基于单片机的电子闹钟设计.doc

.--word.zl..//v.基于单片机的电子闹钟设计摘要本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个构造简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。关键词：单片机；led；闹钟；定时器AbstractThisdesign,adoptingAT89C51chipasthecorepartwithsomenecessaryperipheralcircuits,isasimpleelectronicclockwhichuses5VDCasthepowersupply.Keywords:singlechipmachine,infixedtimemachine,alarmclock,LED1引言1.1设计目的此次课程设计是在学习先修课程?单片机原理与系统设计?之后，为加强对学生系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。本课程设计应结合?单片机原理与系统设计?课程的根底理论，重点强调实际应用技能训练，包括单片机系统设计的软件和硬件两局部。其课程设计任务是使学生通过应用单片机系统设计的根本理论，根本知识与根本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，初步掌握并具备应用单片机进展设备技术改造和产品开发的能力，培养学生的创新意识，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。1.2设计要求结合单片机知识，以AT89C51单片机为核心，利用七段LED数码管实现计时、校时及闹钟功能。1.3设计方法以AT89C51单片机为核心，外加晶振电路，使用8个七段数码管显示，LED采用动态扫描，用74ls245芯片作为驱动电路。通过四个独立按键对时间进展定时、校时，从而实现闹钟提醒功能。2设计方案及原理2.1设计方案选AT89C51单片机作为系统核心，辅助外部产生时钟信号的晶振电路，再加上四个独立按键作为输入信号，使用8个七段数码管显示时间，芯片74ls245为数码管段选线的驱动，最后用蜂鸣器实现闹铃功能。使用单片机的定时器T0计时时间为50ms，计时20次作为1s的时间基准。第一局部，12MHz的晶振连接至单片机的时钟信号输入端；第二局部，四个独立按键加上四个上拉电阻连接至单片机的P1口的低四位；第三局部，单片机的P0口通过由芯片74ls245构成的驱动电路连接至数码管的段选线，单片机的P3口连接至数码管的位选线；第四局部，单片机的P2.1通过一个NPN型三极管连接至蜂鸣器。8个七段数码管使用动态扫描显示时间，独立按键用软件编程实现对时间和闹钟时、分、秒的设置，再通过比拟所设置的闹钟与时间是否相等，到达闹铃发出声响的效果。2.2设计原理系统原理图如图2.1所示。AT89C51晶振按键段码驱动位码驱动蜂鸣器8位数码管图2.1系统原理图3硬件设计硬件电路分四个模块：晶振电路、键盘电路、数码管显示电路、蜂鸣器驱动电路。晶振电路使用12MHz晶体振荡器，经分频后供单片机工作。键盘采用4个独立按键配以4个上拉电阻实现对时钟和闹钟的设定及修改。由于通过数码管公共及的电流较大且防止过多地使用分立元件，采用了一片74ls245来驱动段码，用P3口作位码驱动。发音局部是通过三极管放大驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱动蜂鸣器发出连续嘀声，这样就可以省去硬件振荡电路，降低本钱。系统硬件电路图如图3.1所示。图3.1系统硬件图4软件设计源程序清单见附录。主程序流程图如图4.1所示。图4.1主程序流程图5系统仿真及调试硬件局部设置了的三个按键K1、K2、K3、K4。当按键K1第一次按下时，停顿计时进入闹钟1的秒设置，当按键K1第二、第三次按下时，分别进入闹钟1的分设置和时设置，当按K1第四、第五、第六次按下时分别进入闹钟2的秒、分、时设置，当按K1第七、第八、第九次按下时分别进入闹钟3的秒、分、时设置，当按K1第十、第二一、第十二次按下时分别进入时间的秒、分、时设置，在K1按下的各阶段，可用按键K2、K3进展时间和闹铃时间的时、分、秒进展加减设置；当按键K1第十三次按下时恢复到时间显示功能。当显示的时间和定时设置的时间一致时，蜂鸣器发出等时连续蜂鸣声，闹铃时间设置为60秒。在各个闹钟设置阶段，如果有K4按下，那么相应闹钟功能关闭或开启；如在闹铃时有K4按下那么提前停顿闹铃。系统仿真图如图5.1所示。图5.1系统仿真图6总结通过两周的努力，完成了电子闹钟的设计目的，实现了时间的显示、校时、设置闹钟、闹铃等功能。这期间，我复习了单片机的相关知识，并结合查阅相关资料，设计了整体电路以及各模块的电路，对照硬件电路编写对应模块的子程序，最后将各个子程序整合到一个主程序中，完成了设计所需功能。在设计中，我发现选择适宜的元器件很重要，比方数码管有共阳极和共阴极两种，不同的选择会导致程序的不同，经过屡次调试最终选择了共阳极数码管。另外，我