嵌入式课程设计报告具有日历功能电子时钟.doc

嵌入式系统开发
课程设计专周报告

题目：
具有日历功能的电子时钟
系别及专业：
计算机工程系 计算机应用技术
班级：
10511
学生姓名：
权胜（14） 王希（05） 严家强（23）
指导老师：
宋国明
完成时间：
2012-12-24/2012-12-28

课程设计（报告）
Ⅰ、课程设计题目：具有日历功能的电子时钟

Ⅱ、课程设计步骤及内容

一、课程设计目标
1、培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力；
2、培养学生将理论知识与实际应用结合在一起；
3、培养学生的自我学习能力和解决问题的能力；
4、培养学生的协作意识和团队合作能力；
5、培养学生的总结经验的能力。

二、研究方法及手段应用
1、问题解决模块化，将任务分成若干模块，分模块调试和完成任务；
2、查阅网上的相关素材，查阅相关论文资料，进行比较、研究；
3、在独立思考的基础上，请教老师，和同组同学讨论、学习；
4、反复调试、总结经验、排除差错；
5、连接PC和EDUKIT-III ARM嵌入式开发实验箱，完成整个实验环境搭建；
6、运用μVision4和超级终端软件进行软件编译和进行调试查看；
7、使用ULINK2仿真器下载至实验箱进行观察、调试。

三、课程设计预期效果
1、程序启动后，蜂鸣器响三声，8位LED数码管显示初始值“0”，1秒后显示当前日期和时间，日期格式：****年**月**日，时间格式：*（星期）-**时**分**秒。PC机超级终端同时显示相关的信息。
2、按下“D”键，可进行日期、时间的修改、设置：有按键时，把键值显示到最右侧，后续按键时，把以前的按键左移，把当前按键值显示到最右侧数码管。设置完毕后，按“FUN”键确认，退出设置，时钟显示修改后的时间。
3、显示控制和闹钟设置：
按键“*”，进行数码管闪烁/不闪烁的切换。
按键“A”，设置闹钟时间。时间到达后，闹铃（蜂鸣器）响，按“FUN”键，关闭闹铃。
按键设置时，PC的超级终端显示相应的提示信息，同时把所按的键值，通过串口发送到超级终端显示。
4、闹铃声音频率及音量控制：
按下“B”键时，进入闹铃声音的设置。
采集AIN2的ADC值，根据ADC的值，控制蜂鸣器的声音频率。控制PWM1的频率。（为100Hz 至1KHz，最低值和最高值可以根据实际效果调整）。并把实际调整的频率打印到超级终端，如“100Hz”。
采集AIN1的ADC值，根据ADC的值，控制蜂鸣器的音量。控制PWM1的占空比。（为0% 至100%，最低值和最高值可以根据实际效果调整）.并把实际调整的占空比打印到超级终端上，如“50%”。
按“FUN”键结束设置。

学生姓名： 权胜 王希 严家强
专业年级： 计算机应用技术10511

目录

前言 5
第一章系统设计 6
第一节课题目标及总体方案 6
第二节项目设计模块描述及流程图 5
1、模块描述 6
2、总体设计流程图 6
3、功能设计流程图 7
4、闹钟功能程序流程图 8
一、主函数模块 9
二、功能实现模块 10
1、8个LED灯的按位显示程序 10
2、获取系统时间 11
3、*键功能实现 12
4、按键判断函数 12
5、时间及日期设置 13
6、闪烁/不闪烁切换函数 17
7、发声函数 18
8、键值对应到键盘函数 18
9、中断函数 19
三、闹钟功能实现模块 20
1、A键设置闹钟功能实现 20
2、闹钟设置函数 21
3、闹铃函数 23
第二章 结果与显示 24
结果显示 24
心得体会 24
参考文献 25

前 言

近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。
实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别适用于在各种嵌入式系统忠记录事件发生的时间和相关信息，尤其是在通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度较高领域的无人职守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC器件的新品也不断推出。这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A/D数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。
关键字：嵌入式系统、实时时钟RTC

第一章系统设计
第一节课题目标及总体方案

随着嵌入式技术的发展，我们身边充斥着各类各样的嵌入式电子产品。实时时钟(RTC)就是一种在现代电子设备中应用非常普遍，可以帮助人们实时、准确的掌握时间的器件，如手机、PDA及一些智能仪表都提供了时钟显示。
我们本次课题的目标就是要基于SAMSUNG S3C2410AL-20芯片设计出一个实时时钟，编写C语言可以通过μVision4和超级终端软件调试，然后通过ULINK2仿真器下载至实验箱内进行观察。在试验箱中的LED显示灯上显示出时间和日历。另外，我们将要实现的系统分为三个模块实现，每个模块间相对独立而又相互联系。

