51單片機控制8位一體數碼管或兩個4位一體數碼管實現萬年歷功能（時間、日期、鬧鐘）

ID:470643 · 發表于 2019-1-19 20:21

要求
顯示當前時間與日期。
手動修改時間、日期信息，修改該位信息時該數碼管閃爍。
手動開啟/關閉鬧鐘功能，而且有鬧鐘狀態指示燈。
手動設置鬧鐘，而且當達到設置好的時間點時報警，報警時長為5s。
分析
萬年歷的整體設計如圖所示：

51單片機核心模塊包括51單片機最小系統模塊，是設計應用的控制核心；顯示模塊用于顯示時間與日期、設計鬧鐘時間等信息；指示燈包括時間日期暫停計數指示燈和鬧鐘開啟或關閉狀態指示燈；鬧鐘采用蜂鳴器發出聲音警報；鍵盤輸入模塊用來設置和切換時間、日期，開啟或關閉鬧鐘，設置鬧鐘時間等。

制作出來的實物圖如下：

可用安卓接口5V供電，也可接學生電源或兩個3.7V的電池通過LM7805穩壓管供電。

功能介紹：

程序初始化處于時間計數狀態（已設置初始值為12:12:00），按下Key2選擇位校準位，按下第一次選中秒鐘，第二次選中分鐘，第三次選中時鐘，第四次退出校時功能，被選中位不斷閃爍，并且按下Key3可進行被選擇位逐漸加一，實現校時。按下Key4，數碼管顯示界面跳轉為日期顯示，按下按鍵Key2和Key3 可實現與時間同一校準時間的功能，再次按下Key4切換為時間界面。在時間顯示或者日期顯示狀態下，按下按鍵Key1可獨立暫停時間計數或日期的增加，并且LED1指示燈亮。

按下按鍵K3開啟鬧鐘功能，LED2亮，再次按下則關閉鬧鐘，LED2滅。按下K4切換為鬧鐘設置狀態（已設置鬧鐘初始值為12:12:00），按下K1進行分鐘位加一，按下Key2切換為時鐘位調時，按下K1進行時鐘位加一，在鬧鐘狀態下秒鐘不可調。在進入鬧鐘設置功能前，需先開啟鬧鐘功能，否則鬧鐘不會到點鬧鈴。按下K2退出鬧鐘設置界面，等到實時時間與所設置鬧鐘時間一致時，蜂鳴器響5s鐘，中途可按下K3關閉蜂鳴器，并且關閉鬧鐘功能。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

程序流程圖:

單片機源程序如下:

