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
/*函數(shù)聲明*****************************************************************************/
void Init(void); //初始化
void fun_key(void); // 相應(yīng)按鍵功能入口
void test(void); // 開機(jī)自檢
void LED_show(uchar buf[]);// 8個數(shù)碼管動態(tài)顯示
void Show_time(void);// 時間送緩存
void Show_date(void); // 日期送緩存
void Show_alarm(uchar i);// 鬧鐘送緩存
uchar IsLeapYear(uint y); // 判斷閏年
void Update_Feb(void);// 更新2月天數(shù)
void Show_control(void);// 時間日期切換顯示控制
void DateTime_change(void);//走時改變時間和日期
void Delay(uchar k);// 延時約：60μs×k
uchar key_scan(void);// 鍵盤掃描(一次)
uchar Get_key(void); // 獲取最終鍵值
void alarm_scan(void);// 鬧鐘掃描與響鈴
void set_time(void);// 設(shè)置時間
void set_date(void);// 設(shè)置日期
void set_alarm(void);// 設(shè)置鬧鐘
/*主函數(shù)*****************************************************************************/
main()
{
Init();
Update_Feb(); //初始時更新2月天數(shù)
while(1)
{
Show_control();
alarm_scan();
key=Get_key();
while(key=='A'||key=='B'||key=='C') fun_key(); //功能跳轉(zhuǎn)(可避免遞歸調(diào)用的處理)
fun_key();
}
}
/*鍵盤功能入口********************************************************************/
void fun_key(void)
{
switch(key)
{
case 'A': //按'A'鍵 設(shè)置時間
set_time();
break;
case 'B': //按'B'鍵 設(shè)置日期
set_date();
break;
case 'C': //按'C'鍵 設(shè)置鬧鐘
set_alarm();
break;
case 'E': //按'D'鍵 鬧鐘總開關(guān)，時間模式下最后一位小數(shù)點亮代表總開，否則為關(guān)
if(alarm_isON==0) alarm_isON=1;
else alarm_isON=0;
break;
case 'F': //按'F'鍵 時間/日期切換顯示
show_model++;
if(show_model>1) show_model=0;
temp_second=0;
break;
default:break;
}
}
/*初始化************************************************************************/
void Init(void)
{
int i;
for(i=0;i<400;i++) Delay(8); /*硬件準(zhǔn)備工作*/
CTL=0x80; /*8255控制字 方式0 ABC口皆設(shè)為輸出*/
//計數(shù)器初始化：
TMOD=0x01; //GATE0=0,C/T=0,M1M0=01
TH0 = 0x0A6;//晶振頻率11.0592MHz下，定時25ms的計數(shù)初值
TL0 = 0x00+fixtime; //(2^16-X)*(12*1/11.0592)=25ms; -->X=42496=A600H
test(); //開機(jī)自檢
TR0=1; //啟動T0計數(shù)
IE=0x82; //開放TF0中斷
}
/*開機(jī)自檢**********************************************************************/
void test(void)
{
uchar i,j,num,pLED=0x80;
P3_2=0;
for(i=0;i<10;i++)Delay(250);
P3_2=1;
for(i=0;i<8;i++)
{
num=led_buf[i];
PA=led_table1[num]; /*送字段碼*/
PB=pLED; /*送字位碼*/
for(j=1;j<=5;j++)Delay(250);
pLED>>=1; /*右移一位*/
Delay(10); /*延時*/
}
}
/*LED顯示****************************************************************************/
void LED_show(uchar buf[]) //死循環(huán)里一般都要放該函數(shù)
{
uchar i,num,pLED=0x80;
for(i=0;i<8;i++)
{
num=buf[i];
PA=led_table1[num]; /*送字段碼*/
PB=pLED; /*送字位碼*/
pLED>>=1; /*右移一位*/
Delay(1); /*延時*/
}
}
/*更新顯示緩存************************************************************************/