第二节项目设计模块描述及流程图

1.模块描述：我先进行了整个系统的规划，将整个系统分为两大模块:第一，主函数模块；第二，功能实现模块（进行时间和闹钟的设定，以及其他一些显示功能）；第三，闹钟功能实现模块。
2.总体设计流程图：

开始
课程目标确定
总体方案规划
流程图设计
查阅资料
模块化设计
编译程序
仿真
硬件观察调试
得到预期效果
优化
结束
N
Y

3、功能设计流程图
开始
程序主界面
0按键

1按键
D按键
A按键
*按键
显示时间
显示日期
时间设置
设置闹钟
闪烁显示
按FUN键确认
再按*不闪烁
显示系统时间
结束
N
N
N
N

4、闹钟功能程序流程图

开始
程序主界面
到达闹铃时间
设置闹钟
FUN键确定
闹铃响
FUN键停止
显示系统时间
结束
A键按下？
N
N
Y
Y

一、主函数模块
int i;
int main(int argc,char **argv)
{
sys_init(); //初始化系统
iic_init_8led(); //初始化8个led灯
for(i=0;i<8;i++)
{
iic_write_8led(0x70, 0x10+i,0xfc); //8个灯全0
}
for(i=0;i<3;i++)
{
jiao(); //调用发声函数
delay(5000);
}
uart_printf("欢迎使用具有日历功能的电子时钟\n请根据提示按键操作\n0键：显示时钟\n1键：显示日期\nA键：设置闹钟\nD键：设置日期时间\n*键：数码管闪烁/不闪烁的切换\n");
rtc_init(); //实时时钟初始化
rtc_display1(); //显示时间
while(1){
rtc_init();
display();
}
}

二、功能实现模块
1、8个LED灯的按位对应显示程序
void display_Time(void) //对应到8个LED灯按位显示
{
iic_init_8led(); //显示时间
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nHour%16]); iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nHour/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+2, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+3, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[g_nSec%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nSec/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nMin%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nMin/16]);
}
void display_data(void)
{
iic_init_8led(); //显示日期
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nYear%4096%256%16]);//取个位
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nYear/16%16]);//取十位
iic_write_8led(0x70, 0x10+2, num[g_nYear/256%16]);//取百位
iic_write_8led(0x70, 0x10+3, num[g_nYear/4096]);//取千位
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[g_nDate%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nDate/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nMonth%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nMonth/16]);
}
2、获取系统时间
void rtc_display1(void)
{ int a;
INT32T nTmp;
rRTCCON = 0x01;
ucChar=0;
st1=1; //代表正在显示时钟 st1=2代表正在显示日期
while(ucChar>29||ucChar<=0)
{
iic_init_8led();
while(1)
{
if(rBCDYEAR==0x99) //获取系统日期及时间
g_nYear = 0x1999;
else
g_nYear = 0x2000 + rBCDYEAR;
g_nMonth = rBCDMON;
g_nWeekday = rBCDDAY;
g_nDate = rBCDDATE;
g_nHour = rBCDHOUR;
g_nMin = rBCDMIN;
g_nSec = rBCDSEC;

if(g_nSec!=nTmp) // 相同时间不显示 节约资源
{
nTmp = g_nSec;
break;
}
}

3、*键功能实现
if(st2==1){ //按*键执行闪烁
for(a=0;a<8;a++){
iic_write_8led(0x70,0x10+a,0x00); //8个灯熄灭
}
delay(1000);//延时1s
display_Time(); //再显示
}else{
display_Time();//未按下不变
}

