单片机C语言电子时钟加日历显示编程

一、 任务和要求
设计制作一个电子表并且能够显示日历，用LED数码管直接显示，并且能够通过按键调整时间、年月日，功能为按第一个键被调整的相应调整区域开始闪烁，第二个键加一，第三个减一，第四个确认，最后一个在时分秒和年月日中间相互切换。

二、方案论证
我们在这里选用了C8051F单片机，它是完全集成的混合信号系统级芯片（SoC），具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令集完全兼容，片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件；内置FLASH程序存储器、内部RAM，大部分器件内部还有位于外部数据存储器空间的RAM，即XRAM。C8051F单片机具有片内调试电路，通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在系统调试。

三、 系统硬件电路设计
该系统分为两个部分，主控电路和扫描电路，其中键盘扫描和LED扫描为今后节省I/O口线，我将键盘的扫描和LED的扫描共用，在扫描LED的同时也扫描键盘，这样不但方便，而且为今后的扩展留下了相当大的余地。
3.1主控制器
单片机使用c8051f310，并且使用它的开发板易于烧录，改变程序和外围电路。
3.2显示电路
显示板因为常用，是我自己画出来交给工厂做的，采用4个两位共阳数码管，从P0口输出，8位段码分别和P0相接，通过定时器实现秒钟的加一，又因为310有推挽输出，所以不必再加外部电路对数码管进行驱动，直接将它们与P0口相连就可以
3.3键盘电路
键盘是是与数码管的位选相连，通过二极管使它们具有单向性，同时将开头最终通过三极管接单片机的P3.4，只要有按键按下，P3.4就一定会发生变化，通过这个变化在去扫描位就可以得出是哪个按键了。
附电路图：

四、系统程序设计
系统和程序主要包括：显示程序，键盘扫描程序，自动加秒，分，时，日，月，年，
附程序：

#include "c8051f310.h"
#define uchar unsigned char
#define unchar unsigned char
uchar code duan[10] ={0xa0,0xbd,0x26,0x2c,0x39,0x68,0x60,0xad,0x20,0x28};
//段码表 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
uchar code wei[8]={0x02,0x01,0x08,0x04,0x20,0x10,0x80,0x40};//位码表
uchar code week1[7]={0xbd,0x26,0x2c,0x39,0x68,0x60,0xad} ;//星期一到星期日
uchar dataa,sec,min,hour,ymd,year,year1=9,year2=20,month=8，day=22,week=6;//初始值是7-00:00:00,日期是2009-08-22；
uchar n,cnt,sw1=0,sw2,sw3,cnt1,sw5;
uchar key1,key2,key3,key4=0,key5=0;
sbit P3_4=P3^4;
void scan_key(void);
void delay(ms);

void init(void)
{
IE =0x8A;
TCON =0x50;
TMOD =0x11;
IP =0x0A;
TH0 =(65536-1270)/256;
TL0 =(65536-1270)%256;
TH1 =(65536-500)/256;
TL1 =(65536-500)%256;
}

