LCD电子定时闹钟的设计及制作

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。

本设计采用单片机芯片进行计时，由于AT89C51系列单片机的体积小，成本低，控制器运算能力强，处理速度快，可以精确计时，对于社会生产有着十分重要的作用。

在此次设计中，AT89C51单片机芯片是主要的元器件，通过它来控制电路的LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成的硬件电路，再利用软件来执行一定的程序来实现LCD电子定时闹钟计时功能和定时闹铃的设置和控制。

由于系统所用元器件较少，单片机所被占用的I/O口不多，因此系统具有一定的可扩展性。

关键词：单片机计时AT89C51ABSTRACTTime is the indispensable in the modern society, whether a parameter normally live or social production all need to control over time, some occasions to its accuracy and high requirements. This design USES the monolithic integrated circuit chips for timing, due to the volume of the series microcontroller AT89C51 is small, low cost, operation ability, controller processing speed, can accurate timing for social production, plays a very important role.In this design, AT89C51 chip is the main components, by which it can control circuit of LCD, crystals, resistor, capacitor, light-emitting diodes, switch, loudspeaker elements such as hardware circuit, reuse of software to perform certain procedures to achieve LCD electronic timing alarm clock function and regular alarm Settings and control. Because the system which is less, SCM used components is occupied I/O mouth not much, so system has certain expansibility.Key word：SCM Timing AT89C51目录1 引言 (1)1.1 LCD电子定时闹钟研究现状和发展趋势 (1)1.2 设计本电子定时闹钟的目的和意义 (1)1.3 本LCD电子闹钟的特点和功能介绍 (2)1.3.1 数字钟介绍 (2)1.3.2 本电子钟设计特点 (2)1.3.3 本电子钟的主要功能 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 总体设计方案 (3)2.2 AT89C51芯片介绍 (3)2.2.1 单片机介绍 (3)2.2.2 MCS–51单片机内部总体结构 (6)2.2.3 MCS-51单片机的引脚 (6)3 硬件设计 (17)3.1 主控芯片AT89C51的设计 (17)3.2 时钟电路部分设计 (18)3.3 LCD显示电路部分 (19)3.4 喇叭部分的电路 (20)4 软件设计 (23)4.1 软件设计概述 (23)4.2 主函数的设计 (23)4.3 部分设计思想的说明 (25)4.3.1 程序初始化 (25)4.3.2 闹钟的实现 (25)4.3.3 显示程序 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)1 引言1.1 LCD电子定时闹钟研究现状和发展趋势现在是一个高度发达的高科技的时代，目前单片机正朝向高性能和多品种方向发展，而且进一步向低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路内装化等几个方向发展。

单片机的应用还从根本上改变了传统的控制系统设计思想和方法。

从前必须由模拟电路和数字电路实现的大部分功能，现在已经能够用单片机运用软件方法来实现了，因此称之为软件代替硬件的控制技术。

一个世纪以来，单片机技术如今已经受到了迅速的推广及运用。

渗透到我们生活的各个领域，在智能仪器，工业控制，家用电器，计算机网络和通信等都得到广泛的应用。

世界各大电气厂家，测控技术企业，机电行业大批竞相把单片机应用于产品更新，作为实现数字化，智能化的核心部件。

随着集成电路技术的不断发展，单片机的性能也在不断提高，其应用的范围必将越来越宽广。

LCD电子定时闹钟使用数字电路技术实现时分秒计时的装置，有更高的准确性和直观性，寿命更长，广泛的应用于家庭，车站，办公室等场所，成为人们日常生活不可缺少的必需品，它给人们带来了很大的方便。

由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以，以单片机为核心的数字时钟是很有社会意义和社会价值的。

钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能。

现在是高度发达的社会，时间观念很重要，自古以来人们对时间的控制都是十分棘手的问题，俗话说事件就时间就是生命，LCD电子定时闹钟的多功能化必定将一步一步的开拓出来。