/*時間送緩存(12-00-00 時-分-秒)*/
void Show_time(void)
{
if(alarm_isON==0) led_buf[7]=second%10;
else led_buf[7]=second%10+16;//鬧鐘開時間最后一位顯示有小數(shù)點
led_buf[6]=second/10;
led_buf[5]=33;
led_buf[4]=minute%10;
led_buf[3]=minute/10;
led_buf[2]=33;
led_buf[1]=hour%10;
led_buf[0]=hour/10;
}
/*日期送緩存(11.01.01-6，11年01月01日星期六)*/
void Show_date(void)
{ uint year_temp=year%100;
led_buf[1]=year_temp%10+16;
led_buf[0]=year_temp/10;
led_buf[3]=month%10+16;
led_buf[2]=month/10;
led_buf[5]=day%10;
led_buf[4]=day/10;
led_buf[6]=33;
led_buf[7]=week;
}
/*日期送緩存(2011.01.01，沒有星期)
void Show_date()
{ uint year_temp=year;
led_buf[3]=year_temp%10+16;
year_temp=year_temp/10;
led_buf[2]=year_temp%10;
year_temp=year_temp/10;
led_buf[1]=year_temp%10;
year_temp=year_temp/10;
led_buf[0]=year_temp;
led_buf[5]=month%10+16;
led_buf[4]=month/10;
led_buf[7]=day%10;
led_buf[6]=day/10;
}
*/
/*鬧鐘顯示送緩存(06-00-E1 鬧鐘1開，定時在06:00)*/
void Show_alarm(uchar i)
{
led_buf[7]=i;
if(alarm[i].isON) //鬧鐘開L6顯示'E'
led_buf[6]=14;
else led_buf[6]=15; //鬧鐘關(guān)L6顯示'F'
led_buf[5]=33;
led_buf[4]=alarm[i].minute%10;
led_buf[3]=alarm[i].minute/10;
led_buf[2]=33;
led_buf[1]=alarm[i].hour%10;
led_buf[0]=alarm[i].hour/10;
}
/*判斷是否為閏年************************************************************************/
uchar IsLeapYear(uint y)
{
if( (y%4==0)&&(y%100!=0)||(y%400==0) )
return 1;
else
return 0;
}
/*更新2月天數(shù)**************************************************************************/
void Update_Feb(void)
{
if(IsLeapYear(year)) Mdays[2]=29; //閏年2月29天
else Mdays[2]=28; //平年2月28天
}
/*顯示控制(時間日期切換顯示)************************************************************/
void Show_control(void)
{
if(show_model==0)
{
if(temp_second/10%2==0) Show_time(); //切換模式：每隔10秒切換顯示時間/日期
else Show_date();
}
else //if(show_model==1)
{
if(temp_second/10%2==0) Show_date(); //切換模式：每隔10秒切換顯示日期/時間
else Show_time();
}
LED_show(led_buf);
}
/*走時改變時間和日期**********************************************************************/
void DateTime_change(void) //放中斷，達(dá)1秒后執(zhí)行
{
second++;temp_second++;
if(second>=60)
{minute++;second=0;}
if(temp_second>=60)
{temp_second=0;}
if(minute>=60)
{hour++;minute =0;}
if(hour>=24)
{day++;hour=0;week++;if(week>7) week=1;}
if(day>Mdays[month])
{month++;day=1;}
if(month>12)
{year++;month=1;Update_Feb();} //年份改變時更新2月天數(shù)
}
/*延時約：60μs×k ******************************************************************/
void Delay(uchar k)
{ uchar i;
while((k--)!=0)
for(i=0;i<25;i++);
}
/*鍵盤掃描(行掃描法，延時消抖)********************************************************
uchar code KBTable[] = {
0xEE,'1',0xDE,'4',0xBE,'7',0x7E,'0',
0xED,'2',0xDD,'5',0xBD,'8',0x7D,'A',
0xEB,'3',0xDB,'6',0xBB,'9',0x7B,'B',
