定时闹钟系统设计
学生：XXX 指导教师：XXX
内容摘要：时间是现代社会中不可缺少的一项参数，无论是平时生活还是社会生产都需要对时间进行控制，有的场合对其精确性还有很高的要求。本设计采用单片机芯片进行计时，由于AT89C51系列单片机的体积小，成本低，控制器运算能力强，处理速度快，可以精确计时，对于社会生产有着十分重要的作用。
在此次设计中，AT89C51单片机芯片是主要的元器件，通过它来控制电路的LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成的硬件电路，再利用软件来执行一定的程序来实现LCD电子定时闹钟计时功能和定时闹铃的设置和控制。由于系统所用元器件较少，单片机所被占用的I/O口不多，因此系统具有一定的可扩展性。
关键词：单片机计时 AT89C51
Timing alarm clock system design
Abstract: Time is the indispensable in the modern society, whether a parameter normally live or social production all need to control over time, some occasions to its accuracy and high requirements. This design USES the monolithic integrated circuit chips for timing, due to the volume of the series microcontroller AT89C51 is small, low cost, operation ability, controller processing speed, can accurate timing for social production, plays a very important role.
In this design, AT89C51 chip is the main components, by which it can control circuit of LCD, crystals, resistor, capacitor, light-emitting diodes, switch, loudspeaker elements such as hardware circuit, reuse of software to perform certain procedures to achieve LCD electronic timing alarm clock function and regular alarm Settings and control. Because the system which is less, SCM used components is occupied I/O mouth not much, so system has certain expansibility.
Key word：SCM Timing AT89C51
目录
前言 (1)
1 定时闹钟设计目的和功能 (1)
1.1 设计定时闹钟的目的和意义 (1)
1.2 LCD电子闹钟的特点和功能介绍 (1)
1.2.1 数字钟介绍 (2)
1.2.2 电子钟设计特点 (2)
1.2.3 电子钟的主要功能 (2)
2 总体方案设计 (2)
2.1 总体设计方案 (2)
2.2 AT89C51芯片介绍 (3)
2.2.1 单片机介绍 (3)
2.2.2 MCS–51单片机内部总体结构 (4)
2.2.3 MCS-51单片机的引脚 (5)
3 硬件设计 (8)
3.1 主控芯片AT89C51的设计 (8)
3.2 时钟电路部分设计 (10)
3.3 LCD显示电路部分 (11)
3.4 喇叭部分的电路 (12)
4 软件设计 (13)
4.1 软件设计概述 (13)
4.2 主函数的设计 (13)
4.3 部分设计思想的说明 (15)
4.3.1 程序初始化 (15)
4.3.2 闹钟的实现 (16)
4.3.3 显示程序 (16)
6 结束语 (17)
参考文献 (19)
基于LCD定时闹钟设计
前言
现在是一个高度发达的高科技的时代，目前单片机正朝向高性能和多品种方向发展，而且进一步向低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路内装化等几个方向发展。单片机的应用还从根本上改变了传统的控制系统设计思想和方法。从前必须由模拟电路和数字电路实现的大部分功能，现在已经能够用单片机运用软件方法来实现了，因此称之为软件代替硬件的控制技术。一个世纪以来，单片机技术如今已经受到了迅速的推广及运用。渗透到我们生活的各个领域，在智能仪器，工业控制，家用电器，计算机网络和通信等都得到广泛的应用。世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业大批竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。随着集成电路技术的不断发展，单片机的性能也在不断提高，其应用的范围必将越来越宽广。
LCD电子定时闹钟使用数字电路技术实现时分秒计时的装置，有更高的准确性和直观性，寿命更长，广泛的应用于家庭，车站，办公室等场所，成为人们日常生活不可缺少的必需品，它给人们带来了很大的方便。
由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以，以单片机为核心的数字时钟是很有社会意义和社会价值的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能。
现在是高度发达的社会，时间观念很重要，自古以来人们对时间的控制都是十分棘手的问题，俗话说事件就时间就是生命，LCD电子定时闹钟的多功能化必定将一步一步的开拓出来。与时间相关的产品在任何时候都是不可或缺的物质，它的前景一如既往的远大。
1 定时闹钟设计目的和功能
1.1 设计定时闹钟的目的和意义
设计可以让我对所学过的知识进行系统的回顾和总结。不仅如此，我在主动去找寻找更多的资料的同时，了解了更多的知识，也培养了我的设计能力和解决实际问题的能力，增强了自我的学习能力。通过本LCD电子定时闹钟的设计我也初步掌握了组成系统、编程、调试等能力应用，并且初步了解了单片机应用系统开发研制过程，软件和硬件设计的方法。
1.2 LCD电子闹钟的特点和功能介绍
1.2.1 数字钟介绍
时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块中最常见的正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。而LCD电子定时闹钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置,它的计时周期为24小时，另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。目前电子钟广泛用于各种私人和公众场合,成为我们生活、工作和学习中不可缺少的好帮手。
由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核心的数字时钟是很有意义的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能，本设计中LCD电子时钟采用LCD显示时间和日期年月，直观实用，而且可以方便的校调，附带的万年历和定时功能也是很方便和实用的。
1.2.2 电子钟设计特点
LCD电子定时闹钟是一种基于单片机技术的多功能、多用途的电子产品，有电子时钟、日期显示、定时闹铃等多种功能。本设计产品性能卓越，功能丰富，采用LCD显示更加直观，是一个比较实用的电子产品。
1.2.3 电子钟的主要功能
★可以显示24小时制“时时-分分-秒秒”，LCD显示。
★可以显示日期，具有万年历功能。
★可以方便的设定定时时间、修改定时时间，闹铃功能，预设定时时间到将发出闹铃声。
★能够修改时钟时间的时、分、秒，能够修改日期的年月日。
2 总体方案设计
2.1 总体设计方案
LCD定时闹钟，是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他外围硬件电路，用汇编语言设计的程序来实现的。根据C51单片机的外围接口特点扩展相应的硬件电路，
然后根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，再利用软件执行一定的程序来实现数字钟的功能。由于采用集成芯片性的单片机来制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、精确度高，也可方便扩充其他功能，实现也十分简单。
这次定时闹钟设计是利用AT89C51单片机为主控芯片，由LCD 、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成硬件电路，通过编写软件程序来实现和控制的数字定时闹钟。
总体的硬件系统结构框图如图2.1-1所示。
图2.1-1 硬件电路概念示意图
其中AT89C51为硬件系统的核心部分，震荡电路为单片机芯片提供时钟信号，调时电路用来设置时间和闹铃时间，输出分为两部分；一部分连接到LCD 用于时间的显示，一部分连接到喇叭，用于闹铃声音的输出。 2.2 AT89C51芯片介绍 2.2.1 单片机介绍
单片微型计算机（Single Chip Micro Computer ）简称单片机(SCM)。它是将组成微型计算机的各部件：中央处理器（CPU ）、储存器、I/0接口电路、定时器/计数器等，集成在一块电路芯片上，构成一个完整的微型计算器。
