# 基于单片机的数字时钟设计与实现





## 作品名称

基于MSP430单片机的OLED显示数字时钟

## 作品功能

本作品实现了一个具有时间显示和整点报时功能的数字时钟。通过OLED屏幕显示当前时间，用户可以通过按键设置时间，并在整点时通过蜂鸣器播放音乐进行报时。

## 作品的硬件材料

1. MSP430 单片机

2. OLED 显示屏

3. 蜂鸣器

4. 按键（4个）

5. 电阻和电容若干

6. 面包板和连接线

## 电子元器件连接

以下是各电子元器件与MSP430单片机的连接方式：

### OLED 显示屏

- VCC 接 3.3V

- GND 接 GND

- SCL 接 P2.0

- SDA 接 P2.2

### 按键

- KEY1 接 P1.2（共GND）

- KEY2 接 P1.3（共GND）

- KEY3 接 P1.4（共GND）

- KEY4 接 P1.5（共GND）

### 蜂鸣器

- VCC 接 3.3V

- GND 接 GND

- DAT 接 P4.3

## 部分程序功能简介

本程序主要包括初始化时钟、设置RTC、按键读取、显示更新和整点报时等功能。

### 初始化时钟

通过以下函数设置系统时钟为8MHz：
```c
void initClock(void) {
    UCSCTL3 = SELREF_2; // 设置DCO FLL参考为REFO
    UCSCTL4 |= SELA_2;  // 设置ACLK为REFO
    UCSCTL0 = 0x0000;   // 设置最低可能的DCOx, MODx
    do {
        UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + DCOFFG);  // 清除XT2,XT1,DCO故障标志
        SFRIFG1 &= ~OFIFG;  // 清除故障标志
    } while (SFRIFG1 & OFIFG); // 检测振荡器故障标志
    __bis_SR_register(SCG0); // 禁止FLL控制环路
    UCSCTL1 = DCORSEL_5; // 设置DCO范围为16MHz操作
    UCSCTL2 |= 249; // 设置DCO倍增器为8MHz
    __bic_SR_register(SCG0); // 启用FLL控制环路
    __delay_cycles(250000); // 延时以稳定DCO
}
```

### 设置RTC

通过以下函数设置RTC（实时时钟）模块：
```c
void SetupRTC(void) {
    RTCCTL01 = RTCHOLD + RTCMODE + RTCTEV_0; // 关闭RTC
    RTCYEAR = 2024; // 设置年份
    RTCMON = 5; // 设置月份
    RTCDAY = 13; // 设置日期
    RTCHOUR = 23; // 设置小时
    RTCMIN = 12; // 设置分钟
    RTCSEC = 12; // 设置秒数
    RTCDOW = 1; // 设置星期
    RTCCTL0 |= RTCRDYIE; // 使能RTC就绪中断
    RTCCTL01 &= ~RTCHOLD; // 打开RTC
}
```

### 按键读取

通过以下函数读取按键状态：
```c
unsigned char read_key(void) {
    unsigned char key = 0;
    if ((P1IN & BIT2) == 0) {
        key = 1; // 按键1按下
    } else if ((P1IN & BIT3) == 0) {
        key = 2; // 按键2按下
    } else if ((P1IN & BIT4) == 0) {
        key = 3; // 按键3按下
    } else if ((P1IN & BIT5) == 0) {
        key = 4; // 按键4按下
    }
    return key;
}
```

### 显示更新

通过以下函数更新OLED显示内容：
```c
void display_all(void) {
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    sprintf(buf, "%04d-%02d-%02d", nian, yue, ri); // 格式化日期
    OLED_ShowString(16, 2, buf, 0); // 显示日期
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    sprintf(buf, "%02d:%02d:%02d", shi, fen, miao); // 格式化时间
    OLED_ShowString(16, 4, buf, 0); // 显示时间
    // 高亮显示根据mode的值选择的部分
    if (mode == 1) {
        sprintf(buf, "%04d", nian);
        OLED_ShowString(16, 2, buf, 1);
    } else if (mode == 2) {
        sprintf(buf, "%02d", yue);
        OLED_ShowString(16 + 5 * 8, 2, buf, 1);
    } else if (mode == 3) {
        sprintf(buf, "%02d", ri);
        OLED_ShowString(16 + 8 * 8, 2, buf, 1);
    } else if (mode == 4) {
        sprintf(buf, "%02d", shi);
        OLED_ShowString(16, 4, buf, 1);
    } else if (mode == 5) {
        sprintf(buf, "%02d", fen);
        OLED_ShowString(16 + 3 * 8, 4, buf, 1);
    } else if (mode == 6) {
        sprintf(buf, "%02d", miao);
        OLED_ShowString(16 + 6 * 8, 4, buf, 1);
    }
}
```