与时间相关的产品在任何时候都是不可或缺的物质，它的前景一如既往的远大。

1.2 设计本电子定时闹钟的目的和意义本设计可以让我对所学过的知识进行系统的回顾和总结。

不仅如此，我在主动去找寻找更多的资料的同时，了解了更多的知识，也培养了我的设计能力和解决实际问题的能力，增强了自我的学习能力。

通过本LCD电子定时闹钟的设计我也初步掌握了组成系统、编程、调试等能力应用，并且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。

1.3 本LCD电子闹钟的特点和功能介绍1.3.1 数字钟介绍时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。

而单片机模块中最常见的正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

而LCD电子定时闹钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置,它的计时周期为24小时，另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。

一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

目前电子钟广泛用于各种私人和公众场合,成为我们生活、工作和学习中不可缺少的好帮手。

由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核心的数字时钟是很有意义的。

钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能，本设计中LCD电子时钟采用LCD显示时间和日期年月，直观实用，而且可以方便的校调，附带的万年历和定时功能也是很方便和实用的。

1.3.2 本电子钟设计特点本LCD电子定时闹钟是一种基于单片机技术的多功能、多用途的电子产品，有电子时钟、日期显示、定时闹铃等多种功能。

本设计产品性能卓越，功能丰富，采用LCD显示更加直观，是一个比较实用的电子产品。

1.3.3 本电子钟的主要功能1．可以显示24小时制“时时-分分-秒秒”，LCD显示。

2．可以显示日期，具有万年历功能。

3．可以方便的设定定时时间、修改定时时间，闹铃功能，预设定时时间到将发出闹铃声。

4．能够修改时钟时间的时、分、秒，能够修改日期的年月日。

2 总体方案设计2.1 总体设计方案本LCD定时闹钟，是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他外围硬件电路，用汇编语言设计的程序来实现的。

根据C51单片机的外围接口特点扩展相应的硬件电路，然后根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，再利用软件执行一定的程序来实现数字钟的功能。

由于采用集成芯片性的单片机来制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、精确度高，也可方便扩充其他功能，实现也十分简单。

本设计是利用AT89C51单片机为主控芯片，由LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成硬件电路，通过编写软件程序来实现和控制的数字定时闹钟。

总体的硬件系统结构框图如图2.1所示。

图2.1 硬件电路概念示意图其中AT89C51为硬件系统的核心部分，震荡电路为单片机芯片提供时钟信号，调时电路用来设置时间和闹铃时间，输出分为两部分；一部分连接到LCD用于时间的显示，一部分连接到喇叭，用于闹铃声音的输出。

[４]2.2 AT89C51芯片介绍2.2.1 单片机介绍单片微型计算机（Single Chip Micro Computer）简称单片机(SCM)。

它是将组成微型计算机的各部件：中央处理器（CPU）、储存器、I/0接口电路、定时器/计数器等，集成在一块电路芯片上，构成一个完整的微型计算器。

1. 单片机的发展历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了探索---完善---MCU化---百花齐放四个阶段。

（1）芯片化探索阶段20世纪70午代，美国的Fairchild(仙童)公司首先推出了第一款单片机F－8，随后Intel 公司推出了影响面大、应用更广的MCS48单片机系列。

MCS48单片机系列的推出标志着在工业控制领域，进入到智能化嵌入式应用的芯片形态计算机的探索阶段。

参与这一探索阶段的还有Motorola、Zilog和Ti等大公司，它们都取得了满意的探索效果，确立了在SCMC的嵌入式应用中的地位。

这就是Single Chip Microcomputer的诞生年代，单片机一词即由此而来。

这一时期的特点是：●嵌入式计算机系统的芯片集成设计；●少资源、无软件，只保证基本控制功能。

（2）结构体系的完善阶段在MCS-48探索成功的基础上很快推出了完善的、典型的单片机系列MCS-5l。

MCS-51系列单片机的推出，标志着Single Chip Microcomputer体系结构的完善。

它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机的体系结构。