矩阵按键数字电子钟.docVIP

方案二 矩 阵 键 盘 数 字 电 子 钟 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　电科0902班 组长：祁俐俐 组员：吉才 韩江 蔡杨 苏欣 李程 付磊 2012年7月12日 矩阵键盘数字电子钟 一、电子钟设计目的 学习数字电子钟的原理和实现方法。 掌握键盘的控制原理和编程方法。 掌握51单片机定时器与中断的使用。 掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 二 电子钟设计要求 设计一个数字电子钟，要求可进行时、分、秒显示，最大显示时间为23:59:59，,并且具有时间调整、闹铃、启动、暂停和清零（复位）等功能。 可以完成以下几点功能： 1）六个LED上实现正常的时间显示，24小时制 2）实现时间的正确调节 3）闹钟的定时及到时间之后的音乐响铃 4）矩阵键盘，0到9键，光标的左移右移键，闹钟调节键，时间调节键，走时键，复位键，停止键等，其中涉及到某些键的复用 在设计过程中还用到8255来扩展并行 三 设计方案规划与选定 根据要求采用AT89C51单片机进行设计，AT89C51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。 在程序方面，采用分块设计的方法，这样既减小了编程难度、使程序易于理解，又能便于添加各项功能。程序可分为闹钟的音乐程序、时间显示程序、闹钟显示程序、调时显示、定时程序，走时程序，复位的模块化的程序。 硬件接线图如图所示： 对于程序的设计，遵循分块的原则，不同的子程序实现不同的功能，通过函数的调用实现相应的功能。 原理分析如下： 主程序：执行主程序，按照得到的的10到15键值转到相应的子程序去执行相应的功能。 模块一：时间显示模块：用51单片机的6个LED七段数码管，依次分别显示时，分，秒，中间用小数点分开。正常走时时秒数满60进位，分钟加1，分钟满60小时加1，小时满24清0 模块二：显示时间调整模块：当按下键值为10的开关后，进入时间调整程序，对六个数码管相应位的的控制按照我们生活中的正常逻辑进行控制。进行调整时间 模块三：闹钟音乐模块：当按下键值为11的开关后，进入闹钟时间设置状态，设定相应的时间，当到了设定的时间之后，进入产生中断，进入闹钟音乐程序 模块四:键盘扫描得到按键值函数:4*4矩阵键盘，用8255的PC口得到行值，p1口得到列值，最后得到按下开关的键值，根据键值转到相应的模块执行相应的功能。 各个模块程序设计好之后，要进行最后的整合，函数的调用参数设置要正确，使程序能够正常的运行，在keil上调试通过之后，检查proteus中硬件连接有没有错误，确定无误后，在proteus中进行模拟实验，最后可以到实验室进行真实元器件的连接。 四 硬件设计 1.AT89C51：该单片机功能强大，不仅能满足设计的需要，也可以在设计要求的基础上进行一些扩展。单片机的结构如下： 主要应用AT89C51单片机的p1.0到p1.3得到键盘的列值，p1.7通过放大器进行功率放大控制喇叭的响音乐。同时对单片机的并行接口扩展了一个8255，用p0.0和p0.1作为其地址线，同时用到了89c51的两个十六位定时计数器T0，T1，进行显示时间和闹钟响音乐的中断控制。 引脚功能如下： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/ 地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且