★单片机的发展趋势
★当前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展。预计，单片机将进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几
AT89C51
震荡 电路
调时电路
喇叭
LCD
片选
代码
个方向发展。
★单片机的特点
★性能价格比高。
★集成度高、体积小、可靠性高。由于单片机将各功能部件集成在一块芯片上，且内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，从而大大提高单片机的可
靠性与抗干扰能力。另外，因其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，
适合在恶劣环境下工作。
★控制功能强。为满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O接口的逻辑操作极为处理功能。单片机的逻辑控制功能及运
行速度均高于同一档次的微型计算机。
★低能耗、低电压，便于生产便携式产品。
★外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。
★单片机的系统扩展和系统配置较经典、规范，易于构成各种规模的应用系统。
★单片机的应用
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
★单片机的分类
单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类：
★通用型单片机具有比较丰富的内部资源，性能全面且适应性强，能覆盖多种应用需求。
★专用单片机是专门针对某个特定产品的，例如，专用于电机控制的单片机、车载电子设备、语音信号处理和家用电器中的单片机等。
2.2.2 MCS–51单片机内部总体结构
MCS–51系列单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、输入/输出接口、系统总线等基本部件构成微型计算机基本部件的8位单片机，其内部构造如图2.2.2-1所示
图2.2.2-1 MCS-51单片机内部总体结构图
2.2.3 MCS-51单片机的引脚
MCS-51单片机的引脚图、逻辑图见图2.2.3-1。
★引脚功能说明
★Vcc ：电源电压，GND ：接地 ，P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位以吸收电流的方式驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组端口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0口指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
C P U
存储器
并行I/O 接口
定时器 / 计数器中断系统
P 0～P 3
TXD RXD
T IN T
并行I/O 接口
图2.2.3-1 MCS-51单片机的引脚图、逻辑图
★P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL ）。
★另外，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX ），参见表2.2.3-1。
★Flash 编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。
表2.2.3-1 P1.0和P1.1的第二功能
★P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对P2端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL ）。
引脚号 功能特性
P1.0 T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出 P1.1
T2EX （定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）
2.3/0P INT 6.3/P WR
3.3/1P INT 0.1P 1.1P 2.1P 3.1P
4.1P
5.1P
6.1P
7.1P PD V RST /0.3/P RXD 1.3/P TXD 4
.3/0P T 5
.3/1P T 7.3/P RD 2XTAL 1XTAL Vss
1234567891011121314151617181920
Vcc 0.0P 1.0P 2.0P 3.0P 4.0P 5.0P 6.0P 7.0P Vpp EA /PROG ALE /PSEN 7.2P 6.2P 5.2P 4.2P 3.2P 2.2P 1.2P 0
.2P 21222324252627282930313233343536373839408031
8051
8751
Vcc Vss PD V RST /1
XTAL 2XTAL Vpp EA /PSEN PROG
ALE /P3口
第二功能
P0口
P1口
P2口
地址数据总线
地址总线
8031
8051
8751
★在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX＠DPTR 指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX＠RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。
Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。
★P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.2所示：表2.2.3-2 P3口的第二功能
端口引脚第二功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 INT0（外中断0）
P3.4 INT1（外中断1）
P3.5 T0（定时/计数器0）
P3.6 T1（定时/计数器1）
P3.7 WR（外部数据存储器写选通）
P3.8 RD（外部数据存储器读选通）
此外，P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
★RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
★ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，禁止ALE
操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
★PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输
出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次RSEN信号。
★EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被编
程，复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。
Flash存储器编程时，该引脚要加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是
该器件是使用12V编程电压VPP。
★XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
★XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
3 硬件设计
3.1 主控芯片AT89C51的设计
单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内集成了计算机的各种功能部件，构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来，国际上单片机的发展迅速，其产品之多令人目不暇接，单片机应用不断深入，新技术层出不穷。在我们日常学习和生活中，常见的有51系列、52系列、PIC系列等。其中51系列的单片机的模块化结构比较典型，为许多大公司和个人所采纳。
在LCD电子闹钟设计中就是采用利用我们熟悉的AT89C51单片机为主控芯片。AT89C51单片机由微处理器，存储器，I/O口以及特殊功能寄存器SFR等部分构成。其存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间，片内程序存储器的容量为4KB，片内数据存储器为128个字节。89C51单片机有4个8位的并行I/O口：P0口，P1口，P2口和P3口。各个接口均由接口锁存器，输出驱动器，和输入缓冲器组成。P1口是唯一的单功能口，仅能用作通用的数据输入/输出口。P3口是双功能口除了具有数据输入/输出功能外，每条接口还具有不同的第二功能，如P3.0是串行输入口线，P3.1口是串行输出口线。在需要外部程序存储器和数据存储器扩展时，P0可作为分时复用的低8位地址/数据总线，P2口可作为高8位的地址总线。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号.