### 整点报时

当达到整点时，通过蜂鸣器播放音乐：
```c
if (integral_point == 1) { // 如果到达整点
    integral_point = 0;
    u = 0, t = 0;
    while (music0[u] != 0xff) { // 播放音乐
        TA0CCR0 = SYSCLK / music0[u] / 2;
        TA0CTL = TASSEL_2 + MC_1 + TACLR + ID_3;
        for (t = 0; t < music0_JP[u]; t++) {
            delay1();
        }
        u++;
    }
}
```

## 总结

通过本项目，熟悉了MSP430单片机的基础功能，如时钟设置、按键读取和OLED显示。同时，结合蜂鸣器实现了整点报时功能，为单片机应用提供了实用案例。这个数字时钟不仅展示了基本的电子设计和编程能力，还提供了可扩展的基础，适合进一步添加更多功能。

## 全部代码下载

咨询问询请访问：
```cpp
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

![在这里插入图片描述](/static/img/images/02994.png)

【TB作品】MSP430F5529 单片机，数字时钟设计与实现，整点时通过蜂鸣器播放音乐进行报时

---





#### 作品功能

本项目利用MSP430单片机控制一个简单的流水灯，通过按键切换流水灯的模式。用户可以通过按键控制LED灯的方向，从左向右或从右向左依次点亮。

---

#### 作品的硬件材料

1. **MSP430单片机**

   - 具体型号：MSP430G2553

2. **LED灯**

   - 数量：8个

   - 类型：普通发光二极管

3. **电阻**

   - 数值：220欧姆

   - 数量：8个

4. **按键**

   - 数量：1个

5. **面包板和连接线**

   - 面包板：1块

   - 连接线：若干

6. **电源**

   - 3.3V电源

---

#### 电子元器件如何连接

1. **MSP430与LED的连接**

   - 将8个LED的正极分别连接到MSP430的P1.0、P1.1、P1.2、P2.3、P1.4、P1.5、P1.6和P1.7端口。

   - 每个LED的负极通过一个220欧姆电阻连接到GND。

2. **按键连接**

   - 将按键的一端连接到MSP430的P1.3端口，另一端连接到GND。

   - 在P1.3端口和VCC之间连接一个上拉电阻，数值为10k欧姆。

3. **电源连接**

   - 通过VCC和GND为MSP430单片机和其他组件供电。

---



# 全部代码

下载:https://www.lanzouh.com/iFNIz216vade 密码:bn3h

![在这里插入图片描述](/static/img/images/02998.png)

咨询问询请访问：
```cpp
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

MSP430单片机控制流水灯，Proteus仿真

使用 MSP430 单片机读取 SHT30 传感器并显示数据





### 作品功能

本文介绍了如何使用 MSP430 单片机读取 SHT30 温湿度传感器的数据，并通过 OLED 屏幕显示实时的温度和湿度信息。通过此项目，您将学习如何配置 MSP430 的 I2C 接口、读取 SHT30 传感器的数据以及使用 OLED 显示屏显示信息。

### 作品的硬件材料

1. **MSP430 单片机**

   - 用于控制和处理数据的核心组件。

2. **SHT30 温湿度传感器**

   - 用于测量环境的温度和湿度。

3. **OLED 显示屏**

   - 用于显示温度和湿度信息。

4. **连接线**

   - 用于连接各个电子元器件。

5. **电源**

   - 为电路提供必要的电力。

### 电子元器件如何连接

1. **SHT30 传感器与 MSP430 的连接**

   - **SCL（时钟线）** 连接到 MSP430 的 **P1.2 引脚**。

   - **SDA（数据线）** 连接到 MSP430 的 **P1.1 引脚**。

   - **VCC** 连接到电源的 **3.3V**。

   - **GND** 连接到电源的 **GND**。

2. **OLED 显示屏与 MSP430 的连接**

   - **SCL（时钟线）** 连接到 MSP430 的 **P2.0 引脚**。

   - **SDA（数据线）** 连接到 MSP430 的 **P2.1 引脚**。

   - **VCC** 连接到电源的 **3.3V**。

   - **GND** 连接到电源的 **GND**。

### 代码分析

该程序的主要功能包括初始化 I2C 接口、读取 SHT30 传感器的数据，并通过 OLED 显示屏显示读取到的温湿度值。以下是主要代码段的解释：

1. **I2C 初始化和基本操作**

   ```c
   void IIC_Init(void) {
       SCL_OUT; 
       SDA_OUT; 
       SCL_1;
       SDA_1;
   }
   void IIC_Start(void) {
       SDA_OUT; 
       SDA_1;
       SCL_1;
       delay_us(20);
       SDA_0; 
       delay_us(20);
       SCL_0; 
       delay_us(20);
   }
   void IIC_Stop(void) {
       SDA_OUT; 
       SCL_0;
       SDA_0; 
       delay_us(20);
       SCL_1;
       delay_us(20);
       SDA_1; 
       delay_us(20);
   }
   ```

