【蓝桥杯单片机组第八届省赛】— 基于单片机的电子钟程序设计与调试
目录
1、初赛试题
2、试题分析与代码
3、代码分析
1、初赛试题
1.1 基本要求
（1）使用 CT107D 单片机竞赛板， 完成“电子钟” 功能的程序设计与调试；
（2）设计与调试过程中，可参考组委会提供的“资源数据包”；
（3）Keil 工程文件以准考证号命名， 完成设计后， 提交完整、 可编译的 Keil工程文件到服务器。
1.2 硬件框图
1.3 功能描述
1.3.1 初始化
（1）关闭蜂鸣器、继电器等无关外设；
（2） 设备初始化时钟为 23 时 59 分 50 秒，闹钟提醒时间 0 时 0 分 0 秒。
1.3.2 显示功能
（1）时间显示格式
（2）温度显示格式
1.3.3 按键功能
（1）按键 S7 定义为“时钟设置”按键，通过该按键可切换选择待调整的时、分、秒， 当前选择的显示单元以 1 秒为间隔亮灭， 时、分、秒的调整需注意数据边界属性。
（2）按键 S6 定义为“闹钟设置”按键，通过该按键可进入闹钟时间设置功能，数码管显示当前设定的闹钟时间。
（3）按键 S5 定义为“加”按键，在“时钟设置”或“闹钟设置”状态下，每次按下该按键当前选择的单元（时、分或秒）增加 1 个单位。
（4）按键 S4 定义为“减”按键，在“时钟设置”或“闹钟设置”状态下，每次按下该按键当前选择的单元（时、分或秒）减少 1 个单位。
（5）按键功能说明：按键 S4、 S5 的“加”、“减” 功能只在“时钟设置”或“闹钟设置”状态下有效；在 “时钟显示”状态下，按下 S4 按键，显示温度数据，松开按键，返回“时钟显示”界面。
1.4 闹钟提示功能
（1）指示灯 L1 以 0.2 秒为间隔闪烁，持续 5 秒钟；
（2）闹钟提示状态下，按下任意按键，关闭闪烁提示功能。
2、试题分析与代码
首先需要掌握的模块有：实时时钟、DS18B02温度传感器、数码管、独立按键、led灯，这些都必须要掌握的，最终要的是模块结合在一起实现功能，怎么结合需要自己想，这点比较重要。对于按键函数，要把按键和数码管结合在一起，控制加减运算。下面先给出代码：
ds1302.c
#include "ds1302.h"
unsigned char time[]={50,59,23,0,0,0,0};
/********************************************************************/
/*单字节写入一字节数据*/
void Write_Ds1302_Byte(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
SCK = 0;
for (i=0;i<8;i++)
{
if (dat & 0x01) // 等价于if((addr & 0x01) ==1)
{
SDA_SET; //#define SDA_SET SDA=1 /*电平置高*/
}
else
{
SDA_CLR; //#define SDA_CLR SDA=0 /*电平置低*/
}
SCK_SET;
SCK_CLR;
dat = dat >> 1;
}
}
/********************************************************************/
/*单字节读出一字节数据*/
unsigned char Read_Ds1302_Byte(void)
{
unsigned char i, dat=0;
for (i=0;i<8;i++)
{
dat = dat >> 1;
if (SDA_R) //等价于if(SDA_R==1) #define SDA_R SDA /*电平读取*/
{
dat |= 0x80;
}
else
{
dat &= 0x7F;
}
SCK_SET;
SCK_CLR;
}
return dat;
}
/********************************************************************/
/*向DS1302 单字节写入一字节数据*/
void Ds1302_Single_Byte_Write(unsigned char addr, unsigned char dat)
{
RST_CLR; /*RST脚置低，实现DS1302的初始化*/
SCK_CLR; /*SCK脚置低，实现DS1302的初始化*/
RST_SET; /*启动DS1302总线,RST=1电平置高 */
addr = addr & 0xFE;
Write_Ds1302_Byte(addr); /*写入目标地址：addr,保证是写操作,写之前将最低位置零*/
Write_Ds1302_Byte((dat/10<<4)|(dat%10)); /*写入数据：dat*/
RST_CLR; /*停止DS1302总线*/
}
/********************************************************************/
/*从DS1302单字节读出一字节数据*/
unsigned char Ds1302_Single_Byte_Read(unsigned char addr)
{
unsigned char temp;
unsigned char dat1,dat2;
RST_CLR; /*RST脚置低，实现DS1302的初始化*/
SCK_CLR; /*SCK脚置低，实现DS1302的初始化*/
RST_SET; /*启动DS1302总线,RST=1电平置高 */
addr = addr | 0x01;
Write_Ds1302_Byte(addr); /*写入目标地址：addr,保证是读操作,写之前将最低位置高*/
temp=Read_Ds1302_Byte(); /*从DS1302中读出一个字节的数据*/
dat1=temp/16;
dat2=temp%16;
temp=10*dat1+dat2;
