基于单片机的智能电子钟系统设计毕业设计论文

基于单片机的智能电子钟系统设计

姓名：李永健、王海、吕军梅、巩珍珍

课题组的分工或贡献：每人完成的百分比或者每人负责的内容课程名称： MCS-51单片机应用设计

指导教师：李林

2014年12月

基于单片机的智能电子钟系统设计

李永健、王海、吕军梅、巩珍珍

（信息科学与工程学院）

摘要：电子钟是一种利用数字电路来显示时间的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。本设计通过以单片机芯片STC89C51为核心，通过软件编程完成时钟及定时的基本功能，温度芯片DS18B20完成温度测量功能。采用了六位数码管动态显示时、分、秒，两个LED灯分别指示上下午，同时还有两个LED灯每半秒分别闪烁一次。

通过4个外部按键可以控制小时和分钟的定时和定闹以及报警。此电子钟具有性能优越，操作简单等优点。

关键词：智能电子钟、STC89C51、LED数码管、DS18B20

目录

一、项目目的

二、项目要求

三、基本原理

四、设计方案

(一)系统整体设计思想

(二) 电子钟计时

(三) 数码管显示

(四) 调时

(五) 定闹、报警

(六) 温度采集

五、结论

六、参考文献

七、附录一

附录二

一、项目目的

1. 掌握单片机各个功能模块(并行I/O口、中断系统、定时器/计数器)的工作原理、性能和特点；

2、掌握单片机外围电路的设计方法和仿真方法；

3、掌握单片机外围电路的调试方法；

4、掌握单片机外围电路设计报告的撰写方法；

5、培养团队合作精神、项目组织与管理、交流表达能力；

6、培养责任感和职业道德。

二、项目要求

本课程三级项目要求学生使用MCS-51系列单片机设计并制作一个具有时间显示、按键调时、闹钟报警、温度测量、遥控和自动调时等功能的软硬件系统，可实现六项基本功能分别如下：

1) 时间显示：采用六个数码管显示当前时间：小时、分钟、秒。

2) 温度显示：采用两个数码管显示当前环境温度。

3) 上下午指示：采用两个发光二极管来指示上下午。

4) 半秒提示：采用两个发光二极管，每隔半秒闪烁。

5) 调时功能：采用三个按键(K1-K3)来调整时间，步骤如下：

a)按下K1键，开始调小时，同时2个小时数码管闪烁。

b)按下K2键，小时加；按下K3键，小时减。

c)小时调整好后，再按下K1键，开始调分钟，同时分钟数码管闪烁。

d)按下K2键，分钟加；按下K3键，分钟减。

e)调整好分钟后，再按下K1键，调时结束。

6) 闹钟功能：采用三个按键(K2-K4)来调整闹钟，步骤如下：

a)按下K4键，开始调小时，同时2个小时数码管闪烁。 b)按下K2键，小时加；按下K3键，小时减。

c)小时调整好后，再按下K4键，开始调分钟，同时分钟数码管闪烁。 d)按下K2键，分钟加；按下K3键，分钟减。 e)调整好分钟后，再按下K4键，定闹结束。

闹钟定时的时间到后，蜂鸣器/扬声器发出提示音；用户需按K2-k4键来取消闹钟警告。 三、基本原理

利用软件编程借助于定时器/计数器0实现间隔为1s 的定时功能，格式为秒，分，时，在其中断服务程序中实现对小时、分钟、秒单元数值的调整。主程序通过不断循环调用调时子程序，实现整个功能。利用嵌套在调时子程序中的显示子程序实现上下午指示和半秒闪烁。利用温度芯片DS18B20来测量温度。四、设计方案

（一）系统整体设计思想 总体设计框图：

电源

STC89C52

单 片 机

DS18B20 温度芯片 LED 灯指示 （上下午、半秒）

8片数码管显示

按键

（k1~k4)

报警

通过定时器/计数器0实现1s的计时，将它设计成内部中断，即每计满1s 产生中断信号，主程序转去执行定时器0的中断服务程序，按照时间规则改变相应RAM存储单元的数值。在主程序里首先不断检测是否有按键按下，如果没有，则不断调用显示子程序，否则，根据按下的是哪个键可以转去执行相应的程序段，分别实现小时和分钟的加和减以及闹钟定时，而每次执行结束都会调用显示子程序，保证数码管的稳定显示，同时也可以实时根据存储单元数值的不同显示。

而闹钟的倒计时则利用定时器/计数器1的计时来实现，同样为1s计时，只不过是在中断服务程序中实现对存储单元的按规则递减，同样的即使显示就可以实现倒计时功能，到达00：00：00时就可以调用报警子程序，实现报警。

（1）RAM单元分配

(21H).0 指示即将显示的是十位还是个位

20H #0AH,定时器/计数器0或1计满10次为1s

19H #05H,定时器/计数器0或1计满5次为0.5s

18H #05H,显示子程序内部执行次数

29H #01010101B

30H 小时的BCD码

31H 分钟的BCD码

32H 秒的BCD码

TH0 #3CH，T0计数初值，可计时100ms

TL0 #0B0H

TH1 #3CH，T1计数初值，可计时100ms

TL1 #0B0H

（2）循环执行部分：

HERE: LCALL ADJUST

AJMP HERE ;反复调用

ADJUST程序可以实现所有功能

（3）主程序的初始化部分：

MAIN: SETB P3.0

CLR P3.1

MOV TMOD,#01H ;设T0方式1，定时

CLR A ;A清零

MOV 30H, A ;“时”单元清零

MOV 31H, A ;“分”单元清零

MOV 32H, A ;“秒”单元清零

SETB ET0 ;允许中断

SETB ET1

SETB EA ;CPU开中断

MOV TH0, #3CH ;给T0装入计数初值，可计时100ms

MOV TL0, #0B0H ;

MOV TH1, #3CH ;给T1装入计数初值

MOV TL1, #0B0H

SETB TR0 ;启动计数

（二）时间显示模块

（1）物理连接

P0.0~P0.7接数码管的a~dp(片选码)

P2.0~P2.5接数码管的1~6（段选码）

时间显示：采用六个数码管显示两位的小时，分钟，秒