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1、湖州职业技术学院应用电子专业毕业论文目 录1 . 绪论111概述1111 51电子闹钟发展趋势1112 本课题研究的主要内容1 12 51电子闹钟简介2121 开发的目的和意义2122 51电子闹钟的优点212. 3 51电子闹钟的特点22. 系统方案的设计321系统概述3211系统方案的确定3212系统设计思路与步骤322芯片基本工作原理及其应用5221引脚介绍5222电源6223存储器6224应用6231 LM386介绍7232 LM386特点73. 系统的设计8 311单片机系统的设计8312 按键电路的设计9313复位电路的设计10314显示电路的设计11 32 系统软件的设计1232
2、1软件设计12322整个系统软件部分的总体设计164.系统的调试和性能分析16 41 系统的调试方法16411输入按键的调试16412复位电路的调试17413显示电路的调试17414整个系统的联调17参考文献19附录1 原理图20附录3 （程序）22281 .绪论11概述电子闹钟在科学技术高度发展的今天,千家万户都少不了它,所以很多家庭个人都需要有一个电子闹钟，为人们提供报时方便,但普通电子闹钟不够方便实用。本文给出了一种以51芯片电子闹钟设计方法，从而给人们带来更为方便的工作与生活。111 51电子闹钟发展趋势现代的快节奏生活给人们的精神上带来了很大压力。如何排解或缓解这些压力已经成为很多人
3、关心的问题。单片机电子闹钟是具发前闹钟创新性的系统，它代表了时代的发展趋势。2007年，无论从国内外行业发展趋势，还是从闹钟市场准入的要求来看，节能、环保、创新都已成为中国家电企业无法回避的大问题。在原材料价格不断上涨、下游渠道商实力膨胀、价格战越来越激烈、行业利润日趋微薄的背景下，日前，中国的电子闹钟在节能化、环保化、创新型转变过程中，正进行新一轮闹钟赛跑。目前，国内专业51电子闹钟厂家的数量正在迅速增长。51电子闹钟市场在未来的三五年内会高速增长，新技术、新产品也会不断出现并投入应用。112本课题研究的主要内容设计一个51电子闹钟（1） 能随意设定走时起始时间。 （2） 12小时24小时两
4、种制式可选，以适应不同的需要。（3） 能指示秒节奏，即秒指示（4） 采用交直流供电电源。与石英钟不同的是，电子钟一般采用数码管等显示介质，因而必须以交流供电为主，以直流电源为后备辅助电源，并能自动切换。该设计主要包括:按键、显示程序单元部分。、AT89S51单片机芯片、74HC245驱动LED显示电路,集成电路74HC245和LM386各1个.12 51电子闹钟简介121开发的目的和意义目的： 设计一个51电子闹钟的，该闹钟可由使用者自己设定一个时间，若想设置闹铃，应先按下复位按键，然后长时间按下设置按键，第一个数码管会显示”C”,然后变为”00-00-00”，此时进入闹铃设置状态，设置方法跟
5、上面一样，闹铃设置完后，下一步要设置当前时间，调整方法跳到第一步。这样设置好后，她就能按照主人的意思，定时的把你闹醒啦！意义：电子闹钟已经是现代生活中经常用到的工具之一，传统的电子闹钟只是机械控制,另外，体积也很大,又不美观也不实用.而现在我设计的电子闹钟是用单片机做的.只要简单的设置好后，她就能按照主人的意思，定时的把你闹醒啦！也能给人们的生活带来方便。122 51电子闹钟的优点（1）、简单好用、美观、体积小、实用。（2）、用电量少、电压低,节能、环保、创新。按键、显示程序单元部分。AT89S51单片机芯片、74HC245驱动LED显示电路。外接3个按钮组成键盘，AT89S51为51内核。另
6、外，AT89S51本身无专门的液晶驱动接口，因此，本时钟采用数码管显示方式。数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、价格便宜等优点，而且市场上也有专门的时钟显示组合数码管。 51电子闹钟的用途：我设计的电子闹钟是用单片机做的.只要简单的设置好后，她就能按照主人的意思，定时的把你闹醒啦！也能给人们的生活、工作学习带来方便。123 51电子闹钟的特点1.帮助您排解或缓解那些来自现实生活的压力2.数码管作为一种主动显示器件，亮度高、价格便宜等，显示数字清晰。3.简单好用，可任意设24式时间。4.使用LED发光，省电，灯泡寿命长。2. 系统方案的设计21系统概述。211系统方案的确定根据以上各模块并结
7、合显示屏的功能及元器件材料的情况，决定采用AT89S51为51内核显示设计方案。212系统设计思路与步骤先进行系统的整体规划确定整个系统的功能，然后按照每个功能的具体要求，进行各个模块的实物设计并逐个调试，待全部通过后，进行整个系统的联调，最终实现一个完整的系统，并制成印刷线路板。整个系统的设计步骤如下：在单片机最小系统的基础上，完成按键电路和复位电路的设计。完成显示电路、数字按键、复位电路。具有3个功能按键:1. 在复位后的待机状态下，用于启动设定时间参数（对时或定闹）；2. 在设定时间参数状态而且不是设定最低位（即分个位）的状态下，用于结束当前位的设定，当前设定位下移； 3.在设定最低位（