//RST_CLR; /*停止DS1302总线*/
SD=0;
return temp;
}
void Ds1302_init(){
unsigned char i,add;
add=0x80;
Ds1302_Single_Byte_Write(0x8e,0x00);
for(i=0;i<7;i++){
Ds1302_Single_Byte_Write(add,time[i]);
add+=2;
}
Ds1302_Single_Byte_Write(0x8e,0x80);
}
void Ds1302_Gettime(){
unsigned char i,add;
add=0x81;
Ds1302_Single_Byte_Write(0x8e,0x00);
for(i=0;i<7;i++){
time[i]=Ds1302_Single_Byte_Read(add);
add+=2;
}
Ds1302_Single_Byte_Write(0x8e,0x80);
}
ds1302.h
#ifndef __DS1302_H__
#define __DS1302_H__
#include
#include
/********************************************************************/
sbit SCK=P1^7;
sbit SD=P2^3;
sbit RST=P1^3;
/********************************************************************/
/*复位脚*/
#define RST_CLR RST=0 /*电平置低*/
#define RST_SET RST=1 /*电平置高*/
/*双向数据*/
#define SDA_CLR SD=0 /*电平置低*/
#define SDA_SET SD=1 /*电平置高*/
#define SDA_R SD /*电平读取*/
/*时钟信号*/
#define SCK_CLR SCK=0 /*时钟信号*/
#define SCK_SET SCK=1 /*电平置高*/
/********************************************************************/
#define ds1302_sec_addr 0x80 //秒数据地址
#define ds1302_min_addr 0x82 //分数据地址
#define ds1302_hr_addr 0x84 //时数据地址
#define ds1302_date_addr 0x86 //日数据地址
#define ds1302_month_addr 0x88 //月数据地址
#define ds1302_day_addr 0x8A //星期数据地址
#define ds1302_year_addr 0x8C //年数据地址
#define ds1302_control_addr 0x8Ee //写保护命令字单元地址
#define ds1302_charger_addr 0x90 //涓电流充电命令字地址
#define ds1302_clkburst_addr 0xBE //日历、时钟突发模式命令字地址
/********************************************************************/
/********************************************************************/
/*单字节写入一字节数据*/
extern void Write_Ds1302_Byte(unsigned char dat);
/********************************************************************/
/*单字节读出一字节数据*/
extern unsigned char Read_Ds1302_Byte(void);
/********************************************************************/
/********************************************************************/
/*向DS1302单字节写入一字节数据*/
extern void Ds1302_Single_Byte_Write(unsigned char addr, unsigned char dat);
/********************************************************************/
/*从DS1302单字节读出一字节数据*/
extern unsigned char Ds1302_Single_Byte_Read(unsigned char addr);
extern unsigned char time[];
extern void Ds1302_init();
extern void Ds1302_Gettime();
#endif
/********************************************************************/
// END FILE
/********************************************************************/
onewire.c
#include "onewire.h"
//单总线延时函数
void Delay_OneWire(unsigned int t)
{
t=t*12;
while(t--);
}
//DS18B20芯片初始化
bit Init_DS18B20(void)
{
bit initflag = 0;