2. **读取传感器数据并显示**

   ```c
   int main(void) {
       unsigned char dis[10];
       WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; 
       if (CALBC1_1MHZ == 0xFF) {
           while (1);
       }
       DCOCTL = 0;
       BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;
       DCOCTL = CALDCO_1MHZ;
       OLED_Init();
       OLED_ShowString(0, 0, "SHT30:");
       IIC_Init();
       delay_ms(50);
       while (1) {
           IIC_Start();
           IIC_Send_Byte(SHT30W);
           while (IIC_Wait_Ack());
           IIC_Send_Byte(0x22);
           while (IIC_Wait_Ack());
           IIC_Send_Byte(0x20);
           while (IIC_Wait_Ack());
           delay_ms(2);
           IIC_Start();
           IIC_Send_Byte(SHT30W);
           while (IIC_Wait_Ack());
           IIC_Send_Byte(0xe0);
           while (IIC_Wait_Ack());
           IIC_Send_Byte(0x00);
           while (IIC_Wait_Ack());
           temp = (BUFt[0] << 8) | BUFt[1];
           humi = (BUFt[3] << 8) | BUFt[4];
           temp = (u16) (175 * (float) temp / 65535 - 45);
           humi = (u16) (100 * (float) humi / 65535);
           delay_ms(10);
           dis[0] = temp % 100 / 10 + '0';
           dis[1] = temp % 10 + '0';
           dis[2] = 'C';
           dis[3] = 0;
           OLED_ShowString(0, 2, dis);
           dis[0] = humi % 100 / 10 + '0';
           dis[1] = humi % 10 + '0';
           dis[2] = '%';
           dis[3] = 0;
           OLED_ShowString(0, 4, dis);
           delay_ms(200);
       }
   }
   ```

成功地实现了 MSP430 单片机与 SHT30 温湿度传感器之间的 I2C 通信，并将读取到的温湿度数据实时显示在 OLED 屏幕上。

# 全部代码

```cpp
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

![在这里插入图片描述](/static/img/images/02999.png)

【TB作品】MSP430G2553单片机，MSP430 单片机读取 SHT30 传感器并显示数据

#### 作品功能





这个项目是一个使用单片机和HC595芯片驱动数码管显示的秒表。秒表可以记录时间，以秒和百分之一秒为单位，并通过按键进行启动和暂停操作。这个简单但功能完整的秒表项目展示了如何使用串行输入/输出移位寄存器HC595和MSP430单片机来驱动数码管显示数字。

#### 作品硬件材料

- **MSP430 单片机**

- **HC595 移位寄存器 + 共阳极数码管**

- **按键**


#### 电子元器件如何连接

在这个项目中，我们将使用MSP430单片机来控制HC595移位寄存器，从而驱动数码管显示时间。以下是详细的连接步骤：

1. **HC595与MSP430的连接**

   - **VCC** 和 **GND** 分别连接到电源和地。

   - **RCK** (锁存时钟) 连接到 **P2.1** 引脚。

   - **SCK** (移位时钟) 连接到 **P2.2** 引脚。

   - **DIO** (数据输入) 连接到 **P2.0** 引脚。

2. **数码管与HC595的连接（模块自己带了）**

   - 数码管的各段连接到HC595的输出引脚。

   - 由于是共阳极数码管，需要通过电阻将数码管的公共阳极连接到电源正极。

3. **按键连接**

   - 按键的一端连接到 **P1.3** 引脚，另一端接地。

   - 按键的上拉电阻连接到 **P1.3** 和电源正极。

#### 程序代码解析

以下是程序代码的主要部分解释：

1. **初始化函数 `init_hc595`**

   ```c
   void init_hc595(void) {
       P2DIR |= BIT0;
       P2OUT &= ~BIT0;
       P2DIR |= BIT1;
       P2OUT &= ~BIT1;
       P2DIR |= BIT2;
       P2OUT &= ~BIT2;
   }
   ```

   该函数将P2.0、P2.1和P2.2引脚配置为输出，用于控制HC595的移位时钟、锁存时钟和数据输入。

2. **数据写入函数 `LedScreen_WrTwoByte`**

   ```c
   void LedScreen_WrTwoByte(unsigned char SEGDat, unsigned char COMDat) {
       // 数据传输和移位时钟的实现
   }
   ```

   该函数用于将两个字节的数据（段选和位选）传输到HC595，从而控制数码管显示。

3. **主函数 `main`**

   ```c
   int main(void) {
       WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 停止看门狗定时器
       // 初始化系统时钟、定时器和按键
       // 设置初始显示内容
       while (1) {
           if (!(P1IN & BIT3)) {
               start = !start; // 切换开始/暂停状态
               while (!(P1IN & BIT3));
           }
       }
   }
   ```

   主函数初始化系统，进入主循环等待按键输入以启动或暂停秒表。

4. **定时器中断服务程序**

   ```c
   __interrupt void Timer_A(void) {
       // 定时器中断处理，用于更新时间和数码管显示
   }
   ```

   定时器每2毫秒触发一次中断，用于更新计时和数码管显示内容。


# 全部代码