0xE7,'F',0xD7,'E',0xB7,'C',0x77,'D',
0x00,0xff};
uchar Get_key(void); // 獲取最終鍵值
{ uchar i;
uchar line, row, k_value;
static uchar lastkey=0xff;
CTL=0x88; //CH輸入，CL輸出 10001000
PC=PC & 0xf0; // PC0～PC3輸出0 , 輸入PC4～ PC7(默認(rèn)1無鍵按下)
if ((PC & 0xf0) == 0xf0)
{
lastkey=0xff;
return 0xff; //無鍵按下
}
row = PC;
Delay(4); //延時，消除抖動
if (row != PC)
{
lastkey=0xff;
return 0xff; //判為抖動
}
line=0xFE;
for (i=0;i<4;i++)
{ PC = line; //輸出掃描信號
row=PC; //讀鍵盤口
if ((row & 0xf0) != 0xf0)
break;
line=(line<<1)+1;
}
if (i==4)
{ lastkey=0xff; return 0xff; }
k_value = (row & 0xf0) | (line & 0x0f) ;
for (i=0; i<32; i+=2)
if (k_value == KBTable[i])
break;
if(lastkey==KBTable[i+1])
return 0xff;
lastkey=KBTable[i+1];
return KBTable[i+1];
}
*/
//獲取最終鍵值*********************************************************
uchar Get_key(void)//返回 '0','1','2'...'E','F',0xff
{
if(key_count>=6) //假設(shè)1s最快可以按5下，則每下約持續(xù)200ms, 每次25ms中斷時就掃描一次鍵盤，在這8次(或更多)里若有六次以上檢測到有同一鍵則判為有效鍵。
{
key_count=0;
return last_key;
}
else return 0xff;
}
//一次鍵盤掃描(線反轉(zhuǎn)法，要求行列都要有上拉電阻，中斷掃描計數(shù)去抖)*********************************************************
uchar code KBTable[] = {'1','2','3','F','4','5','6','E','7','8','9','C','0','A','B','D'};
//key_index 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
uchar key_scan(void) //返回 '0','1','2'...'E','F',0xff
{ uchar key_index,temp=0;
CTL=0x88; //CH輸入，CL輸出 10001000
PC=PC & 0xf0; //將低四位置0
if(PC!=0xF0) //判斷按鍵是否按下 如果按鈕按下 會拉低CH其中的一個端口
{
temp=PC; //讀PC口
temp=temp&0xf0; //屏蔽低四位
temp=~((temp>>4)|0xf0); // 高四位取反值 ~(1111****)
if(temp==1) // pC.4 被拉低 1110 第一行
key_index=0;
else if(temp==2) // PC.5 被拉低 1101 第二行
key_index=4;
else if(temp==4) // PC.6 被拉低 1011 第三行
key_index=8;
else if(temp==8) // PC.7 被拉低 0111 第四行
key_index=12;
else //沒有鍵按下
return 0xff;
CTL=0x81; //CL輸入，CH輸出 10000001
PC=PC & 0xf0; //CH輸出0000 初始： 00001111 若有鍵按下，根據(jù)低4位哪一位被拉低確定第二維坐標(biāo)
temp=PC; //讀PC口
temp=temp&0x0f;
temp=~(temp|0xf0); // 低四位取反值 ~(1111****)
if(temp==1) //PC.0 被拉低 1110 第一列
key_index+=0;
else if(temp==2) //PC.1 被拉低 1101 第二列
key_index+=1;
else if(temp==4) //PC.2 被拉低 1011 第三列
key_index+=2;
else if(temp==8) //PC.3 被拉低 0111 第四列
key_index+=3;
else //沒有鍵按下
return 0xff;
return KBTable[key_index];
}
else return 0xff;
}
//鬧鐘掃描與響鈴*****************************************************************
void alarm_scan(void) //死循環(huán)里一般都要放該函數(shù)
{ uint i;
if(alarm_isON==0) alarm_station=0;//鬧鐘總開關(guān)
else // if((alarm_isON==1)
{ for(ano=0;ano<5;ano++)
{if((alarm[ano].isON==1)&&(hour==alarm[ano].hour)&&(minute==alarm[ano].minute))
{ start_minute=minute;
alarm_station=1;
break;
}
else alarm_station=0;
}
}
if(alarm_station==0)Edown=0;
while( (alarm_station==1)&&(Edown==0)&&(minute==start_minute) )
