课程设计定时打铃器

课程设计—定时打铃器的设计

课程名称：专业课程设计

学院名称：南昌航空大学科技学院

专业: 电子信息工程

班级：1482052

学号：148205216

姓名：彭少锟

同组人：刘晶晶

指导教师：

评分：

20 17 年 6 月19 日

摘要

现代社会定时打铃器已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，因此研究实用性更强的电子闹钟具有十分重要的意义。本设计是基于单片机的电子钟设计，不仅具有时分秒的显示功能，还具有定时打铃和倒计时的功能，实用性非常强。电子钟的计时部分采用AT89S52单片机内部定时器实现，而显示功能是采用液晶模块LCD1602来实现，该定时打铃器可以让使用者通过按键来轻松选择的功能菜单和调节时间，具有非常良好地人机界面。

关键词：定时打铃器；倒计时；AT89S52；液晶LCD1602；按键

目录

1 设计要求 (1)

2 方案论证 (1)

2.1 计时方案的选择 (1)

2.2 显示方案的选择 (1)

2.3 按键功能方案设计 (1)

2.4 指示灯和响铃方案设计 (2)

3 系统组成 (2)

4 硬件设计 (2)

4.1 单片机最小系统设计 (2)

4.2 显示电路设计 (4)

4.3 蜂鸣器电路设计 (4)

4.4 按键电路设计 (5)

5 软件设计 (5)

5.1 走时部分 (5)

5.2 定时打铃检测部分 (6)

5.3 键盘扫描部分 (6)

5.4 液晶部分 (7)

5.5 流程图 (7)

6 仿真设计 (11)

7 系统调试及结果 (11)

7.1 软件调试 (11)

7.2 硬件调试 (13)

7.3 调试结果 (13)

8 总结 (13)

参考文献 (14)

附录 (15)

1 设计要求

1.显示时钟格式：**时**分**秒。

2.可任意设定时间达到定时控制，定时点至少有两个

3.可对设定的时间进行存取，实现掉电保护功能。

3.定时时间到，打铃一分钟，自动关闭打铃继续计时。

2 方案论证

2.1 计时方案的选择

1、采用专门的时钟芯片，例如美国DALLAS公司推出的DS1302实时时钟芯片，它的工作电压为2.5V-5.5V，采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据，优点是高性能、低功耗，可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，但DS1302存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点，并且会增加电路硬件复杂性。

2、采用AT89S52单片机内部定时器，51系列单片机内部有两个16位定时器/计数器，简称定时器0和定时器1，简称T0和T1，设置T0工作在模式0状态下，每隔50ms中断一下，中断20次正好是1秒。用此方法的优点是可节少硬件设计，计时精度高，缺点是软件编程略显复杂。

总结：综合两种方案的优缺点，以及此次课设的要求，选择第二种方案是用单片机内部定时器。因为使用该方案不但可以节省硬件成本，还可以更锻炼自己使用单片机内部定时器和C语言编程的能力。

2.2 显示方案的选择

1、使用LED数码管，由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。它能够在低电压、小电流的条件下驱动发光，发光响应时间极短，单色性好，亮度高，但是数码管显示内容单一，引脚与单片机I/0连接复杂。

2、使用液晶LCD1602，液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，LCD1602是字符型液晶显示模块，它是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，并且显示质量高，功耗小。缺点是较数码管成本高。

总结：数码管显示内容单一，液晶则比较丰富，并且数码管消耗电力会比液晶更高，若选择数码管硬件布线会较复杂，影响美观性，而选择液晶也不会超过经费支持。综合两种方案的优缺点，选择方案二液晶显示。

2.3 按键功能方案设计

根据题目设计要求，定义6个12*12mm的按键来选择系统功能菜单和调节时间，分别为K1、K2、K3、K4、K5、K6。

各个按键的具体功能如表2.1：

表2.1 按键功能表

2.4 指示灯和响铃方案设计

1、指示灯：综合设计要求和自我考虑，需要的指示灯个数为4个，分别为电源指示，程序运行指示和两个闹铃指示。为了加以区分可使用不同颜色的LED。

2、响铃选择：采用经济适用的蜂鸣器，它是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、报警器、电子玩具、定时器等电子产品中作发声器件，而且驱动电路简单，由单片机一个I/O口外接一个三极管即可。

3 系统组成

经过以上的计时方案选择和显示方案选择，确定本设计的电子闹钟的计时方案为单片机内部定时，显示方案为液晶LCD1602。闹铃的响铃来源选择经济适用的蜂鸣器，并用按键来选择功能菜单和调节时间，用4个不同颜色的发光二极管作为两个闹铃指示灯，程序运行指示灯和电源指示灯。

因此系统组成框图如图3.1：

图3.1 系统框图

4 硬件设计

4.1 单片机最小系统设计

单片机最小系统的设计关键的就是时钟电路和复位电路的设计。

1、时钟电路

在这里使用单片机内部振荡电路，管脚XTAL1、XTAL2用来外接石英晶体和微调电容，如图4.1所示。晶体可在1.2—12MHz之间选择，电容可在6—30pF之间选择。

图4.1 时钟电路

2、复位电路

当振荡电路工作，并且在RST引脚加上一个至少保持两个机器周期的高电平时，就能完成一次复位。这里我使用按钮复位方式，如图4.2，利用RC微分电路产生正脉冲来达到复位目的，该正脉冲的持续时间大于两个机器周期。

图4.2 复位电路