#include<reg51.h>
#define uChar unsigned char
#define uInt unsigned int
uChar a[]={~0x3f,~0x06,~0x5b,~0x4f,~0x66,~0x6d,~0x7d,~0x07,~0x7f,~0x6f}; //數碼管段選碼，0——9
uChar b[]={~0xfe,~0xfd,~0xfb,~0xf7,~0xef,~0xdf,~0xbf,~0x7f}; //數碼管位選碼，高——低
uChar second=0,minute=12,hour=12,month=1,day=13,count; uInt year=2019;
uChar f_nao=12,s_nao=12; //鬧鐘分計數，鬧鐘時計數
uChar wave=0; //定時器1對0.1ms定時時間進行計數，控制蜂鳴器響的頻率
bit flag_nao; //控制鬧鐘開關變量 flag_nao= 0-off;1--on
sbit K1 = P3^0; //設置鬧鐘分/時位加一
sbit K2 = P3^1; //退出設置鬧鐘
sbit K3 = P3^2; //鬧鐘開關
sbit K4 = P3^3; //進入設置鬧鐘狀態
sbit Key1 = P3^4; //計時停止
sbit Key2 = P3^5; //調位（校準）
sbit Key3 = P3^6; //所調位加一
sbit Key4 = P3^7; //切換時-分-秒、年-月-日
sbit BEEP = P2^2; //蜂鳴器端口
sbit LED1 = P2^0; //計時停止時LED1亮
sbit LED2 = P2^1; //鬧鐘開啟時LED2亮
//函數聲明
void Delayms(uInt t); //長延時函數
void Dispaly1(uChar second,uChar minute,uChar hour); //時-分-秒顯示
void Dispaly2(uChar day,uChar month,uInt year); //年-月-日顯示
void Keyscan1(); //按鍵Key4按下次數為雙數時（按鍵Key1~3控制時-分-秒）
void Keyscan2(); //按鍵Key4按下次數為單數時（按鍵Key1~3控制年-月-日）
void nao_judge(); //判斷鬧鐘
/*************時-分-秒、年-月-日閃爍函數聲明*********************/
void delay(uInt t); /***/
void Bright1(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Hour_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Minute_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Second_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour); /***/
void Bright2(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
void Year_flicker(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
void Month_flicker(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
void Day_flicker(uChar day,uChar month,uInt year); /***/
/*************時-分-秒、年-月-日閃爍函數聲明*********************/
//主函數
void main()
{
TMOD=0x11; //置T0、T1都為工作方式1
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
TR0=1; //開啟T0
ET0=1; //打開T0中斷允許位
IT1=1; //設置外部中斷1為下降沿觸發
IT0=0; //設置外部中斷0為低電平觸發
EX1=1; //打開外部中斷1允許位
EX0=1; //打開外部中斷0允許位
PT0=1; //設置內部定時中斷優先級大于外部中斷優先級
EA=1; //打開中斷總允許位
BEEP=1;
flag_nao=0;
while(1)
{
static uChar h=0;
nao_judge();
if(Key4==0)
{
Delayms(10);
if(Key4==0)
while(!Key4); //空操作，等待按鍵釋放
h++;
}
if(h%2==1)
{
Dispaly2(day,month,year);
Keyscan2();
}
if(h%2==0)
{
Dispaly1(second,minute,hour);
nao_judge();
Keyscan1();
}
}
}
//長延時函數
void Delayms(uInt t)
{
uInt i,j;
for(i=0;i<t;i++)
for(j=0;j<125;j++)
;
}
//時-分-秒顯示
void Dispaly1(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
}
//年-月-日顯示
void Dispaly2(uChar day,uChar month,uInt year)
{
P0=b[7];
P1=a[day%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[day/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=a[month%10]&0x7f;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[month/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[year%10]&0x7f;
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=a[(year%100)/10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[(year/100)%10];
Delayms(1);
P1=0xff;
P0=b[0];
P1=a[(year/1000)];
Delayms(1);
P1=0xff;
}
//按鍵Key4按下次數為雙數時（控制時-分-秒），按鍵Key1~3的控制
void Keyscan1()
{
static uChar i=0,j=0; //static-保存變量數據，不會清零
if(Key1==0)
{
Delayms(10); //消抖
if(Key1==0)
while(!Key1); //等待按鍵彈起
i++;
}
if(i%2==1) //若Key1按下次數為單數時，停止計數
{
LED1=0;
TR0=0;
}
if(i%2==0) //若Key1按下次數為雙數時，開始計數
{
LED1=1;
TR0=1;
}
if(Key2==0) //按鍵Key2選擇調位
{
Delayms(10);
if(Key2==0)
while(!Key2);
j++;
}
if(j%4==1) //按鍵按下一次
{
Second_flicker(second,minute,hour); //秒顯示位閃爍
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0) //按鍵Key3進行選定位加一
while(!Key3);
second++;
if(second==60)
second=0;
}
}
if(j%4==2)//按鍵按下兩次
{
Minute_flicker(second,minute,hour); //分顯示位閃爍
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
minute++;
if(minute==60)
minute=0;
}
}
if(j%4==3)//按鍵按下三次
{
Hour_flicker(second,minute,hour); //時顯示位閃爍
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
hour++;
if(hour==24)
hour=0;
}
}
}
//按鍵Key4按下次數為單數時（控制年-月-日），按鍵Key1~3的控制
void Keyscan2()
{
static uChar m=0,n=0;
if(Key1==0)
{
Delayms(10);
if(Key1==0)
while(!Key3);
m++;
}
if(m%2==1)
{
LED1=0;
TR0=0;
}
if(m%2==0)
{
LED1=1;
TR0=1;
}
if(Key2==0)
{
Delayms(10);
if(Key2==0)
while(!Key2);
n++;
}
if(n%4==1)
{
Day_flicker(day,month,year); //日顯示位閃爍
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
day++;
if(day==32)
day=1;
}
}
if(n%4==2)
{
Month_flicker(day,month,year); //月顯示位閃爍
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
month++;
if(month==13)
month=1;
}
}
if(n%4==3)
{
Year_flicker(day,month,year); //年顯示位閃爍
if(Key3==0)
{
Delayms(10);
if(Key3==0)
while(!Key3);
year++;
if(year==10000)
year=0;
}
}
}
//判斷鬧鐘，當時間和設置鬧鐘時間相等時，鬧鈴響5S
void nao_judge()
{