各口管脚的备选功能如下所示： P3.0 RXD （串行输入口）；
P3.1 TXD （串行输出口）； P3.2 /INT0（外部中断0）； P3.3 /INT1（外部中断1）； P3.4 T0（记时器0外部输入）； P3.5 T1（记时器1外部输入）； P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）； P3.7 /RD （外部数据存
储器读选通）。
RST ：复位输入。当器件被复位时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。 /EA/VPP ：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH ）不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA 将内部锁定为RESET ；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（VPP ）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入； XTAL2：来自反向振荡器的输出。
AT89C51单片机由微处理器，存储器，I/O 口以及特殊功能寄存器SFR 等部分构成。 其存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间，片内程序存储器的容量为4KB ，片内数据存储器为128个字节。89C51单片机有4个8位的并行I/O 口：P0口，P1口，P2口和P3口。各个接口均由接口锁存器，输出驱动器，和输入缓冲器组成。P1口是唯一的单功能口，仅能用作通用的数据输入/输出口。P3口是双功能口除了具有数据输入/输出功能外，每条接口还各有第二功能，如P3.0是串行输入口线，P3.1口是串行输出口线。在需要外部程序存储器和数据存储器扩展时，P0可作为分时复用的低8位地址/数据总线，P2口可作为高8位的地址总线。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。AT89C51单片机的封装及管脚分布如图3.1-1所示。
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29
RST
9
P0.0/AD0
39P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T 014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T 115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1
AT89C51
图3.1-1 AT89C51单片机封装及管脚分布图
3.2 时钟电路部分设计
AT89C51系列的单片机的时钟方式分为内部方式和外部方式。内部方式就是在单片机的XTAL1和XTAL2的两引脚外接晶振，就够成了自激振荡器在单片机内部产生时钟脉冲信号。外部时钟方式是把外部已经有的时钟信号引入到单片机内部。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。
LCD电子闹钟设计是采用内部时钟方式，用一个12MHz晶振和两个30Pf瓷片电容组成，为单片机提供标准时钟，其中两个瓷片电容起微调作用.其电路图见图3.2-1。
之所以采用高性能的振荡电路，因为：
★单片机电子钟的计时脉冲基准是由外部晶振的频率经过12分频后提供，采用内部的定时/计数器来实现计时功能。所以，外接晶振频率精确度直接影响电
子钟计时的准确性。
★单片机电子钟利用内部定时/计数器溢出产生中断（12M晶振一般为50ms）再乘以相应的倍率来实现秒、分、时的转换。大家都知道从定时/计数器产生
中断请求到响应中断需要3-8个机器周期，定时中断子程序中的数据入栈和
重装定时/计数器的初值还需要占用数个机器周期，还有从中断入口转到中断
子程序也要占用一定的机器周期。
图3.2-1 时钟电路
3.3 LCD显示电路部分
为了获得更好的效果本设计并没有采用常见的LED，而是采用了型号为1602的 LCD。LCD有LED数码显示更好的更的直观效果，也更加经久耐用。液晶显示模块体积小功耗低、显示内容丰富，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件之一了。本LCD是2行16列液晶可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）. 该模块也可只用
D4-D7作为四位数据分两次传送。这样的话可以节省MCU的I/O口资源。
引脚说明，见表3.3-1。
VDD：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压；
VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地；
RS：MCU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平；
R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据；
E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。
D0－D7：8位数据总线，三态双向。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以
只使用4位数据线D4－D7接口传送数据。本充电器就是采用4位数据传送方式；
BLA ： LED 背光正极。需要背光时，BLA 串接一个限流电阻接VDD ，BLK 接地，实测该模块的背光电流为50mA 左右；
BLK ： LED 背光地端。
表3.3-1 LCD 显示屏引脚说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VCC 电源地 9 D2 双向数据口 2 VDD 电源正极 10 D3 双向数据口 3 VL 对比度调节 11 D4 双向数据口 4 RS 数据/命令选择 12 D5 双向数据口 5 R/W 读/写选择 13 D6 双向数据口 6 E 模块使能端 14 D7 双向数据口 7 D0 双向数据口 15 BLK 背光源地 8
D1
双向数据口
16
BLA
背光源正极
3.4 喇叭部分的电路
扬声器的电路部分比较简单，如图3.4-1，通过单片机发出的控制信号经过简单的放大和处理后直接控制LS1喇叭。
图3.4-1 SPEAKER 部分电路图
其中2N5088的参数为： 类型:NPN
R9
1k
Q1
2N5088
R10
100
LS1
SPEAKER
R11
1k
K1
集电极－发射集最小雪崩电压Vceo(V):30 集电极最大电流Ic(max)(mA):0.050 直流电流增益hFE 最小值(dB):350 直流电流增益hFE 最大值(dB):－ 最小电流增益带宽乘积Ft(MHz):50 封装/温度(℃):TO92/-55~150
采用2N5088将获得更好更纯净的声音信号LS1是经典常见的喇叭。 硬件总电路图如图3.4-2所示。
图3.4-2 硬件总电路
4 软件设计
4.1 软件设计概述
这里用汇编的单片机程序构成了本LCD 电子闹钟的软件系统。该程序实现时间及定时(时间以0点0分0秒为基准计算，闹铃定时以0时0分为基准计算）的显示，有外中断0和五个开关实现校时，闹钟功能。其中程序的晶振频率为12MHz ，最小计时单位为1/20秒。
主芯片p0.1-p0.7输出数据到LCD 数据总线，p2.0-2.2输出LCD 控制信号，P3.7输出声音信号，.P1.4-P1.5输入外部控制信号，整个软件系统也是根据这个关系连接成一个完整的系统。最后经过反复的修改和实验最终确定了主程序。 4.2 主函数的设计
