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1、基于基于51的电闹钟设计报告（附原理图、的电闹钟设计报告（附原理图、PCB图、程序）图、程序）成都信息程学院第五届嵌式创新技术赛基于MCS51的智能电闹钟设计报告姓名学院班级实物图录1.电时钟的设计原理和法 (1)1.1设计原理 (1)1.2 硬件电路的设计 (1)1.2.1 STC89C51RC简介 (1)1.2.2 键盘电路的设计 (2)1.2.3蜂鸣器驱动电路 (3)1.2.4 数码管驱动电路 (3)1.2.5 电源电路 (4)1.3软件部分的设计 (4)1.3.1主程序部分的设计 (4)1.3.2中断计时器及时间进位 (5)1.3.3 闹钟函数 (7)1.3.4 按键扫描 (8)1.3
2、.5 时钟闹钟设置 (9)1.3.6 显数字函数 (10)1.3.7 显界函数 (10)1.3.8 闹钟记录及读取 (11)2.硬件调试 (13)附录A:电路原理图 (15)附录B:电路PCB图 (16)附录C:源程序 (17)1.电时钟的设计原理和法1.1设计原理系统框图1.2硬件电路的设计1.2.1 STC89C51RC简介STC89C52R CSTC89C51RC是种带8K闪烁可编程可擦除只读存储器（FPETOM-FlashProgrammabalandErasableReadOnlyMemory ）的低电压、性能CMOS8位微型处理器，即单机芯。单机的可擦除只读存储器可以反复擦除100
3、0次，内部FLASH 擦写次数为100000次以上。该芯使密度易失存储制造技术，与业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器集成在单个芯中，使得STC89C51RC 成为了种性价极的微型处理器芯，在许多电路设计中都得到了应。STC89C51RC 单机特点：作电压：5.5V-3.4V 作频率：0-40MHz 户应程序空间：8K 上集成128*8RAMISP （在系统可编程）/IAP （在应可编程），需专编程器/仿真器可通过串（P3.0/P3.1）直接下载户程序EEPROM 功能共3个16位定时器/计数器，其中定时0还可以当成2个8位定时器使外部中断4路通异步
4、串（UART ），还可定时器软件实现多个UART 作温度范围：0-75引脚说明：VCC:供电电压 GND ：接地P0：P0是个8位漏级开路双向I/O ，低8位地址复总线端。 P1：P1是个内部提供上拉电阻的8位双向I/O ，静态通端。P2：P2是个内部提供上拉电阻的8位双向I/O ，8位地址总线动态端。 P3：P3是个内部提供上拉电阻的8位双向I/O，双功能静态端。P3也可作为些特殊功能。P3.0RXD(串输)P3.1TXD(串输出)。RST ：复位输。XTAL1/XTAL2：反向振荡器的输与输出。1.2.2 键盘电路的设计键盘采四个个独按键配以实现对时钟和闹钟的设定及修改。按键未按下时，IO
5、 为电平，按键按下后IO 被拉低。P 303132333435361.2.3蜂鸣器驱动电路发部分是通过三极管放驱动蜂鸣器作，当IO输出低电平时，三极管导通，蜂鸣器响。1.2.4 数码管驱动电路由于点亮数码管所需电流较，对单机IO连接上拉电阻，提IO的电流输出能。1.2.5 电源电路U1由于系统需要在712V的供电下正常作，故采了78M05三段稳压芯。78M05能将735V的直流电源转换成5V直流电压。1.3软件部分的设计1.3.1主程序部分的设计总流程程序部分主要采了程序结构的模块化设计，避免了些函数的不必要的重复书写，使程序变得单间易懂。程序在执时，主程序要须通过调函数就可完成相应的功能。1
6、.3.2中断计时器及时间进位计时流程数字电钟设计中主要使定时器T0中断ET0，利ET0中断进计时时间的增，从实现计时功能。STC89C51RC有两个通定时/计数器。两者均可配置为定时器或事件计数器。另外增加了定时器T0/T1,溢出时T0/T1脚动翻转的功能选项。作“定时器”功能时，每经过个机器周期，寄存器值加1。 作“计数器”功能时，寄存器在对应的外部输管脚T0/T1上每发次1到0的跳变时加1。使该功能时，外部输每个机器周期被采样次。设计中采了中断式1作为定时中断，其定时计数初值的设置可由以下公式计算得到。1.3.3 闹钟函数闹钟时间的判别主要是通过设定时间与实时时间对逐位对确定是否进闹铃。c