if(flag_nao==1) //如果flag_nao為真，鬧鐘開啟
{
if((minute==f_nao)&&(hour==s_nao)) //判斷實時時間和鬧鐘時間的分、時是否同時相等
{
while(second<5&&flag_nao) //如果second<=5和flag_nao都為真，鬧鈴響5s
{
BEEP=0; //TR1=1; //開啟T0
Dispaly1(second,minute,hour);
}
}
}
BEEP=1;
}
//定時器中斷0，時鐘計數(不斷執行)
void time0_int(void) interrupt 1
{
TH0=(65536-10000)/256;
TL0=(65536-10000)%256;
count++;
if(count==100)
{
count=0;
second++;
if(second==60)
{
second=0;
minute++;
if(minute==60)
{
minute=0;
hour++;
if(hour==24)
{
hour=0;
day++;
if(day==32)
{
day=1;
month++;
if(month==13)
{
month=1;
year++;
if(year==10000)
{
year=0;
}
}
}
}
}
}
}
}
//外部中斷0，鬧鐘開關，控制flag_nao，按下K3關閉鬧鐘
void guan_naozhong() interrupt 0
{
flag_nao=~flag_nao;
LED2=~LED2;
TR1 = 0; //K3按下，開啟外部中斷0，關閉定時器中斷1，鬧鐘停止響鈴
while(!K3)
Dispaly1(second,minute,hour);
}
//外部中斷1，調節鬧鐘時間
void naozhong() interrupt 2
{
static uChar n=0;
// s_nao=12; //設置鬧鐘時鐘初始值
// f_nao=31; //設置鬧鐘分鐘初始值
while(K2) //等待按下K2退出，否則循環執行鬧鐘時間設置
{
Dispaly1(0,f_nao,s_nao); //顯示鬧鐘設置
if(Key2==0) //鬧鐘調位調時鐘、分鐘
{
Delayms(10);
if(Key2==0)
while(!Key2);
n++;
}
if(n%2==1) //調節鬧鐘時鐘
{
if(K1==0)
{
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
if(K1==0)
{
if(s_nao==23)
s_nao=0;
else s_nao++;
}
while(!K1)
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
}
}
if(n%2==0) //調節鬧鐘分鐘
{
if(K1==0)
{
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
if(K1==0)
{
if(f_nao==59)
f_nao=0;
else f_nao++;
}
while(!K1)
Dispaly1(0,f_nao,s_nao);
}
}
}
}
/************************************************/
/****************調位時選擇位閃爍****************/
/************************************************/
//短延時
void delay(uInt t)
{
uInt i;
for(i=0;i<t;i++)
;
}
//數碼管0~7位分別顯示時-分-秒
void Bright1(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//秒顯示位閃爍
void Second_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
Bright1(second,minute,hour);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6]; //該位數碼管滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[7]; //該位數碼管滅
P1=0xff;
delay(k);
}
}
//分顯示位閃爍
void Minute_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
Bright1(second,minute,hour);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0];
P1=a[hour/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[hour%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3]; ////熄滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[4]; ////熄滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//時顯示位閃爍
void Hour_flicker(uChar second,uChar minute,uChar hour)
{
uChar p,k=10;
Bright1(second,minute,hour);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[0]; ////熄滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[1]; ////熄滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[2];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[minute/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[minute%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=0xbf;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[second/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[7];
P1=a[second%10];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//數碼管0~7位分別顯示年-月-日
void Bright2(uChar day,uChar month,uInt year)
{
uChar p,k=10;
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[7];
P1=a[day%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[6];
P1=a[day/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[5];
P1=a[month%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[month/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[year%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=a[(year%100)/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[(year/100)%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[0];
P1=a[(year/1000)];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//日顯示位閃爍
void Day_flicker(uChar day,uChar month,uInt year)
{
uChar p,k=10;
Bright2(day,month,year);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[7]; ////熄滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[6]; ////熄滅
P1=0xff;
delay(k);
P0=b[5];
P1=a[month%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[4];
P1=a[month/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[3];
P1=a[year%10]&0x7f;
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[2];
P1=a[(year%100)/10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[1];
P1=a[(year/100)%10];
delay(k);
P1=0xff;
P0=b[0];
P1=a[(year/1000)];
delay(k);
P1=0xff;
}
}
//月顯示位閃爍
void Month_flicker(uChar day,uChar month,uInt year)
{
uChar p,k=10;
Bright2(day,month,year);
for(p=0;p<50;p++)
{
P0=b[7];
P1=a[day%10];
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………