LCD 电子闹钟的的主程序流程图如图4.2-1所示：
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1
AT89C51
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07
E 6
R W 5R S 4V S S
1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
R11k R21k R31k R41k R51k R61k R71k R8
1k
R9
1k
Q1
2N5088
R10
100
LS1
SPEAKER
R11
1k
K1K2
X1
CRYSTAL
C1
220p
C2
220p
电气04-40401010412赵化正
NO YES
YES
图4.2-1 主函数流程图
程序初始化 P1.4=1？
显示闹钟定时
显示日期时间
判断是否到闹钟定时时间
LS1喇叭响
ＣＰＵ系统初
始化
启动走时
图4.2-2 主函数流程图
4.3 部分设计思想的说明
4.3.1 程序初始化
在系统开始上电时，需要对C51主芯片和周边电路进行初始化.首先初始化主芯片：
ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP TIMER0
【摘要】众所周知闹钟对我们日常生活来讲是一个很重要的工具，因而我利用单片机AT89C52制作一个简单的倒计时定时闹钟。本设计利用单片机的内部中断资源和按键的基本使用方法构思而成。利用按键设定需要定时的时间长短，利用中断设置20次中断定义一秒，然后利用程序设计时间倒数。并使用4个8段数码管显示分和秒，并且定时结束后使用电铃警示。硬件系统利用proteus仿真，在仿真中就能观察到系统的实际运行情况。 【关键字】 单片机AT89C51 倒计时定时中断 protues仿真 一、设计项目简介 基于51单片机进行简单闹钟设计。四位数码管从左往右分别代表十分位，分位，十秒位，秒位。按动对应按键能增加各个位的数值，按动开始计时按键能开始倒计时。 二、硬件设计 1.总体设计思路 控制芯片使用比较熟悉的AT89C52单片机芯片，数码管使用四位相连的8段共阴数码管，并且使用74HC573锁存器控制数码管的显示。在定时过程使用s1控制十分位，s2控制分位，s3控制十秒位，s4控
制秒位，s5开始倒计时。 基本思路设计如下： 2. AT89C52芯片介绍 80C52是INTEL 公司MCS-51系列单 片机中基本的产品，它采用INTEL 公司可靠的CHMOS 工艺技术制造的 高性能8 位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS 产品。它结合了HMOS 的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。 80C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM 、8k 片内程序存储器（ROM ）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡
塔里木大学信息工程学院 《单片机原理与外围电路》课程论文 题目：单片机定时闹钟设计 姓名：海热古丽·依马木 学号： 15 班级：计算机15-1班
摘要：本设计是单片机定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能，而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。?本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C51芯片，用6位LED数码管来进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过S1、S2、S3、和S4四个功能按键可以实现对时间的修改和定时，定时时间到喇叭可以发出报警声。在软件方面采用汇编语言编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和定时闹钟、复位等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：单片机、AT89C51、定时闹钟、仿真? Abstract：T his design is a single-chip timing alarm system, can not only realize the function of system requirements, and there are additional functions, which can set up and modify the display time. Timing alarm clock this design adopts the AT89C51 chip on the hardware side, with 6 LED digital tube to display. LED P0 export driven, by using dynamic scanning display, can accurately display always - sub - seconds seconds. Through the S1, S2, S3, and S4 four function keys can be achieved on the time changes and timing, timing to the horn can send out alarm sound. Using assembly language programming in the software. The timing clock system has functions of time display, timing and timing alarm clock, reset and other functions, and the system simulation to obtain correct results. Keywords: single chip microcomputer, AT89C51, alarm clock,
定时闹钟设计 摘要： 本设计目的是利用单片机设计制作一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间以及闹铃的时间并且显示出来，若时间到则发出一阵声响。 本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C52芯片，用6位LED数码管进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过五个功能按键可以实现对时间的修改、定时和闹铃终止，闹钟设置的时间到时蜂鸣器可以发出声响。在软件方面用C51编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和设置闹钟、停止响铃等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：定时闹钟；蜂鸣器；AT89C52；74HC245；