4、按键判断函数
void display(void)
{
if(ucChar==0x01){ //判断是否按下0键
uart_printf("\n按键0,数码管显示时间:\n");
rtc_display1();//显示时间函数
} else if(ucChar==0x02){ //判断是否按下1键
uart_printf("\n按键1,数码管显示日期:\n");
rtc_display2();//显示日期函数
} else if(ucChar==0x14){ //判断是否按下D键
uart_printf("\n按下键D,进入日期设置，请先输入日期(格式 年年年年月月日日)。输入完成后按fun键确认。\n");
setDate();//设置时间函数
} else if(ucChar==0x1c){ //判断是否按下*键
if(st3==1){ //若按下*键，数码管闪烁显示
uart_printf("\n按下键*,数码管停止闪烁显示。\n");
st3=0;
ss(); //调用闪烁/不闪烁切换
}else{ //再次按下*键，数码管停止闪烁
uart_printf("\n按下键*,数码管闪烁显示。\n");
st3=1;
ss();
}
} else if(ucChar==0x11){ //判断是否按下A键
uart_printf("\n按下键A,设置闹钟。请输入闹钟时间,按fun键确认。\n");
isAlam=1;//已设置了闹钟
alam_jiao();//调用闹铃函数
} else if(st1==1){ //判断当前是否显示时间，调用显示时间函数
rtc_display1();
} else if(st1==2){ //判断当前是否显示日期，调用显示日期函数
rtc_display2();
}
}
5、时间及日期设置函数
void setDate(void)
{
int i,u;
ucChar=0;
for(u=0;u<8;u++){
iic_write_8led(0x70,0x10+u,0x00); //灯灭
}
i=0;
while(1)
{
iic_init_8led();
while(g_nKeyPress--)
{keyboard_init();
g_nKeyPress = 0;//按键值置0
while(g_nKeyPress == 0);//空循环，等待有键按下
iic_read_keybd(0x70, 0x1, &ucChar); if(i==8||i==17){ //判断日期和时间输入完成
while(1){
while(g_nKeyPress--){
keyboard_init();
g_nKeyPress=0;
while(g_nKeyPress==0);
iic_read_keybd(0x70, 0x1, &ucChar);
ucChar=key_set(ucChar);
if(ucChar==0xff){ //按下FUN键确认
if(i==8){
uart_printf("\n完成日期设置，继续设置时间（格式 星期-时时分分秒秒）\n");
}else{
uart_printf("\n完成时间设置。\n");
}
i++;
break;
}
}
if(i==9||i==18){//输入超出，跳出程序
break;
}
}
}
if(ucChar != 0)//判断是否有键按下，并对应LED灯8位按位显示
{
ucChar= key_set(ucChar);
switch(i){
case 0:
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nYear=ucChar*4096; //设置年
i++;
break;
case 1:
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nYear=g_nYear+ucChar*256;
i++;
break;
case 2:
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nYear/256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nYear=g_nYear+ucChar*16;
i++;
break;
case 3:
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nYear/256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nYear/16%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nYear=g_nYear+ucChar;
i++;
break;
case 4:
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nYear/256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nYear/16%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nYear%4096%256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nMonth=ucChar*16;//设置月
i++;
break;
case 5:
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nYear/256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nYear/16%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nYear%4096%256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nMonth/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nMonth= g_nMonth+ucChar;
i++;
break;
case 6:
iic_write_8led(0x70, 0x10+2, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nYear/256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nYear/16%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nYear%4096%256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nMonth/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nMonth%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nDate=ucChar*16;//设置日
i++;
break;
case 7:
iic_write_8led(0x70, 0x10+3, num[g_nYear/4096]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+2, num[g_nYear/256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nYear/16%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nYear%4096%256%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nMonth/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nMonth%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nDate/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nDate=g_nDate+ucChar;

i++;
break;
case 9:
for(u=0;u<8;u++){
iic_write_8led(0x70,0x10+u,0x00);//8个灯灭
}
i++;
break;
case 10:
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[ucChar]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, 0x02);
g_nWeekday=ucChar;//设置星期
i++;
break;
case 11:
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nHour=ucChar*16;//设置小时
i++;
break;
case 12:
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nHour/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nHour=g_nHour+ucChar;
i++;
break;
case 13:
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nHour/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nHour%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nMin=ucChar*16;//设置分钟
i++;
break;
case 14:
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nHour/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nHour%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nMin/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nMin=g_nMin+ucChar;
i++;
break;
case 15:
iic_write_8led(0x70, 0x10+2, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nHour/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nHour%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nMin/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nMin%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nSec=ucChar*16;//设置秒钟

i++;
break;
case 16:
iic_write_8led(0x70, 0x10+3, num[g_nWeekday]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+2, 0x02);
iic_write_8led(0x70, 0x10+1, num[g_nHour/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+0, num[g_nHour%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+7, num[g_nMin/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+6, num[g_nMin%16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+5, num[g_nSec/16]);
iic_write_8led(0x70, 0x10+4, num[ucChar]);
g_nSec=g_nSec+ucChar;
i++;
break;
case 18:
rRTCCON = rRTCCON & ~(0xf) | 0x1;// No reset, Merge BCD counters, 1/32768, RTC Control enable

rBCDYEAR = rBCDYEAR & ~(0xff) | g_nYear;
rBCDMON = rBCDMON & ~(0x1f) | g_nMonth;
rBCDDAY = rBCDDAY & ~(0x7) | g_nWeekday; rBCDDATE = rBCDDATE & ~(0x3f) | g_nDate;
rBCDHOUR = rBCDHOUR & ~(0x3f) | g_nHour;
rBCDMIN = rBCDMIN & ~(0x7f) | g_nMin;
rBCDSEC = rBCDSEC & ~(0x7f) | g_nSec;
rRTCCON = 0x0; rtc_display1(); //显示时间函数
break;