7、yT tX -=162闹钟流程图1.3.4 按键扫描按键扫描流程这些函数主要是判断是否有按键按下，并根据相应按键按下的情况调相关函数执。1.3.5 时钟闹钟设置此部分主要是通过判断flag_sw、flag_set在不同值时通过调加1、减1函数对时间和闹钟进设置。1.3.6 显数字函数显数字流程函数通过判断需要显的数字及显的位置进相应显。1.3.7 显界函数界显函数通过判断标志位flag_sw判断需要显的界。1.3.8 闹钟记录及读取STC89C51RC单机内部集成了的EEPROM是与程序空间是分开的，利ISP/IAP技术可将内部Data Flash当EEPROM，擦写次数在10万次以上。EEP
8、ROM可分为若个扇区，每个扇区包含512字节。使时，建议同次修改的数据放在同个扇区，不是同次修改的数据放在不同的扇区，不定要满。数据存储器的擦除操作是按扇区进的。EEPROM可于保存些需要在应过程中修改并且掉电不丢失的参数数据。在户程序中，可以对EEPROM进字节读/字节编程/扇区擦除操作。1. ISP/IAP数据寄存器ISP_DATAISP_DATA : ISP/IAP操作时的数据寄存器。ISP/IAP 从Flash读出的数据放在此处，向Flash写的数据也需放在此处2. ISP/IAP地址寄存器ISP_ADDRH和ISP_ADDRLISP_ADDRH : ISP/IAP 操作时的地址寄存器
9、位。该寄存器地址为E3H,复位后值为00H.ISP_ADDRL : ISP/IAP 操作时的地址寄存器低位。该寄存器地址为E4H,复位后值为00H.3. ISP/IAP命令寄存器ISP_CMD程序在系统ISP程序区时可以对户应程序区/数据Flash区(EEPROM)进字节读/字节编程/扇区擦除；程序在户应程序区时，仅可以对数据Flash 区(EEPROM)进字节读/字节编程/扇区擦除。已经固化有ISP引导码,并设置为上电复位进ISP4. ISP/IA命令触发寄存器ISP_TRIGISP_TRIG: ISP/IAP 操作时的命令触发寄存器。在ISPEN(ISP_CONTR.7) = 1时,对IS
10、P_TRIG先写46h,再写B9h,ISP/IAP 命令才会效。ISP/IAP操作完成后，ISP地址位寄存器ISP_ADDRH、ISP地址低位寄存器ISP_ADDRL 和ISP命令寄存器ISP_CMD的内容不变。如果接下来要对下个地址的数据进ISP/IAP操作，需动将该地址的8位和低8位分别写ISP_ADDRH和ISP_ADDRL寄存器。每次ISP操作时，都要对ISP_TRIG先写46H，再写B9H，ISP/IAP命令才会效。5. ISP/IAP命令寄存器ISP_CONTR1: 允许IAP/ISP读/写/擦除Data Flash/EEPROMSWBS: 软件选择从户应程序区启动(送0)，还是从
11、系统ISP监控程序区启动(送1)。要与SWRST直接配合才可以实现STC89C51RC/RD+系列单机EEPROM空间及地址STC89C51RC/RD+系列单机内部可EEPROM的地址与程序空间是分开的：程序在户应程序区时,可以对EEPROM IAP/ISP操作。具体某个型号单机内部EEPROM及详细地址请参阅:1. STC89C51RC/RD+系列单机内部EEPROM详细地址表2. STC89C51RC/RD+系列单机内部EEPROM空间选型览表每个扇区512字节，建议同次修改的数据放在同扇区，不是同次修改的数据放在不同的扇区，不必满，当然可全。2.硬件调试PCB制作完成后，为检测其能否正常作，我编写了将数码管全部点亮，蜂鸣器控制置低电平的程序。发现如下问题：1.某数码管右侧的所有数码管的相同段不亮；2.数码管的数点全部不亮；3.蜂鸣器负极直接单机IO，蜂鸣器声微。经检查后发现原因如下：1.数码管板底层线较细，钻孔时被打断，由于两块PCB已焊接到起，拆解修补困难，故在数码管板顶层直接飞线；2.PCB布局失误，使得固定螺丝与排孔引脚接错，螺丝接地，使得该线路与GND短路；3.单机灌电流过，使得电流法驱动蜂鸣器，再加上三极管扩流后，问题得到了解决。Y1CRYSTAL C 12AP XTAL1XTAL2C 310uF +5P 30313233U1343536R ES