目录 第1章绪论 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求和任务 (1) 1.2.1设计要求： (1) 1.2.2设计任务： (1) 1.3论文主要内容 (1) 第2章系统总体设计 (2) 2.1系统设计需求 (2) 2.2总体设计方案 (2) 2.3系统软件 (3) 2.4系统硬件 (3) 第3章系统硬件设计 (4) 3.1系统硬件模块及功能 (4) 3.2主控模块 (4) 3.2.1主芯片AT89C52 (4) 3.2.2时钟电路设计 (7) 3.2.3 74HC245芯片 (7) 3.3 LED显示模块 (9) 3.4 按键模块 (9) 3.5警报模块 (10) 第4章系统软件设计 (11) 4.1系统软件设计概述 (11) 4.2主程序设计 (11) 4.3单片机的中断系统 (11) 4.3.1中断源 (11) 4.3.2中断的优先级别 (12) 4.4主程序 (12) 第5章系统测试 (13) 5.1测试内容 (13) 5.2测试环境 (13) 5.3测试步骤 (13) 5.3.1测试环境的构建 (13) 5.3.2测试内容 (14) 5.4测试结果 (14)
#include 河南工业职业技术学院 毕业设计报告 定时闹钟 姓名： 学号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 年月日 本设计是定时闹钟的设计,由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机电子定时闹钟。电子钟设计可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。数字电子钟是用数字集成电路构成的,用数码管显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, AT89C51的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有128B 的RAM、32条I/O口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等。AT89C51单片机结合七段显示器设计的简易定时闹铃时钟，可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间，若时间到则发出一阵声响，进—步可以扩充控制电器的启停。 设计内容包括了秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以及闹铃指示电路等几部分的设计。采用四个开关来控制定时闹钟的工作状态，分别为：A、设置时间和闹钟的小时；B、设置小时以及设置闹钟的开关；C、设置分钟和闹钟的分钟；D、设置完成退出。 课设准备中我根据具体的要求，查找资料，然后按要求根据已学过的时钟程序编写定时闹钟的程序，依据程序利用proteus软件进行了仿真试验，对出现的问题进行分析和反复修改源程序，最终得到正确并符合要求的结果。 设计完成的定时闹钟达到课程设计的要求，在到达定时的时间便立即发出蜂鸣声音，持续一分钟。显示采用的六位数码管电路，如果亮度感觉不够，可以通过提升电阻来调节，控制程序中延迟时间的长短，可以获得不同的效果。也可以改蜂鸣器为继电器，通过控制继电器从而进一步扩展的来控制一些家电开关。 任务书 一、设计目的 本设计主要是对51单片机的一个方面的扩展，是能实现一般定时闹钟功能的设计。需要实现某一功能时，按对应的按键即可，经过多次验证，此设计灵活简便，可以实现显示、定时、修改定时、定时时间到能发出报警声的功能。 二、设计要求 1、能显示时时—分分—秒秒。 2、能够设定定时时间，并修改定时时间。 3、定时时间到能发出警报声。 目录 1.绪论 (1) 2.方案论证 (1) 3.方案说明 (2) 4.硬件方案设计 (2) 4.1单片机STC89C52 (2) 4.2 时钟电路 (4) 4.3数码管显示电路 (4) 4.4键盘电路 (6) 4.5报警电路 (7) 5.软件方案设计 (7) 5.1系统软件设计 (7) 5.2键盘程序 (7) 5.3 LED (8) 5.4音响报警电路 (8) 5.5 程序流程图 (8) 6.调试 (9) 7.小结 (10) 8.参考文献 (11) 9.附录：定时闹钟源程序 (12) 1.绪论 系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。 外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用单片机来完成。由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有8KB的Flash 存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, STC89C52的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有512B的RAM、32条I/O口线、3个16位定时计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）等。 在LED显示器中，分成静态显示和动态显示两类，在这个设计的最小系统中主要用了它的动态显示功能，动态显示器利用了人视觉的短暂停留，在数据的传输中是一个一个传输的，且先传输低位。 2.方案论证 单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。 本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，利用两个4位7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，蜂鸣器发出报警声，提示预先设定时间到。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示、报警电路，芯片选用STC89C52单片机。 系统基本框图如图2.1所示： 单片机原理与接口技术课程设计题目：多功能电子闹钟 院系：电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1503 姓名： 学号： 指导教师： 二零一七年十二月 多功能电子闹钟 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和三组定时闹钟的功能。 选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil 单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 关键词：单片机定时器中断闹钟 LED 目录 第1章方案的选择和论证 (1) 1.1单片机型号的选择 (1) 1.2按键的选择 (1) 1.3显示器的选择 (1) 1.4计时部分的选择 (1) 1.5发音部分的设计 (2) 1.6显示器驱动电路 (2) 1.7电源的选择 (2) 第2章数字电子钟的设计原理和方法 (3) 2.1设计原理 (3) 2.2硬件电路的设计 (3) 2.2.1 AT89C51单片机简介 (3) 2.2.2 键盘电路的设计 (3) 2.2.3 段码驱动电路 (4) 2.2.4 蜂鸣器驱动电路 (4) 2.3软件部分的设计 (5) 2.3.1 主程序部分的设计 (5) 2.3.2 中断定时器的设置 (5) 2.3.3 闹钟子函数 (6) 2.3.4 计时函数 (6) 2.3.5 键盘扫描函数 (8) 2.3.6 时间和闹钟的设置 (8) 第3章实验结果 (10) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14) 毕业论文（设计） 智能定时闹钟 -----温度、定时硬件设计 院系：工程学院年级专业：电气工程及其自动化0801 提交日期：答辩日期： 答辩委员会主席（签名）： 评阅人（签名）： 年月日 摘要 随着科技的快速发展和生活水平的不断提高，人们对时钟的精确度和实用性要求越来越高。本文采用宏晶单片机STC10F08XE，通过DS1302时钟芯片进行定时，并通过LCD 1602字符液晶显示器显示。采用C语言程序编写，将设计出更准确定时、更省电的数字时钟。