单片机-基于单片机的闹钟万年历(带超声波模块)

一、设计要求

（1）基本部分：作品要利用CPU最小系统外至少5部分硬件电路以同时实现功能，包括但不限于LED、KB、BP、LCD、EEPROM、UART；
（2）创优部分：包括但不限于驱动外接模块、实现算法逻辑、自创硬件；
二、作品介绍
该电子万年历使用AT89C52为核心，采用LCD1602液晶屏显示，动态显示时间，同时以蜂鸣器作为闹钟声音，融合超声波测距模块(HC-SRO4)实现对闹钟的关闭；具体功能如下：
1、显示年月日周，显示格式为“年-月-日 周”；
2、显示时分秒，显示格式为“时-分-秒”；
3、通过按键控制来设置时间以及闹钟，并显示闹钟；
4、显示超声波测距的结果，当闹钟响起，只需要手掌靠近单片机10cm以内即可关闭闹钟；
主体功能原理简介：
1、闹钟模块（蜂鸣器）：

充当电子万年历中的闹铃，接通电源后振荡器产生音频信号通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性振动发声；可通过改变频率控制蜂鸣器音调；
2、控制模块（独立按键）：

这里使用独立按键来对电子万年历进行控制，按下K3停止计时进入设置状态，K1移动设置点，K2使设置点所在的时间加一，K4使用设置点的时间单位来设置闹钟，比如K1移动到小时，按下K2小时数加一，按下K4会设置一个1小时的闹钟，再次按下K3恢复计时；
独立按键的原理是按下接通电路，松开断开电路，但这个过程的信号波形并不是完美的矩形波，在按下与松开这俩个过程均存在一定的抖动；
3、液晶显示模块（LCD1602）：

这里使用LCD1602液晶显示模块来显示时间，闹钟，以及超声波测距的距离，并实时更新变化；
在液晶模块的初始化中需要先设置其显示模式，并且在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无须人工干预；要显示字符时要求先输入显示字符的地址，并且液晶显示屏中第一个字符的地址为40H，若要输入第二行，则需要将需要显示字符的地址位置加80H，即第二行第一个字符应该写入的数据是（40H+80H）;
在其初始化过程中，若要写入命令，则需要将使能端RS电平拉低，若是写入数据，则将RS电平设置为高电平；
LCD1602一些关键指令设置：

4、时钟模块（DS1302）：

这里时钟模块主要负责计时，按照开始设定的时间，通电后就开始走动；内含31个字节静态RAM；采用串行数据传送方式，数据以BCD的形式传送，因此在程序中要将字符数据转换成BCD码的形式，即加上0X30；在I/O数据输入输出过程中，控制指令输入下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302数据输入从0开始；也同样在控制指令字之后的下一个SCLK脉冲的下降沿读取DS1302的数据，读取也是从低位0到高位7；
并且需要注意的是，一次读写操作至少读写俩个字符，一个是控制字节，一个是命令，告诉单片机是读还是写；
5、超声波模块（HC-SRO4）：

超声波模块主要负责测试开发板与周围障碍物距离，便于控制闹钟的关闭，而不需要使用按键去控制，这样显得更加方便和智能；
给它提高一个10uS以上得脉冲触发信号该模块内部将发出8个40kHZ周期电平并检测回波；然后通过发送信号与收到回波的时间间隔来计算距离；
C语言代码：

#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#超声波接线说明 Trig -------  P2^1;Echo -------  P2^0;VCC  -------- +5v; GND  -------- GND
typedef unsigned int u16;	  //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;
//---秒分时日月周年 最低位读写位;-------//
u8 code READ_RTC_ADDR[7] = {
   0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d}; 
u8 code WRITE_RTC_ADDR[7] = {
   0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};

//---DS1302时钟初始化2013年1月1日星期二12点00分00秒。---//
//---存储顺序是秒分时日月周年,存储格式是用BCD码---//
u8 TIME[7] = {
   1, 0, 0x18, 0x26, 0x12, 0x00, 0x20};
u8 CLOCK=0;
unsigned char code ASCII[15] = {
   '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','.','-','M'};
//PIN口定义
#define LCD1602_DATAPINS P0
sbit LCD1602_E=P2^7;
sbit LCD1602_RW=P2^5;
sbit LCD1602_RS=P2^6;
//---定义ds1302使用的IO口---//
sbit DSIO=P3^4;
sbit RST=P3^5;
sbit SCLK=P3^6;
//超声波接口
sbit Trig = P2^1;
sbit Echo = P2^0;
//管脚接线
sbit beep=P1^5;	 
sbit K1=P3^1;
sbit K2=P3^0;
sbit K3=P3^2;
sbit K4=P3^3;	 
u8 SetState,SetPlace;
u16  dis=0;
u8 noise_time0,noise_time1;
unsigned long S=0;
bit flag =0;
u8 disbuff[4] ={
    0,0,0,0};
//闹钟标志
u8 rang_flag=0;  
u8 r_flag=0; 
u8 r1_flag=0;
//延时函数
void delay(u16 i)  //当i=1，大约延时10us
{
   
	while(i--);
}

//DS1302写入命令（地址加数据）
void Ds1302Write(u8 addr, u8 dat)
{
   
	u8 n;
	RST = 0;
	_nop_();

	SCLK = 0;