定时闹钟设计

单片机系统课程设计

成绩评定表

设计课题：定时闹钟设计

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单片机系统

课程设计

课程设计名称：定时闹钟设计

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单片机系统课程设计任务书

目录

1 绪论 (4)

1.1摘要 (4)

1.2单片机基本概念 (4)

2 设计的总体结构 (4)

2.1电路的总体原理框图 (4)

2.2 工作原理 (6)

2.3 元器件名称 (7)

3 各部分电路设计 (9)

3.1 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 (11)

4 整体电路图 (11)

5 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 (12)

5.3 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 (25)

1 绪论

本设计是简单定时闹钟系统，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。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。系统软件设计总流程图如图2.2所示：

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：