单片机数字时钟具有设置时间、日期、星期的基本功能，并且能够显示年、月、日、时、分、秒、星期，温度。单片机数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，实践证明单片机数字时钟具有更加准确性、精密性等功能。本设计是定时闹钟的设计,由单片机 AT89C51 芯片和宏晶单片机STC10F08XE为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机智能定时闹钟。用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用 AT89C51,它是低功耗、高性能的 CMOS 型 8 位单片机。 关键字：数字时钟；DS1302；LCD1602;STC10F08XE Abstract In daily life, time is science, technology and everyday life is one of the most basic physics, we often deal with temporal clocks, such as hand watch, wall clock, even on a computer program, the clock on the phone can be generalized a clock display on the clock, along with the rapid development of technology and the continuous improvement of living standards, people on the clock's accuracy and practical demand is higher and higher. Based on the single chip microcomputer principle, USES the monolithic integrated circuit STC10F08XE series, through the hardware circuit and software production procedure formulation, will design a more accurate timing, electricity -saving digital clock, SCM in performance or digital clock no matter in style have undergone a qualitative change, digital clock has proved microcontroller more accuracy, precision sex etc. Function. This design is the design of timing alarm clock, the single chip microcomputer AT89C51 single chip microcomputer chip and macro crystal STC10F08XE as the core, with the necessary auxiliary circuit, constitute a single chip microcomputer intelligent timing of alarm clock . By single chip design system to be completed, because its main through the realization of the function of software programming to complete, then reduce the complexity of the hardware circuit, and the cost is reduced, so in this design using AT89C51 single-chip, it is low power, high-performance CMOS type eight microcontroller. Key Words：Digital clock ; DS1302; LCD1602;STC10F08XE 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 题目：定时闹钟 课程：单片机原理及应用课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1201 姓名：陈明飞 学号：121704102 第一部分 任 务 书 《单片机原理及应用》课程设计任务书 一、课题名称 详见《单片机课程设计题目（一）》：主要是软件仿真，利用Proteus软件进行仿真设计并调试； 《单片机课程设计题目（二）》：主要是硬件设计，利用单片机周立功实验箱进行设计并调试。 二、课程设计目的 课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。 《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 三、课程设计内容 设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统，并完成相应的软硬件调试。 1. 系统方案设计：综合运用单片机课程中所学到的理论知识，学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。 2. 硬件电路设计：对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。 3. 软件设计：根据已设计出的软件系统框图，用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。 4. 调试：在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试；或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。 四、课程设计要求 详见《单片机课程设计题目（一）》 《单片机课程设计题目（二）》 五、进度安排 #include 微型计算机控制技术大作业 设计题目：定时闹钟课程设计 院系：计算机科学与信息工程学院 学生姓名：曹紫莹 学号：201103010036 专业班级：计算机科学与技术(嵌入式方向)11-1 指导教师：赵凯 2014.06.07 目录 1、课程内容要求及目的 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3能显示时时－分分－秒秒。 (1) 1.4能够设定定时时间、修改定时时间。 (1) 2、设计实现方案 (2) 2.1原理 (2) 2.2 原理及工作过程说明 (2) 3、硬件设计 (3) 3.1 主控芯片AT89C51的设计 (3) 3.2 时钟电路部分设计 (4) 3.3 LCD显示电路部分 (5) 4、软件设计 (6) 4.1 软件设计概述 (6) 4.2 主函数的设计 (6) 4.3.1 程序初始化 (7) 4.3.2 闹钟的实现 (8) 4.3.3 显示程序 (8) 5、实验总结及心得体会 (23) 6、参考文献 (24) 基于单片机的定时闹钟 1、课程内容要求及目的 1.1设计题目 基于单片机的定时闹钟 1.2 设计要求 1、能显示时时－分分－秒秒。 2、能够设定定时时间、修改定时时间。 3、定时时间到能发出报警声或者启动继电器，从而控制电器的启停。 1.3LCD电子闹钟的特点和功能介绍 时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块中最常见的正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。