{ //鬧鐘開關(guān)鍵(E)被按下或者響過一分鐘就停
for(i=0;i<400;i++) /* 循環(huán)400次，嘀0.2秒鐘 */
{
P3_2=0; /* P3.4=0,晶體管導(dǎo)通 */
Delay(2); /* 調(diào)延時函數(shù)，延時500μs */
P3_2=1; /* P3.4=1,晶體管截止 */
Delay(2); /* 調(diào)延時函數(shù)，延時500μs */
P1=0x00;
}
P1=0xff;
for(i=0;i<=50;i++) //延時作用
{
Show_control();
key=Get_key();
if(key=='E') {Edown=1;break;}
else continue;
}
Show_control();
key=Get_key();
if(key=='E') Edown=1;
else continue;
}
}
/*時間設(shè)置*****************************************************************/
void set_time(void)
{ uchar i,time1,count=0;
uchar key_buf[8];
time1=second;
Show_time();
for(i=0;i<8;i++) key_buf[i]=led_buf[i];
i=0;time1=second;
while(1)
{ if (time1!=second){count++;time1=second;}
if(count>=30) break; //長時間(30S，可變)無操作自動恢復(fù)正常顯示
if(i==2) i=3;
else if(i==5) i=6;
if(count_ms25<20) led_buf[i]=key_buf[i]; //當(dāng)前設(shè)置位閃爍(間隔0.5s)
else led_buf[i]=34;
key=Get_key();
if(key==0xff)
{LED_show(led_buf);alarm_scan();continue;}//沒有鍵按下
else count=0;
if(key>='0'&&key<='9')
{
if(i==0&&key>'2') i--; //輸入越界容錯處理
else if(i==1&&key_buf[0]==2&&key>'3') i--;
else if((i==3||i==6)&&key>'5') i--;
else key_buf[i]=key-'0';
led_buf[i]=key_buf[i];
i++;
if(i>=8) i=0;
}
else if(key=='D') //確定
{
hour=key_buf[0]*10+key_buf[1];
minute=key_buf[3]*10+key_buf[4];
second=key_buf[6]*10+key_buf[7];
break;
}
else break;
}
}
/*日期設(shè)置*****************************************************************/
void set_date(void)
{ uchar i,temp,time1,count=0;
uchar key_buf[8];
time1=second;
Show_date();
for(i=0;i<8;i++) key_buf[i]=led_buf[i];
i=0;
while(1)
{ if (time1!=second){count++;time1=second;}
if(count>=30) break; //長時間(30S，可變)無操作自動恢復(fù)正常顯示
if(i==6) i=7;
if(count_ms25<20) led_buf[i]=key_buf[i]; //當(dāng)前設(shè)置位閃爍(間隔0.5s)
else led_buf[i]=34;
key=Get_key();
if(key==0xff) //沒有鍵按下
{LED_show(led_buf);alarm_scan();continue;}
else count=0;
if((key>='0')&&(key<='9'))
{ if(i==0) key_buf[0]=key-'0';
else if(i==1) key_buf[1]=key-'0'+16;
else if(i==2) //月 輸入越界容錯處理 2:monthH
{
if(key>'1')i--;
else key_buf[2]=key-'0';
}
else if(i==3) //3:monthL
{
if(key_buf[2]==0)
{
if(key=='0') key_buf[3]=17; //最少01月
else key_buf[3]=key-'0'+16;
}
else
{
if(key_buf[2]==1&&key>'2') i--; //最多12月
else key_buf[3]=key-'0'+16;
}
}
//日 輸入越界容錯處理 4:dayH 5:dayL
else if(i==4)
{
if((key_buf[2]==0)&&((key_buf[3]-16)==2))
{
if(key>'2') i--; //2月dayH<=2
else key_buf[4]=key-'0';
}
else
{
if(key>'3') i--; //其它月份dayH<=3
else key_buf[4]=key-'0';
}
}
else if(i==5)
{
if((key_buf[2]==0)&&((key_buf[3]-16)==2))
{
if( !IsLeapYear(year/100*100+key_buf[0]*10+key_buf[1]-16) ) //若設(shè)置年份為平年
{
if((key_buf[4]==2)&&(key=='9')) i--; //2月dayL<=2
else key_buf[5]=key-'0';
