实验报告：基于51单片机的数码管万年历电子时钟

一、实验背景

本实验旨在利用51单片机实现一个具备电子时钟功能的数码管万年历。系统能够显示公历、农历和星期，并通过按键实现时间和日期的调整。本实验涉及的主要芯片包括DS1302时钟芯片和74LS138译码器。

二、实验器件

51单片机（型号：STC89C52）
DS1302时钟芯片
74LS138译码器
数码管
按键
电源模块

三、硬件连接

DS1302连接：
- RST 接 P3.2
- SCLK 接 P3.3
- DATA 接 P3.4
74LS138连接：
- A 接 P1.0
- B 接 P1.1
- C 接 P1.2
- G1/G2/G3分别接P2.0/P2.1/P2.2
按键连接：
- 按键1 接 P3.5
- 按键2 接 P3.6
- 按键3 接 P3.7
- 按键4 接 P3.1

四、系统功能设计

1. 定时器初始化

定时器1被初始化为1ms的定时中断，用于驱动数码管显示。定时器中断服务程序中，每次中断都会选择下一个数码管并刷新显示内容。

c
void initTimer1(void)
{
    TMOD = 0x10; // Timer1 mode 1
    TH1 = (65536 - 1000) / 256;
    TL1 = (65536 - 1000) % 256;
    EA = 1; // Enable global interrupts
    ET1 = 1; // Enable Timer1 interrupts
    TR1 = 1; // Start Timer1
}

2. 按键驱动

通过扫描按键的电平变化检测按键按下情况，使用简单的延时去抖动。按键检测函数返回按键编号。

c
unsigned char KeySscan(void)
{
    if (key_01 == 0)
    {
        delay_ms_key(10);
        if (key_01 == 0)
        {
            while (key_01 == 0);
            return 1;
        }
    }
    // 类似的代码检测key_02, key_03, key_04
    return 0;
}

3. 74LS138译码器

使用74LS138译码器选择数码管，通过三位二进制输入控制选择一位数码管。

c
void selectOne7Seg(uchar segW)
{
    if (segW <= 8)
    {
        segW = segW - 1;
        LS1 = 1; LS2 = 0; LS3 = 0;
        AA = segW & 0x01;
        BB = segW & 0x02;
        CC = segW & 0x04;
    }
    // 类似的代码选择其他数码管
}

4. DS1302时钟芯片

DS1302用于存储和读取时间信息，通过SPI协议进行通信。初始化和读取时间的函数如下：

c
void Ds1302Init()
{
    uchar n;
    WriteSet1302(0x8E, 0x00); // Disable write protection
    for (n = 0; n < 7; n++)
    {
        WriteSet1302(WRITE_RTC_ADDR[n], TIME[n]);
    }
    WriteSet1302(0x8E, 0x80); // Enable write protection
}
void Ds1302ReadTime()
{
    uchar n;
    for (n = 0; n < 7; n++)
    {
        TIME[n] = ReadSet1302(READ_RTC_ADDR[n]);
    }
}

5. 时间显示

通过读取DS1302中的时间数据，并转换为数码管可显示的格式，按一定的刷新频率在数码管上显示时间信息。

c
void ALL_Display(void)
{
    static char miaoa;
    if (display_mode_alarm_page == 0)
    {
        if (miaoa != TIME[0])
        {
            miaoa = TIME[0];
            display_time_page0(0); // Normal display
        }
    }
    else
    {
        display_time_page0(1); // Setting mode display
    }
}

6. 按键设置

通过按键调整时间和日期，并更新到DS1302中保存。

c
void DoUserKey(unsigned char key)
{
    uchar map[] = { 6, 4, 3, 2, 1, 0 };
    if (key == 1)
    {
        display_mode_alarm_page = (display_mode_alarm_page + 1) % 7;
    }
    else if (key == 2)
    {
        TIME[map[display_mode_alarm_page - 1]]++;
        shiti_Limit(TIME);
        Ds1302Init();
    }
    else if (key == 3)
    {
        TIME[map[display_mode_alarm_page - 1]]--;
        shiti_Limit(TIME);
        Ds1302Init();
    }
    else if (key == 4)
    {
        display_mode_alarm_page = 0;
    }
}

五、实验总结

本实验通过51单片机驱动数码管实现了一个具备显示公历、农历和星期功能的万年历电子时钟。系统可以通过按键调整时间和日期，并实时更新显示。DS1302时钟芯片提供了稳定的时间数据存储和读取功能，74LS138译码器则简化了数码管的驱动设计。本实验验证了硬件与软件结合设计电子时钟的可行性，具有一定的参考价值。

代码资源


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

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