DQ = 1;
Delay_OneWire(12);
DQ = 0;
Delay_OneWire(80);
DQ = 1;
Delay_OneWire(10);
initflag = DQ;
Delay_OneWire(5);
return initflag;
}
//通过单总线向DS18B20写一个字节
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
Delay_OneWire(5);
DQ = 1;
dat >>= 1;
}
Delay_OneWire(5);
}
//从DS18B20读取一个字节
unsigned char Read_DS18B20(void)
{
unsigned char i;
unsigned char dat;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
dat >>= 1;
DQ = 1;
if(DQ)
{
dat |= 0x80;
}
Delay_OneWire(5);
}
return dat;
}
unsigned char Get_wendu(){
unsigned char high,low;
unsigned char temp;
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0XCC);
Write_DS18B20(0X44);
Delay_OneWire(200);
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0XCC);
Write_DS18B20(0XBE);
low=Read_DS18B20();
high=Read_DS18B20();
temp=(low>>4)|(high<<4);
return temp;
}
onewire.h
#ifndef _ONEWIRE_H
#define _ONEWIRE_H
#include "stc15f2k60s2.h"
#define OW_SKIP_ROM 0xcc
#define DS18B20_CONVERT 0x44
#define DS18B20_READ 0xbe
//IC引脚定义
sbit DQ = P1^4;
//函数声明
void Delay_OneWire(unsigned int t);
void Write_DS18B20(unsigned char dat);
bit Init_DS18B20(void);
unsigned char Read_DS18B20(void);
unsigned char Get_wendu();
#endiftext.c
#include
#include"ds1302.h"
#include"onewire.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code tab[]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90,0XBF,0XFF,0XC6};
uchar f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8;
uchar naozhong[]={0,0,0};
uchar wendu;
uchar shijian=4,naoling=0;
uchar wendu_show=0;
uchar s4=0;
uchar n=0;
uchar led=0;
uchar led_show=0;
uint count=0;
void allinit();
void keyscan();
void delay(uchar ms);
void Time0_init();
void display12(uchar f1,uchar f2);
void display34(uchar f3,uchar f4);
void display56(uchar f5,uchar f6);
void display78(uchar f7,uchar f8);
void delay1();
void main(){
allinit();
Ds1302_init();
Time0_init();
while(1){
wendu= Get_wendu();
Ds1302_Gettime();
if(wendu_show==0)
{
if(shijian==4)
{
f1=time[2]/10;f2=time[2]%10;f3=10;
f4=time[1]/10;f5=time[1]%10;f6=10;
f7=time[0]/10;f8=time[0]%10;
}
else if(shijian==1)
{
if(time[0]%2==0)
{
f1=time[2]/10;f2=time[2]%10;f3=10;
f4=time[1]/10;f5=time[1]%10;f6=10;
f7=time[0]/10;f8=time[0]%10;
}
else
{
f1=11;f2=11;f3=10;
f4=time[1]/10;f5=time[1]%10;f6=10;
f7=time[0]/10;f8=time[0]%10;
}
}
else if(shijian==2)
{
if(time[0]%2==0)
{
f1=time[2]/10;f2=time[2]%10;f3=10;
f4=time[1]/10;f5=time[1]%10;f6=10;
f7=time[0]/10;f8=time[0]%10;
}
else
{
f1=time[2]/10;f2=time[2]%10;f3=10;
f4=11;f5=11;f6=10;
f7=time[0]/10;f8=time[0]%10;
}
}
else if(shijian==3)
{
if(time[0]%2==0)