void time0(void) interrupt 1
{
TH0 =(65536-1270)/256;
TL0 =(65536-1270)%256;
dataa++;
if(sw1!=0&&key4==0) //第一个按键按下，且第四个没有按下
{
if(++cnt1==40)
{
cnt=0;
if(sw5==0&&sw1==1)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0xf3; //闪烁程序
P0 =duan[sec%10];
P1 =wei[0];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[sec/10];
P1 =wei[1];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[hour%10];
P1 =wei[4];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[hour/10];
P1 =wei[5];
delay(8);
P1=0x00;
P0 =0x7f;
P1 =wei[6];
delay(8);
P1=0x00;
P0 =week1[week];
P1 =wei[7];
delay(8);
}
scan_key();
}
if(sw5==0&&sw1==2)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0xcf;
P0 =duan[sec%10];
P1 =wei[0];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[sec/10];
P1 =wei[1];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[min%10];
P1 =wei[2];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[min/10];
P1 =wei[3];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =0x7f;
P1 =wei[6];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =week1[week];
P1 =wei[7];
delay(8);
}
scan_key();
}
if(sw5==0&&sw1==3)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0x7f;
P0 =duan[sec%10];
P1 =wei[0];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[sec/10];
P1 =wei[1];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[min%10];
P1 =wei[2];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[min/10];
P1 =wei[3];
delay(8);
P1=0x00;
P0=duan[hour%10];
P1=wei[4];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[hour/10];
P1 =wei[5];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =0x7f;
P1 =wei[6];
delay(8);
}
scan_key();
}
if(sw5==1&&sw1==9)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0x3f;
P0 =duan[month%10];
P1 =wei[2];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[month/10];
P1 =wei[3];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year1%10];
P1 =wei[4];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year1/10];
P1 =wei[5];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year2%10];
P1 =wei[6];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year2/10];
P1 =wei[7];
delay(8);
}
scan_key();
}
if(sw5==1&&sw1==8)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0xf3;
P0 =duan[day%10];
P1 =wei[0];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[day/10];
P1 =wei[1];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year1%10];
P1 =wei[4];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year1/10];
P1 =wei[5];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year2%10];
P1 =wei[6];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year2/10];
P1 =wei[7];
delay(8);
}
scan_key();
}
if(sw5==1&&sw1==7)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0xc3;
P0 =duan[day%10];
P1 =wei[0];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[day/10];
P1 =wei[1];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[month%10];
P1 =wei[2];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[month/10];
P1 =wei[3];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year2%10];
P1 =wei[6];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year2/10];
P1 =wei[7];
delay(8);
}
scan_key();
}
if(sw5==1&&sw1==6)
{
for(n=0;n<20;n++)
{
P1 =0x00;
P1 =P1&0xc3;
P0 =duan[day%10];
P1 =wei[0];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[day/10];
P1 =wei[1];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[month%10];
P1 =wei[2];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[month/10];
P1 =wei[3];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year1%10];
P1 =wei[4];
delay(8);
P1 =0x00;
P0 =duan[year1/10];
P1 =wei[5];
delay(8);
}
scan_key();
}
}

}
}

void time1(void) interrupt 3
{
TH1 =(65536-500)/256;
TL1 =(65536-500)%256;
if(++cnt>8) cnt=0;
if(sw5==0) //显示时分秒
{switch(cnt)
{
case 0: P1 =0x00;
P0 =duan[sec%10];
P1 =wei[cnt]; break;
case 1: P1 =0x00;
P0 =duan[sec/10];
P1 =wei[cnt];break;
case 2: P1 =0x00;
P0 =duan[min%10];
P1 =wei[cnt]; break;
case 3: P1 =0x00;
P0 =duan[min/10];
P1 =wei[cnt];
scan_key(); break;
case 4: P1 =0x00;
P0 =duan[hour%10];
P1 =wei[cnt];
scan_key();break;
case 5: P1 =0x00;
P0 =duan[hour/10];
P1 =wei[cnt];
scan_key();break;
case 6: P1 =0x00;
P0 =0x7f;
P1 =wei[cnt];
scan_key(); break;
case 7: P1 =0x00;
P0 =week1[week];
P1 =wei[cnt];
scan_key();break;
default: break;
}
}
if(sw5==1) //显示年月日
{switch(cnt)
{
case 0: P1 =0x00;
P0 =duan[day%10];
P1 =wei[cnt]; break;
case 1: P1 =0x00;
P0 =duan[day/10];
P1 =wei[cnt];break;
case 2: P1 =0x00;
P0 =duan[month%10];
P1 =wei[cnt]; break;
case 3: P1 =0x00;
P0 =duan[month/10];
P1 =wei[cnt];
scan_key(); break;
case 4: P1 =0x00;
P0 =duan[year1%10];
P1 =wei[cnt];
scan_key();break;
case 5: P1 =0x00;
P0 =duan[year1/10];
P1 =wei[cnt];
scan_key();break;
case 6: P1 =0x00;
P0 =duan[year2%10];
P1 =wei[cnt];
scan_key(); break;
case 7: P1 =0x00;
P0 =duan[year2/10];
P1 =wei[cnt];
scan_key();break;
default: break;
}
}
}