}
}
}
}
}

6、闪烁/不闪烁切换函数
void ss(void){
if(st3==0){//若按下*键
if(st1==1){ //判断当前是否显示时间，调用显示时间函数
st2=0;
rtc_display1();
}else if(st1==2){ //判断当前是否显示日期，调用显示日期函数
st2=0;
rtc_display2();
}
}else{//未按下键，再次判断显示日期还是时间，再进行调用当前显示函数
if(st1==1){
st2=1;
rtc_display1();
}else if(st1==2){
st2=1;
rtc_display2();
}
}
}
7、发声函数
void jiao()
{ int u;
rGPFCON=0x5500;
rGPFUP=0;
rGPBCON = rGPBCON & 0xFFFFFC|1;
rGPBDAT &= 0xFFFFFE;
rGPFDAT=0;//初始化蜂鸣器设置
for(u=0;u<100000;u++);
rGPFDAT=0xF0;
for(u=0;u<100000;u++);
delay(5000);//延时5s
rGPBDAT |= 1;
delay(5000);
rGPFCON = 0x55aa;
}

8、键值对应到键盘函数
UINT8T key_set(UINT8T ucChar)
{
switch(ucChar)
{
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
ucChar-=1; break;
case 9:
case 10:
case 11:
case 12:
case 13:
ucChar-=4; break;
case 17:
case 18:
case 19:
case 20:
case 21:
ucChar-=7; break;
case 25: ucChar = 0xF; break;
case 26: ucChar = '+'; break;
case 27: ucChar = '-'; break;
case 28: ucChar = '*'; break;
case 29: ucChar = 0xFF; break;
default: ucChar = 0;
}
return ucChar;
}

9、中断函数
void __irq rtc_int0_int(void)
{
ClearPending(BIT_EINT0);
rRTCRST = (1<<3) | 3;
than 30 g_nSec
}
void __irq rtc_int(void)//到达设定闹钟时间，触发中断
{ int i;
ClearPending(BIT_RTC);
f_nIsRtcInt = 1;
}
void __irq rtc_tick(void)
{
ClearPending(BIT_TICK);
f_unTickCount++;
}

三、闹钟功能实现模块
1、A键设置闹钟功能实现
if(isAlam==1){ //按下A键设置闹钟
//在超级终端上显示 已设定的闹钟为-
uart_printf(" %x:%x:%x %s,%x/%x/%x 已设定闹钟 %x:%x:%x,%x/%x/%x\r",g_nHour,g_nMin,g_nSec,day[g_nWeekday],g_nMonth,g_nDate,g_nYear,rALMHOUR,rALMMIN,rALMSEC,rALMYEAR,rALMMON,rALMDATE);
if(f_nIsRtcInt==1){ //判断到了设定的闹钟
f_nIsRtcInt==0; //到了闹钟时间久置为初始值
isAlam=0;//将设置的闹钟置0（已设置闹钟）
uart_printf("\n闹钟叫了,请按FUN键停止。\n");
naoz();//调用闹钟函数
}
}else{ //未按下A键就不变
uart_printf(" %x:%x:%x %s,%x/%x/%x\r",g_nHour,g_nMin,g_nSec,day[g_nWeekday],g_nMonth,g_nDate,g_nYear);

}
keyboard_init();//接受键盘的输入，并且将值放在ucChar
g_nKeyPress = 0;
iic_read_keybd(0x70, 0x1, &ucChar);
}
display();//按键判断函数
rRTCCON = 0x0; // No reset, Merge BCD counters, 1/32768, RTC Control disable(for power consumption)
}

void naoz(void){//闹钟函数
int i;
while(1){ //闹钟响后，按FUN键停止
while(g_nKeyPress--){
keyboard_init();//接受键盘的输入，并且将值放在ucChar
g_nKeyPress=0;
iic_read_keybd(0x70, 0x1, &ucChar);
ucChar=key_set(ucChar);
if(ucChar==0xff){ //按下FUN键
ucChar=0; //给按键值置0
uart_printf("\n闹钟已停止。\n");
return