电子闹钟设计

电子闹钟设计

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

项目名称：闹钟设计

班级：电子200901班

姓名：周兵

学号： 2

指导教师：温锦辉

日期： 2012.6.4

【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.采用单片机进行计时，对于社会生产有着十分重要的作用。

随着社会发展，信息数字化走进了每个家庭，数字化电子产品功能强大，美观，得到人们喜爱，电子产品数字化已成为一种趋势，研究电子产品数字化也成为当今生产电子的任务。本课题以单片机为基础，以C语言为编程语言，以AT89C51单片机芯片为核心设计一个音乐闹钟，实现时间显示、定时和闹钟功能。

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6秒钟。显示采用的八位数码管电路，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。

由于AT89C51系列单片机的控制器运算能力强，处理速度快，可以精确计时，很好地解决了实际生产生活中对计时高精确度的要求，因此该设计在现代社会中具有广泛的适用性。

【关键词】:AT89C51，LED显示，仿真，调试

目录

【摘要】: (4)

第一章设计要求及任务 (5)

第一节设计本电子定时闹钟的目的和意义 (5)

第二节实现的功能 (6)

1.设计要求 (6)

2硬件设计及描述 (6)

第二章模块电路设计 (6)

1.总体方框图：（如图1所示） (7)

2.主控制CPU：AT89C51 (7)

3.显示器：LCD显示器 (7)

4.按键电路如图3 所示： (8)

5.蜂鸣器 (8)

第三章硬件及软件设计 (8)

第一节单片机和数字钟介绍 (8)

1、单片机介绍 (8)

2、数字钟介绍 (9)

第二节 51单片机硬件结构设计 (10)

1、51单片机内部总体结构 (10)

2、 51单片机时钟电路与时序. (10)

第三节软件设计 (11)

第四章程序调试与测试结果分析 (12)

一、硬件调试（poutes） (12)

二、软件调试(keil) (13)

结论 (14)

参考文献 (15)

第一章设计要求及任务

第一节设计本电子定时闹钟的目的和意义

一、复习和巩固所学过的知识，利用此设计正好可以对所学过的知识进行系统

的回顾和总结。

二、拓展知识面，课堂的知识是远远满足不了设计的要求的，这就需要我们主动去找寻更多的资料，了解更多的知识。

三、培养了设计能力和解决实际问题的能力，同时增强了自学能力，通过设计完整的单片机系统也初步掌握了组成系统、编程、调试等能力。

四、通过本LED电子钟的设计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。

第二节实现的功能

1.设计要求

1.1功能需求

（1）实现数字时钟准确实时的计时与显示功能；

（2）实现闹钟功能，即系统时间到达闹钟时间时闹铃响；

（3）实现时间和闹钟时间的调时功能；

1.2设计要求

（1）应用51单片机设计实现数字时钟电路；

（2）使用定时器/计数器中断实现计时；

（3）选用8位数码管显示时间；

（4）用按钮实现调时间和闹钟时间的功能。1：更换模式（模式0：正常显示时间；模式1：调当前显示的时间；模式2；调

闹钟时间）；

（5）使用发光二极管实现闹钟功能；

（6）采用C语言编写程序并调试。

2硬件设计及描述

（1）单片机采用AT89C51型；

（2）时间显示电路：采用8位共阴极数码管，P1口驱动显示数字，P2口作为扫描信号；

（3）时间设置：实现调时模式，调整显示时间和闹铃时间；

（4）闹钟：P3.7口接发光二极管模拟闹钟。

第二章模块电路设计

1.总体方框图：（如图1所示）

图1 总体方框图

2.主控制CPU：AT89C51

AT89C51单片机是一款低功耗，低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB （可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。

此外，AT89C51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式（Idle Mode）和掉电方式（Power Down Mode）。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止，进行软件编程，进行时钟功能。AT89C51价格5-8元。

该器件采用ATMEL高密度非易失储存器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集合输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁储存器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

3.显示器：LCD显示器

LED显示器与LCD显示器。

LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为1:10，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达160°的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。

LCD是液晶显示屏的全称:它包括了TFT,UFB,TFD,STN等类型的液晶显示屏。LCD 是由液态晶体组成的显示屏，LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED的分辨率一般较低，价格也比较昂贵，因为集成度更高。但是在闹钟中可以选择LCD更实惠，而且LCD的分辨率足够。如图2：