void conv(void)
{
if(dataa>=201)
{dataa=0;sec++;}
if(sec>=60)
{sec=0;min++;}
if(sw1==0&&min>=60)
{min=0;hour++;}
if(sw1==0&&hour>=24)
{
if(year%4==0)
{
if(month==2)
{
if(day==29)
{
day =1;
month++;
}
else day++;
}
else
{
if(month==4||month==6||month==9||month==11)
{
if(day==30)
{
day =1;
month++;
}
else day++;
}
else
{
if(day==31)
{
day =1;
month++;
if(month==13)
{
month =1;
year++;
}
}
else day++;
}
}
}
else
{
if(month==2)
{
if(day==28)
{
day =1;
month++;
}
else day++;
}
else
{
if(month==4||month==6||month==9||month==11)
{
if(day==30)
{
day =1;
month++;
}
else day++;
}
else
{
if(day==31)
{
day =1;
month++;
if(month==13)
{
month =1;
year1++;
if(year1==100)
{
year2++;
}
}
}
else day++;

}
}
}
hour=0;
week++;
}
if(sw1==0&&week>=7)
week=0;
}

void delay(ms)
{
uchar i, k;
while(ms--)
for(k=0;k<123;k++);
for(i=0;i<123;i++);
}

void scan_key(void)
{
if(cnt==7&&P3_4==0)
{
delay(3);
if(cnt==7&&P3_4==0)
{
key4 =0;
key1 =1; //检查是第一个键按下
}
}
if(sw5==0&&key1==1&&cnt==7&&P3_4==1) //按键松手时表示真的按下,sw5判断此时是什么显示状态，时间还是年月日
{
sw1 =1; //闪烁分针
}
if(sw5==1&&key1==1&&cnt==7&&P3_4==1) //若为年月日则闪烁第一二位
{
sw1 =9;
}
if(sw1==1&&P3_4==0&&cnt==7) //在时间状态第一个键又一次按下
{
delay(3);
if(sw1==1&&P3_4==0&&cnt==7)
{
key1 =2; //在时间状态第一个键的第二种状态
}
}
if(sw1==9&&P3_4==0&&cnt==7) //在年月日状态第一个键第二次按下
{
delay(3);
if(sw1==9&&P3_4==0&&cnt==7)
{
key1 =9; //在年月日状态第一个键的第二种状态
}
}
if(key1==2&&cnt==7&&P3_4==1) //在时间确认第一个键第二次按下
{
sw1 =2; // 并闪烁时针
}
if(key1==9&&cnt==7&&P3_4==1) //年月日状态确认第一个键第二次按下
{
sw1 =8; // 并闪烁月分
}
if(sw1==8&&P3_4==0&&cnt==7) //在年月日状态第一个键第三次按下
{
delay(3);
if(sw1==8&&P3_4==0&&cnt==7)
{
key1 =8; //在年月日状态第一个键的第三种状态
}
}
if(key1==8&&cnt==7&&P3_4==1) //年月日状态确认第一个键第三次按下
{
sw1 =7; // 并闪烁年的后两位 ///////////////////
}
if(sw1==2&&P3_4==0&&cnt==7)
{
delay(3);
if(sw1==2&&P3_4==0&&cnt==7)
{
key1 =3;
}
}
if(sw1==7&&P3_4==0&&cnt==7) //在年月日状态第一个键第四次按下
{
delay(3);
if(sw1==7&&P3_4==0&&cnt==7)
{
key1 =7; //在年月日状态第一个键的第四种状态
}
}
if(key1==7&&cnt==7&&P3_4==1) //年月日状态确认第一个键第四次按下
{
sw1 =6; // 并闪烁年的前两位 ///////////////////
}
if(sw1==2&&P3_4==0&&cnt==7)
{
delay(3);
if(sw1==2&&P3_4==0&&cnt==7)
{
key1 =3;
}
}
if(key1==3&&cnt==7&&P3_4==1)
{
sw1 =3; // 并闪烁星期
}
if(sw5==0&&P3_4==0&&cnt==6) //检查第二个键是否按下
{
delay(3);
if(sw5==0&&P3_4==0&&cnt==6)
{
key2 =1;
}
}
if(key2==1&&cnt==6&&P3_4==1)
{
key2 =0;