}
else key_buf[5]=key-'0';
}
else
{
temp=Mdays[key_buf[2]*10+key_buf[3]-16]%10;
if( (key_buf[4]==3) && (key>('0'+temp)) ) i--; //其它月份dayL<=3
else key_buf[5]=key-'0';
}
if((key_buf[4]==0)&&(key_buf[5]==0))
key_buf[5]=17; //最少01日
}
else // if(i==7) 星期容錯處理
{
if(key>'7') i--;
else if(key=='0') key_buf[7]=1;
else key_buf[7]=key-'0';
}
led_buf[i]=key_buf[i];
i++;
if(i>=8) i=0;
}
else if(key=='D') //確定
{
year=year/100*100+key_buf[0]*10+key_buf[1]-16;
month=key_buf[2]*10+key_buf[3]-16;
day=key_buf[4]*10+key_buf[5];
week=key_buf[7];
Update_Feb();
break;
}
else break;
LED_show(led_buf);alarm_scan();
}
}
/*鬧鐘設(shè)置*****************************************************************/
void set_alarm(void)
{ uchar i,a_no,time1,count=0;
uchar key_buf[8]={33,1,2,3,4,5,6,33};
while(1) //選擇要設(shè)置的鬧鐘號 -123456-
{
LED_show(key_buf);
key=Get_key();
if(key>='1'&&key<='6')
{
a_no=key-'1';
Show_alarm(a_no);
for(i=0;i<=7;i++) key_buf[i]=led_buf[i];
break;
}
else if(key>='A'&&key<='F'&&key!='E') break;
else continue;
}
i=0;
time1=second;
while(1)
{ if(key>='A'&&key<='F'&&key!='E') break;
if (time1!=second){count++;time1=second;}
if(count>=30) break; //長時間(30S，可變)無操作自動恢復(fù)正常顯示
if(i==2) i=3;
else if(i>=5) i=0;
if(count_ms25<20) led_buf[i]=key_buf[i]; //當(dāng)前設(shè)置位閃爍(間隔0.5s)
else led_buf[i]=34;
key=Get_key();
if(key==0xff)
{LED_show(led_buf);alarm_scan();continue;} //沒有鍵按下
else count=0;
if(key>='0'&&key<='9')
{ if(i==0)
{
if(key>'2') i--; //輸入越界容錯處理
else key_buf[i]=key-'0';
}
else if(i==1)
{
if(key_buf[0]==2&&key>'3')i--;
else key_buf[i]=key-'0';
}
else if(i==3)
{
if(key>'5')i--;
else key_buf[i]=key-'0';
}
else if(i==4) key_buf[i]=key-'0';
led_buf[i]=key_buf[i];
i++;
if(i>=8) i=0;
}
else if(key=='E')
{if(key_buf[6]==14) key_buf[6]=15;
else key_buf[6]=14;
led_buf[6]=key_buf[6];
}
else if(key=='D') //確定
{
alarm[a_no].hour=key_buf[0]*10+key_buf[1];
alarm[a_no].minute=key_buf[3]*10+key_buf[4];
if(key_buf[6]==14) alarm[a_no].isON=1;
else alarm[a_no].isON=0;
break;
}
else break;
LED_show(led_buf);alarm_scan();
}
}
/*25ms中斷子函數(shù)**********************************************************************/
void Time_over(void) interrupt 1 using 2
{
uchar key_temp;
TH0 = 0x0A6; //晶振頻率11.0592MHz下，定時25ms的計數(shù)初值
TL0 = 0x00+fixtime;//(2^16-X)*(12*1/11.0592)=25ms; -->X=42496=A600H
count_ms25++;
//每次25ms中斷就掃描一次按鍵
key_temp=key_scan();
if((last_key==0xff)&&(key_temp!=0xff))
{
last_key=key_temp;
key_count++;
}
else
{
if(key_temp==last_key)
{key_count++;}
else
if(key_temp!=0xff){last_key=key_temp;key_count=1;}
}
if(count_ms25>=40) //達(dá)到1秒
{
DateTime_change(); //走時更新時分秒等
count_ms25=0;
}
}
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