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1、 单片机系统课程设计单片机系统课 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 ： 指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 日 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 课程设计任务书学生姓名专业班级学号题 目定时闹钟设计课题性质工程设计课题来源自拟指导教师 主要内容（参数） 利用89c51单片机设计一个定时闹钟，实现能如下：1. 能显示时时分分秒秒。2. 能够设定定时时间，修
2、改定时时间。3. 定时时间到能够发出报警声并显示“Time up”，从而控制电器的启停。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，编写程序。第7-8天：实验室调试。第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 张迎新单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）M北京：国防工业出版社，20042伟福LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书3
3、 阎石数字电路技术基础（第五版）北京：高等教育出版社，2006审查意见系（教研室）主任签字： 年 月 日 目 录1 绪论4 1.1摘要4 1.2单片机基本概念42 设计的总体结构42.1电路的总体原理框图42.2 工作原理6 2.3 元器件名称73 各部分电路设计93.1 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114 整体电路图115 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125.3 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251 绪论 本设计是简单定时闹钟
4、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
5、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
6、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。 系统基本框图如图2.1所示：2.2 工作原理当给电路足够的电源时，电路开始正常初始化，此时显示“00 ：00 ：00”，若不进行时间调整和定时，时钟将正常计时下去
7、。若按下按键1，由于按下次数的不同，出现光标闪烁的位置不同，即可进行时间的时分秒的调整和定时时间的时分秒的调整，按键2和3分别是进行时间的加和减，若确定好时间，时钟将正常运行，到达定时时间后蜂鸣器将会响一段时间后停止。如果按复位键，时钟将重新初始化，需要重新定制时间。如果不做任何改动，到下一个定时的时间，时钟将会继续鸣叫。 定时闹钟的基本功能如下 ： 首先，使用LCD液晶显示器来显示现在的时间 。 其次，程序执行之后显示“Time：00:00：00”；按键功能如下 ：按键K1设置现在的时间和时调整；按键K2显示闹钟设置的时间和分调整；按键K3设置闹铃的时间和设置完成；按键K4闹铃ON/OFF的
8、状态设置，设置为ON时连续三次发出“哗”的一声，设置为OFF发出“哗”的一声和闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。 调整计时器时间如下 ：按下K1键，然后按K1调整小时，K2调整分钟，按下K3表示时间设置完成。 调整闹钟时间设置如下 : 再次按下K3开始闹中设置，LCD下一行显示“Alarm:00:00”按下K1设置小时，按一下K2设置分钟，再次按下K3设置完成，并且设置时间消失，当再次按一下K2时“Alarm:00:00再次显示并马上消失。按一下K4关闭闹钟，再次按下打开闹钟。2.3 系统流程图 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。系统
9、软件设计总流程图如图2.2所示：扫描键盘程序初始化 调用显示程序， 时钟正常运行P3.0是否按下？调用时间设定程序，进行显示时间和定时时间的设定按初始时间继续NYYYY调用程序，判定是否定时时间到复位键是否按下YN时钟继续运行开始 图2.2 系统总流程图定时闹钟设计，首先得对时钟闹铃有一个很好的设计和操作。时钟闹铃设计流程图如图2.3所示：3 各部分电路设计3.1主电路主电路主要就是芯片的运行，加载程序后，在外部时钟的作用下，将按照程序运行，从而可以实现设计的要求，进行时钟时间和定时时间的调整，并且能够在到达定时时间后控制蜂鸣器发出声响。如图3.1所示： 图3.1 主电路3.2 显示电路 显示
10、电路即可以让我们看到时间的调整和定时时间的调整，显示调整后的时间。如图3.2所示的显示电路： 图3.2 仿真过程中的显示电路3.3 内部时钟方式的电路 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。时钟频率可以影响单片机的速度。单片机的各功能部件的运行都以时钟控制信号为基准，如图3.3所示： 图3.3 内部时钟方式的电路3.4 按键及蜂鸣器电路 有源蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，是内部自带振荡电路，只需电平动就可以发生的蜂鸣器，而与其对应的无源蜂鸣器内部则无振荡电路。
11、按键可以对时间进行调整，蜂鸣器可以在到达定时的时间时提醒我们。按键及蜂鸣器电路如图3.4所示： 图3按键及蜂鸣器电路4 整体电路图 定时闹钟的设计，由单片机AT89C52芯片和LCD、，辅以必要的的电路，构成一个单片机定时闹钟。电子钟可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。LCD显示“时”，“分”，“秒”，定时时间到能发出警报声或者启动继电器，从而控制电器的启停。现在是自动化高度发达的时代，特别是电子类产品都是靠内部的控制电路来实现对产品的控制，达到自动运行的目的，这就需要我们这里要做的设计中的电器元件及电路的支持。 在这次设计中主要是用AT89S52来进行定时，也结合着其他辅助电路实施控制，在定时的时候，按一下控制小时的键对小时加一；按一下控制分钟的键对分钟加一；到达预设的时间，