{
f1=time[2]/10;f2=time[2]%10;f3=10;
f4=time[1]/10;f5=time[1]%10;f6=10;
f7=time[0]/10;f8=time[0]%10;
}
else
{
f1=time[2]/10;f2=time[2]%10;f3=10;
f4=time[1]/10;f5=time[1]%10;f6=10;
f7=11;f8=11;
}
}
if(naoling==4)
{
Ds1302_Gettime();
f1=naozhong[2]/10;f2=naozhong[2]%10;f3=10;
f4=naozhong[1]/10;f5=naozhong[1]%10;f6=10;
f7=naozhong[0]/10;f8=naozhong[0]%10;
}
else if(naoling==1)
{
if(time[0]%2==0)
{
f1=naozhong[2]/10;f2=naozhong[2]%10;f3=10;
f4=naozhong[1]/10;f5=naozhong[1]%10;f6=10;
f7=naozhong[0]/10;f8=naozhong[0]%10;
}
else
{
f1=11;f2=11;f3=10;
f4=naozhong[1]/10;f5=naozhong[1]%10;f6=10;
f7=naozhong[0]/10;f8=naozhong[0]%10;
}
}
else if(naoling==2)
{
if(time[0]%2==0)
{
f1=naozhong[2]/10;f2=naozhong[2]%10;f3=10;
f4=naozhong[1]/10;f5=naozhong[1]%10;f6=10;
f7=naozhong[0]/10;f8=naozhong[0]%10;
}
else
{
f1=naozhong[2]/10;f2=naozhong[2]%10;f3=10;
f4=11;f5=11;f6=10;
f7=naozhong[0]/10;f8=naozhong[0]%10;
}
}
else if(naoling==3)
{
if(time[0]%2==0)
{
f1=naozhong[2]/10;f2=naozhong[2]%10;f3=10;
f4=naozhong[1]/10;f5=naozhong[1]%10;f6=10;
f7=naozhong[0]/10;f8=naozhong[0]%10;
}
else
{
f1=naozhong[2]/10;f2=naozhong[2]%10;f3=10;
f4=naozhong[1]/10;f5=naozhong[1]%10;f6=10;
f7=11;f8=11;
}
}
}
else if(wendu_show==1)
{
f1=11;f2=11;f3=11;f4=11;f5=11;f6=wendu/10;f7=wendu%10;f8=12;
}
if((time[2]==naozhong[2])&&(time[1]==naozhong[1])&&(time[0]==naozhong[0]))
{
led_show=1;
EA=1;ET0=1;
}
keyscan();
display12(f1,f2);
display34(f3,f4);
display56(f5,f6);
display78(f7,f8);
}
}
void keyscan(){
if(P30==0)
{
delay(5);
if(P30==0)
{
if(led_show==0)
{
if(shijian==0)
{
shijian=4;naoling=0;
}
else if(shijian==4) shijian=1;
else if(shijian==1) shijian=2;
else if(shijian==2) shijian=3;
else if(shijian==3) shijian=4;
}
else if(led_show==1)
{
led_show=0;
P2=0X80;
P0=0XFF;
}
}
while(!P30);
}
else if(P31==0)
{
delay(5);
if(P31==0)
{
if(led_show==0)
{
if(naoling==0)
{
shijian=0;naoling=4;
}
else if(naoling==4) naoling=1;
else if(naoling==1) naoling=2;
else if(naoling==2) naoling=3;
else if(naoling==3) naoling=4;
}
else if(led_show==1)
{
led_show=0;
P2=0X80;
P0=0XFF;
}
}
while(!P31);
}
else if(P32==0)
{
delay(5);
if(P32==0)
{
if(led_show==0)
{
if(shijian==1)
{
if(time[2]==23)
time[2]=0;
else
time[2]++;
Ds1302_init();
}
else if(shijian==2)
{
if(time[1]==59)
time[1]=0;
else
time[1]++;
Ds1302_init();
}
else if(shijian==3)
{
if(time[0]==59)
time[0]=0;
else
time[0]++;
Ds1302_init();
}
else if(naoling==1)
{
if(naozhong[2]==23)
naozhong[2]=0;
else
naozhong[2]++;
}
else if(naoling==2)
{
if(naozhong[1]==59)
naozhong[1]=0;
else
naozhong[1]++;
}
else if(naoling==3)
{