而LCD电子定时闹钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置,它的计时周期为24小时，另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。目前电子钟广泛用于各种私人和公众场合,成为我们生活、工作和学习中不可缺少的好帮手。 由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核心的数字时钟是很有意义的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的 定时闹钟的设计 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 所在学院： 专业班级： 中国· 2014年 6 月 信息技术学院 课程设计任务书 信息技术学院院专业级，学号姓名 一、课程设计课题： 定时闹钟的设计 二、课程设计工作日自 2014 年 6 月 15 日至 2014 年 7 月 1 日 三、课程设计进行地点： 四、程设计任务要求： (详细内容见课程设计文档) 1.课题来源: 指导老师下发 2.目的意义: 此次设计的目的是培养同学们系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力，以及一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案；通过完成所选题目的分析与设计，达到技术性能要求。 3.基本要求: 设计基于单片机的定时闹钟，可以实现时分秒的显示、以及定时等基本功能。能够设定定时时间，并实现修改定时的功能。定时时间到应能发出报警声。 课程设计评审表 目录 1 设计任务要求…………………………………………………….……… 2 方案设计………………………………………………………….……… 3 单元电路设计…………………………………………………….……… 4 元件选择（要求计算元件参数）………………………………….……… 5 整体电路（标出原元件型号和参数、画出必要波形图）……………… 6 说明软件程序设计………………………………………………………. 7 困难问题及解决措施…………………………………………….……… 8 总结与体会………………………………………………………………. 9 致谢……………………………………………………………….……… 10参考文献……………………………………………………….………... 1. 设计要求 1.1 目的： 单片机定时闹钟 一、[电路概述]该时钟电路主要以单片机AT89S52为核心而设计的，通过单片 机对信息的分析与处理控制外围设备。电路整体设计思想是想把它做成一个实用的器件，所以在题目要求的前提下，我们又加入了星期程序，温度程序，年、月、日程序以及时间的12—24转换程序。 [关键字]：单片机数码显示温度传感器光识电路 二、[题目分析与方案论证]按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由 复位模块、时钟模块、温度模块、音乐模块、光识模块及显示模块共五个模块组成，后来在时钟模块的基础上又加载了日历、星期的模块 从单片机AT89S52入手，通过使用AT89S52的内部的可编程定时器/计数器，结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期，从而确定出内部的机器周期。再通过对内部中断程序的设置来设计出时钟程序，即设计出了电子时钟的核心。根据题目的要求，我们设计了以下方案： [方案一]设计中加载了年、月、日的设计，刚开始时打算用18个共阳数码管， 考虑到数码管太多是毕会给硬件电路带来麻烦，经过考虑后，决定把年、月、日与时间设置到一组数码管上来，即六个数码管即能显示时间又能显示年、月、日，这样一来就方便了硬件电路； [方案二]主控芯片使用51系列AT89S52单片机设计时温度模块设计温度元件用 AD590，利用AD590以及接口电路把温度转换成模拟电压，经由ADC0804转换成数字信号，然后经AT89S52处理显示温度。但由于AD590价钱比较贵，且只能转换成模拟电压，这样一来硬件就要增加更多的器件且又不经济，经查找发现18B20温度传感器价钱便宜且可以直接把温度转换成数字量测温范围为-55—125度，最大分辨率可达0.0625度，采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点，所以我们选择了18B20温度传感器。 附18B20温度传感器工作原理：DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并可根据实际要求通过简单的编程实现9—12位的数字值读数方式。温度传感器DS18B20采集温度信号送该给单片机处理，存储器通过单片机对某些时间点的数据进行存储；，DS18B20的性能特点如下： 1、独特的单线接口仅需要一个引脚进行通信； 2、多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能； 3、无须外部器件； 4、可通过数据线供电，电压范围为3.0---5.5V； 5、零待机功耗； 6、温度以9或12位数字量读出； 7、用户可定义的非易失性温度报警设置； 8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； 郑州轻工业学院 软件学院 单片机与接口技术课程设计总结 报告 设计题目：带有LCD的定时闹钟 学生姓名： 系别： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 2011年12月16日 郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目带有LCD的定时闹钟 专业、班级学号姓名 主要内容： 设使用89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的定时闹钟LCD时钟，若LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可以使用。 基本要求： .字符型LCD（16*2）显示器 .显示格式“时时分分”。 .由LED闪动来做秒计数表示。 .一旦时间到侧发动声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。 .程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD 显示“00 00”，按下操作键K1-k4动作如下： （1）K1—设置现在的时间。 （2）K2—显示闹钟设置的时间。 （3）K3—设置闹铃的时间。 （4）K4—闹铃ONOFF的状态设置，设置ON时连续三次发出“哗”的一声，off置为哗的一声。设置当前时间或闹 铃时间如下： （1）K1—时的调整。 （2）K2—分的调整。 （3）K3—设置完成。 （5）OFF发出“哗”K4---闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。 除了显示当前时间的功能外，还可以扩充如下功能； .增加秒表计数。 .闹铃时间到侧产生音乐声。 .增加减计数功能。 .增加多组计数的功能。 参考文献 郭天祥 51单片机C语言教程-入门。 余发山单片机原理及应用技术。中国矿业大学出版社。 涂世亮，张友德。单片微机控制技术。清华大学出版社。 