8、分个位）的状态下，用于结束本次时间设定。2)键，用于对当前设定位（编辑位）进行加1操作，根据1224小时工作模式和正在编辑的当前位的含义（时十位、时个位、分十位、分个位）自动进行数据的上限和下限判断。例如，对12小时制，小时的十位只能是0、1，如果当前值为0，则按1键后为1，再按1键则又回复到0。把以上各个模块联结起来，整体调试功能。整个系统的原理框图如图2-1所示按键与按钮电路复位等辅助电路位数码管显示电路闹铃声光指示电路电源系统 图2-1 整个系统的原理图22芯片基本工作原理及其应用221引脚介绍 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128
9、bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。图2-2 引脚图 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 主要功能特性：兼容MCS-51指令系统32个双向I/O口2个16
10、位可编程定时/计数器全双工UART串行中断口线2个外部中断源中断唤醒省电模式看门狗（WDT）电路灵活的ISP字节和分页编程4k可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM4.5-5.5V工作电压时钟频率0-33MHz128x8bit内部RAM低功耗空闲和省电模式3级加密位软件设置空闲和省电功能双数据寄存器指针222电源89S51有很宽的工作电源电压，电源范围宽达45.5V.223存储器89S51支持ISP在线可编程写入技术!串行写入、速度更快、稳定性更好,烧写电压也仅仅需要45V即可.224应用就目前中国市场的情况来看，89S51有很大的市场。其原因有下列几点：（1）AT89S51设计和
11、配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式；（2）AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机；（3）芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。（4）同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。设计的功率放大器。231LM386介绍LM386适用于电脑、仪器、汽车电子、电源、通信、开关电源等电子产品.232LM386特点静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电。 工作电压范围宽，4-12V or 5-18V。 外围元件少。 电压增益可调，2
12、0-200。 低失真度。24 74HC245简介 由于通过数码管公共及的电流较大，因此用三极管来驱动位码。为了避免过多地使用分立元件，采用了一片74HC245来驱动段码。3. 系统的设计一个完整的系统，离不开硬件和软件的设计。硬件与软件各有所长，如何合理的安排软硬件的任务是系统设计的第一步。311单片机系统的设计 单片机最小应用系统实际上就是一个内置程序存储器的单片机，可由单片机芯片，配以必要的外部器件构成，这些外部功能器件无法集成到芯片内部，主要有按键电路、显示电路等。 图3-1 单片机系统图312 按键电路的设计作为一个按键从没有按下到按下以及释放是一个完整的过程，也就是说当我们按下一个按
13、键时，总希望某个命令只执行一次。而在按下的过程中不要有干扰进来，因为在按下的过程中，一旦有干扰过来可能造成误触发过程，因此我们在设计按键电路的时候应注意不要有干扰进来以用在焊接时应注意：独立式按键。如果设置过多按键，将会占用较多I/O口，而且会给布线带来不便，因此，此方案适用于按键较少的情况。如果选择此方案，由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单。（1）执锡补焊时应按照从左到右，由上到下的顺序，避免检查时漏检或焊接时漏修。（2）焊接时要经常清洗烙铁头，防止烙铁头的杂物造成虚焊、针孔、加焊等不良发生。（3）不要在基板上给烙铁头加焊锡
14、，生产过程中不能抖锡、敲锡、甩锡，防止焊锡渣、焊锡、珠掉到基板上面。（4）在压件或拆件时要先在线路板的铜箔面上加焊锡，要求均匀加热，避免松香失效或铜箔翘皮造成线路破坏。考虑到电路不要复杂性,因而设计成3个按键,一个为复位,其它2个为按数字时间的按键和确定设好的时间确定.后2个按键要接89C2051端.若想设置闹铃，应先按下复位按键，然后长时间按下设置按键，第一个数码管会显示”C”,然后变为”00-00-00”，此时进入闹铃设置状态，设置方法跟上面一样，闹铃设置完后，下一步要设置当前时间，调整方法跳到第一步。l 在复位后的待机状态下，用于启动设定时间参数（对时或定闹）；l 在设定时间参数状态而且不是设定最低位（即分个位）的状态下，用于结束当前位的设定，当前设定位下移；l 在设定最低位（分个位）的状态下，用于结束本次时间设定。2)键，用于对当前设定位（编辑位）进行加1操作，根据1224小时工作模式和正在编辑的当前位的含义（时十位、时个位、分十位、分个位）自动进行数据的上限和下限判断。例如，对12小时制，小时的十位只能是0、1，如果当前值为0，则按1键后为1，再按1键则又回复到0。313复位电路的设计目前为止，单