if(naozhong[0]==59)
naozhong[0]=0;
else
naozhong[0]++;
}
}
else if(led_show==1)
{
led_show=0;
P2=0X80;
P0=0XFF;
}
}
while(!P32);
}
else if(P33==0)
{
delay(5);
if(P33==0)
{
s4=1;
if(shijian==4) wendu_show=1;
}
}
if((s4==1)&&(P33==1))
{
s4=0;
wendu_show=0;
if(led_show==0)
{
if(shijian==1)
{
if(time[2]==0)
time[2]=23;
else
time[2]--;
Ds1302_init();
}
else if(shijian==2)
{
if(time[1]==0)
time[1]=59;
else
time[1]--;
Ds1302_init();
}
else if(shijian==3)
{
if(time[0]==0)
time[0]=59;
else
time[0]--;
Ds1302_init();
}
else if(naoling==1)
{
if(naozhong[2]==0)
naozhong[2]=23;
else
naozhong[2]--;
}
else if(naoling==2)
{
if(naozhong[1]==0)
naozhong[1]=59;
else
naozhong[1]--;
}
else if(naoling==3)
{
if(naozhong[0]==0)
naozhong[0]=59;
else
naozhong[0]--;
}
}
else if(led_show==1)
{
led_show=0;
P2=0X80;
P0=0XFF;
}
}
}
void Time0_init(){
TMOD=0X01; //定时器T0，工作方式2为16为定时/计数器；
TH0=(65536-5000)/256; //高四位寄存器的值；
TL0=(65536-5000)%256; //低四位寄存器的值；
TR0=1; //启动定时器T0 ；
}
void Time0_service() interrupt 1
{
TH0=(65536-5000)/256; //高四位寄存器的值；
TL0=(65536-5000)%256; //低四位寄存器的值；
n++;
count++;
if((n==40)&&(led_show==1))
{
n=0;
if(led==0)
{
P2=0X80;
P0=0XFF;
led=1;
}
else if(led==1)
{
P2=0X80;
P0=0XFE;
led=0;
}
}
if(count==1000)
{
count=0;
EA=0;ET0=0;
led_show=0;
P2=0X80;P0=0XFF;
}
}
void allinit(){
P2=0XA0;P0=0X00;P2=0X80;P0=0XFF;
P2=0XC0;P0=0XFF;P2=0XFF;P0=0XFF;
}
void delay(uchar ms){
uchar k;
uchar i,j;
for(k=ms;k>0;k--)
{
i=12;
j=169;
do
{
while(j--);
}
while(i--);
}
}
void delay1(){
unsigned char i,j;
for(i=0;i<11;i++)
for(j=0;j<200;j++);
}
void display12(uchar f1,uchar f2){
P2=0XC0;P0=0X01;P2=0XFF;P0=tab[f1];
delay1();
P2=0XC0;P0=0X02;P2=0XFF;P0=tab[f2];
delay1();
}
void display34(uchar f3,uchar f4){
P2=0XC0;P0=0X04;P2=0XFF;P0=tab[f3];
delay1();
P2=0XC0;P0=0X08;P2=0XFF;P0=tab[f4];
delay1();
}
void display56(uchar f5,uchar f6){
P2=0XC0;P0=0X10;P2=0XFF;P0=tab[f5];
delay1();
P2=0XC0;P0=0X20;P2=0XFF;P0=tab[f6];
delay1();
}
void display78(uchar f7,uchar f8){
P2=0XC0;P0=0X40;P2=0XFF;P0=tab[f7];
delay1();
P2=0XC0;P0=0X80;P2=0XFF;P0=tab[f8];
delay1();
} 3、代码分析
text.c
主函数上有时间显示模块、闹钟模块、温度模块、闹铃模块、按键控制函数、数码管显示模块。
keyscan()函数：
P30（S7）：控制着时间显示模块，还有小时、分钟、秒之间的切换。
P31（S6）：控制着闹钟显示模块，还有小时、分钟、秒之间的切换。
P32（S5）：控制着时间、闹钟显示模块，可以使小时、分钟、秒加1。
P33（S4）：如果是在时间显示模块，按下S4显示温度，另外控制着时间、闹钟显示模块，可以使小时、分钟、秒减1。
最后如果设置闹钟与时间显示相等时，LED1以0.2秒亮灭闪烁5s，并且在闪烁过程中，按下任意键停止闪烁。
还有定时器0的相关寄存器配置。
注意：unsigned char和unsigned int的范围不同。
unsigned char 是无符号字符，数据长度是8位，表示值范围从0~255
unsigned int 是无符号整数，数据长度是16位（或者32位，看单片机的型号而定），表示范围从0~65535（或者0~4294967295）
这点对于count的取值定义是十分重要的，因为count要计数1000次，所以要定义成unsigned int。