单片机系统课程设计 成绩评定表 设计课题：定时闹钟设计 学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点： 设计时间： 单片机系统 课程设计 课程设计名称：定时闹钟设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点： 课程设计时间： 单片机系统课程设计任务书 目录 1 绪论 (4) 1.1摘要 (4) 1.2单片机基本概念 (4) 2 设计的总体结构 (4) 2.1电路的总体原理框图 (4) 2.2 工作原理 (6) 2.3 元器件名称 (7) 3 各部分电路设计 (9) 3.1 主电路 (9) 3.2 显示电路 (9) 3.3 内部时钟方式的电路 (10) 3.4 按键及蜂鸣器电路 (11) 4 整体电路图 (11) 5 设计总结 (12) 5.1 设计过程中遇到的问题及解决方法 (12) 5.2 设计体会 (12) 5.3 对设计的建议 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 附录A 整体电路图 (15) 附录B 源程序代码 (16) 附录C 调试 (25) 1 绪论 本设计是简单定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能：(1)能显示时时-分分-秒秒，(2)能设定和修改定时时间，(3)定时时间到后能发出报警声；而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。本设计采用单片机AT89C52作为核心元件，12MHZ晶振，由P0口输出所要显示的字形段码，由P2口输出字位信号。在其基础上扩展外围芯片与电路，附加时钟电路及LCD电路。单片机具有集成度高、功能强、通用性好、特别是它能耗低、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，所以单片机现在广泛的应用到家用电器、机电产品、儿童玩具、机器人、办公自动化产品等领域。为了进一步的熟悉并掌握单片机的应用及开发，认真的做好此次课程设计非常必要。 一个单片机的定时闹钟系统离不开软件和硬件，硬件是软件的依托，软件是硬件的内核。设计硬件电路时应该先设计一个单片机的最小系统，它是单片机应用系统的设计基础，然后在此基础上添加外围器件，如显示器、按键等构成闹钟的硬件电路图。在设计应用程序时遵循模块化的设计方法，在明确了设计方向之后按照分成的几大模块分别画出流程图，然后根据流程图写出程序，在每个模块编写好之后分别调试、修改、完善。最后在主程序下调用再次调试、修改。 通过这次设计让我更深入了解单片机基本电路、如何控制和定时器和中断编程的基本方法，从而锻炼了我学习、设计和开发软、硬件的能力。 2 系统方案 2.1 电路的总体原理框图 使用单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统进行不同状态的组合。 本系统采用单片机AT89C52作为本设计的核心元件，接入液晶显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，扬声器发出报警声，并显示“Time up”,提示预先设定时间电器的起停时间到，从而控制电器的起停。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LCD显示，报警电路，芯片选用AT89C52 单片机。 课程设计任务书 系别：机电系 专业：电信0901 学生姓名： 课程设计题目：基于 51单片机定时闹钟设计 起迄日期: 6 月 4 日~ 6 月 17日 课程设计地点: 教学实验楼 B502 楼 指导教师: 下达任务书日期: 2012 年 6 月 4 日 目录 １．摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．错误！未定义书签。２．设计目的要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３．设计实现方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３３．１系统总框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３３．２原理及工作过程说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３．３元器件功能说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３．３．１ＡＴ８９Ｃ５１单片机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３．３．２１６０２ＬＣＤ液晶显示器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７３．３．３其他重要元件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８４．软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１４．１程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２４．２源代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２５．系统仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２６．心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３５７．参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．错误！未定义书签。 #include 定时闹钟设计 令狐采学 摘要： 本设计目的是利用单片机设计制作一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间以及闹铃的时间并且显示出来，若时间到则发出一阵声响。 本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C52芯片，用6位LED数码管进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过五个功能按键可以实现对时间的修改、定时和闹铃终止，闹钟设置的时间到时蜂鸣器可以发出声响。在软件方面用 C51编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和设置闹钟、停止响铃等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：定时闹钟；蜂鸣器；AT89C52；74HC245； 目录第1章绪论1 1.1设计目的1 1.2设计要求和任务1 1.2.1设计要求：1 1.2.2设计任务：1 1.3论文主要内容1 第2章系统总体设计2 系统设计需求 总体设计方案 2.3系统软件3 2.4系统硬件3 第3章系统硬件设计4 3.1系统硬件模块及功能4 3.2主控模块4 3.2.1主芯片AT89C524 3.2.2时钟电路设计7 3.2.3 74HC245芯片7 ??????LED显示模块?? ??????按键模块?? 3.5警报模块10 第4章系统软件设计11 4.1系统软件设计概述11 4.2主程序设计11 4.3单片机的中断系统11 4.3.1中断源11 4.3.2中断的优先级别12 4.4主程序12 第5章系统测试13 5.1测试内容13 ??测试环境?? ????测试步骤?? ????测试环境的构建?? 5.3.2测试内容14 5.4测试结果14定时闹钟设计-毕业设计
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