sw2 =1; //在时间状态确认第二个键按下
if(sw2==1&&sw1==1) //和sw1的值对比，加分
{
min++;
if(min>=60)
min =0;
}
if(sw2==1&&sw1==2) //和sw1的值对比，加时
{
hour++;
if(hour>=24)
hour =0;
}
if(sw2==1&&sw1==3)
{
week++;
if(week>6)
week =0;
}
}
if(sw5==1&&P3_4==0&&cnt==6) //在年月日检查第二个键是否按下
{
delay(3);
if(sw5==1&&P3_4==0&&cnt==6)
{
key2 =7;
}
}
if(key2==7&&cnt==6&&P3_4==1)
{
key2 =0;
sw2 =1; //确认第二个键按下
if(sw2==1&&sw1==9) //和sw1的值对比，加day
{
day++;
if(day>31)
day =0;
}
if(sw2==1&&sw1==8) //和sw1的值对比，加month
{
month++;
if(month>12)
month =0;
}
if(sw2==1&&sw1==7)
{
year1++;
if(year1>100)
year1 =0;
}
if(sw2==1&&sw1==6)
{
year2++;
if(year2>100)
year2 =20;
}
} //检查时间状态第三个键是否按下
if(sw5==0&&P3_4==0&&cnt==5) //检查第三个键是否按下
{
delay(3);
if(sw5==0&&P3_4==0&&cnt==5)
{
key3 =1;
}
}
if(key3==1&&cnt==5&&P3_4==1)
{
key3 =0;
sw3 =1;
if(sw3==1&&sw1==1)
{
if(min<=0)
min =60;
min--; //分针减
}
if(sw3==1&&sw1==2)
{
if(hour<=0)
hour =24;
hour--; //时针减
}
if(sw3==1&&sw1==3)
{
if(week<=0)
week =7;
week--;
}
}
if(sw5==1&&P3_4==0&&cnt==5) //在年月日检查第三个键是否按下
{
delay(3);
if(sw5==1&&P3_4==0&&cnt==5)
{
key3 =7;
}
}
if(key3==7&&cnt==5&&P3_4==1)
{
key3 =0;
sw3 =7;
if(sw3==7&&sw1==9)
{
if(day<=0)
day =32;
day--; //day减
}
if(sw3==7&&sw1==8)
{
if(month<=0)
month =13;
month--; //month减
}
if(sw3==7&&sw1==7)
{
if(year1<=0)
year1 =100; //year减
year1--;
}
if(sw3==7&&sw1==6)
{
if(year2<=20)
year2 =100; //year减
year2--;
}
}
if(P3_4==0&&cnt==4&&sw1!=0&&sw5==0)
{
delay(3);
if(P3_4==0&&cnt==4&&sw1!=0&&sw5==0)
{
sw1=0;sec=0;key4=1;key1=0;
}
}
if(P3_4==0&&cnt==4&&sw1!=0&&sw5==1)
{
delay(3);
if(P3_4==0&&cnt==4&&sw1!=0&&sw5==1)
{
sw1=0;key4=1;key1=0;
}
}
if(P3_4==0&&cnt==3)
{
delay(3);
if(P3_4==0&&cnt==3)
{
key5 =1;
}
}
if(key5==1&&P3_4==1&&cnt==3)
{
sw5 =1;
}
if(P3_4==0&&sw5==1&&cnt==3)
{
delay(3);
if(P3_4==0&&sw5==1&&cnt==3)
{
key5 =0;
}
}
if(P3_4==1&&key5==0&&cnt==3)
{
sw5 =0;
}
}

void main(void)
{
PCA0MD =0 ;
XBR1 =0x40 ;
P0MDOUT =0xFF ;
P1MDOUT =0xFF ;
init();
while(1)
{
conv();
year=year1+year2*100;
}
}

五、调试及性能分析
5.1 硬件调试：主要检查电路的焊接，有无虚焊，漏焊，然后检查电路与单片机的联线，为了方便自己做了一根数据线，然后用万用表测试，全部导通后进行通电检测，上电后排查电路板的各点电平是否正常，测试完毕后进行软件调试。
5.2 软件调试：主要以以编程序为主，并进行单片机输出口线高低电平的检验。本程序采用C语言编写，用Keil C51编译器编程调试，本程序的难点之一在于让它闪烁，也就是再其它灯不变的情况下闪烁需要调整的部分。
经过测试，任务以及要求全部达到，初始化时，时间是1-00：00：00,切换后是20096.08.15,由于时间关系没能经过长时间的验证性测试，短期测试发现每一个小时快一秒钟，只进行了粗调。