```cpp
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

【TB作品】MSP430G2553单片机，使用595数码管制作的秒表

### 使用MSP430制作一个简单电子琴





## 作品功能

这个项目基于MSP430单片机，实现了一个简单的电子琴。通过按键输入，电子琴可以发出对应的音符声音。具体功能包括：

1. 按下按键时发出对应音符的声音。

2. 松开按键时停止发声。

3. 支持C调低音、中音和高音。

## 硬件材料

1. **MSP430 单片机**

2. **蜂鸣器**

3. **矩阵键盘**


## 电子元器件如何连接

### 按键

- **按键1** 接 P1.3

- **按键2** 接 P1.4

- **按键3** 接 P1.5

- **按键4** 接 P2.0

- 其他按键 P1.0 P1.1 P1.2

### 蜂鸣器

- **蜂鸣器控制引脚** 接 P2.2

## 代码讲解

### 1. 宏定义和函数声明

定义了延时函数和不同音调的频率宏，提供了音符与频率之间的映射。

```c
#include <msp430.h>
#define SYSCLK  1000000
#define CPU_F   ( (double) 1000000)                                                    
#define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F * (double)x / 1000000.0))
#define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F * (double)x / 1000.0))
#define L1  262
#define L2  286
#define L3  311
#define L4  349
#define L5  392
#define L6  440
#define L7  494
#define Z1  523
#define Z2  587
#define Z3  659
#define Z4  698
#define Z5  784
#define Z6  880
#define Z7  987
#define H1  1046
#define H2  1174
#define H3  1318
#define H4  1396
#define H5  1567
#define H6  1760
#define H7  1975
#define IN1 (P1IN & BIT3)
#define IN2 (P1IN & BIT4)
#define IN3 (P1IN & BIT5)
#define IN4 (P2IN & BIT0)
const char map[] = { 12, 9, 6, 3, 11, 8, 5, 2, 10, 7, 4, 1 };
int fre_st[] = { L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7 };
```

### 2. 主函数

初始化系统时钟、按键、蜂鸣器等模块。通过循环检测按键输入，根据按键播放对应的音调。按下按键时蜂鸣器发声，松开按键时停止发声。

```c
int main(void) {
    char key;
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
    if (CALBC1_1MHZ == 0xFF) { // If calibration constant erased
        while (1); // do not load, trap CPU!!
    }
    DCOCTL = 0; // Select lowest DCOx and MODx settings
    BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range
    DCOCTL = CALDCO_1MHZ; // Set DCO step + modulation
    // 定时器中断初始化
    CCTL0 = CCIE; // CCR0 interrupt enabled
    CCR0 = 0;
    TACTL = TASSEL_2 + MC_0; // SMCLK, upmode
    // 键盘引脚初始化
    P1SEL = 0;
    P1DIR |= (BIT0 + BIT1 + BIT2); // P1.0, P1.1, P1.2是输出
    P1OUT |= (BIT0 + BIT1 + BIT2); // P1.0, P1.1, P1.2输出高电平
    P1DIR &= ~(BIT3 + BIT4 + BIT5);
    P1REN |= (BIT3 + BIT4 + BIT5);
    P1OUT |= (BIT3 + BIT4 + BIT5);
    P2DIR &= ~(BIT0);
    P2REN |= (BIT0);
    P2OUT |= (BIT0);
    // 蜂鸣器引脚初始化
    P2DIR |= BIT2; // P2.2 output
    P2SEL |= BIT2; // P2.2 for TA1.1 output
    while (1) {
        key = get_key(); // 获取按键
        if (key) {
            key = map[key - 1];
            TA1CCR0 = SYSCLK / fre_st[key - 1]; // 选一个频率
            TA1CTL = TASSEL_2 + MC_1; // SMCLK, up mode
        } else {
            TA1CTL = TASSEL_2 + MC_0; // 停止蜂鸣器
        }
    }
}
```

## 全部代码

```cpp
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

![在这里插入图片描述](/static/img/images/03000.png)


![在这里插入图片描述](/static/img/images/03001.png)

【TB作品】MSP430F5529 单片机，简单电子琴

我是一个专注技术分享的博主,尤其爱搞深度学习和单片机电子。你现在看到的是我的个人博客网站。