电子闹钟

第一章绪论

1.1 课题背景

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

1.2 单片机的发展历程

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

在MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列和52子系列。每个子系列有诺干中型号, 其中51系列有8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号；52系列有5021、8752、8032三个型号，改进后的型号是80c52/87c52、80c32。改进后的型号更加省电。52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司，于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。

第二章设计方案

2.1设计目的及要求

1.设计目的

1.熟悉STC89C52单片机的应用与编程，并学习单片机的工作原理及开发。

2.学会制作实际电路板的基本过程与方法。

3.通过单片机来实现闹钟的控制。

2.设计任务

本次课程设计需要完成对智能电子闹钟的控制，首先要显示时钟的计时，计时为24小时制，通过按键控制对时间设定一个时间，当时钟到达设定的时间，蜂鸣器立刻发出报警。

图2-1 系统框图

3.设计要求

1、绘制交通灯控制器的电路原理图，掌握各个部分电路的原理、功能和应用方法；

2、根据课程设计任务，编程实现系统要求的基本功能；

3、根据电路原理图制作电路板；

4、对系统进行实际调试；

5、编写课程设计说明书；

2.2 方案设计

AT89S5l内部定时/计数器T0和Tl设置为定时器模式l工作方式．作为电子时钟及电

子秒表的计时基准。定时器T0产生10 ms的中断信号，每经过1t30次中断，时钟秒位加一，秒位经60次加一后向时位进位，当时问为23时59分59秒时，秒位再加一后变为00时00分00秒．当按键切换为电子秒表功能时，T0每产生一次中断，十毫秒单元加一，十毫秒单元经过l0次加一后，百毫秒单元加一。依次进位可实现最长为9小时59分59秒990毫秒的秒表计时，可达到分辩10 ms的计时精度。

利用K1～K4按键可对时钟进行对时当首次按下K1按键时，显示数码管第一位闪烁，继续按键时，下一位闪烁。当某一位闪烁时，按下K2按键可使闪烁位加一。在正常时钟显示方式下按下K2键时，转为年、月、日显示．按下K3键，可进入秒表状态，按下K4键可显示闹钟定时时间。

第三章硬件电路设计

3.1 STC89C52单片机

1.STC89C52简介

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及STC89C52引脚结构,功能强大的微型计算机的STC89C52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。其引脚如图3-1所示；

图3-1 STC89C52单片机引脚图

STC89C52具有如下特点：40个引脚,8k Bytes Flash片内程序存储器,32位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。

此外, STC89C52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。

2.STC89C52主要功能如表3-1所示：

表3-1 STC89C52主要功能特性

3.2时针电路设计

STC89C52虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件所以实际构成的振荡时钟电路。对接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低，振荡器的稳定性，起振的快速性和温度的稳定性。晶体频率可在 1.2MHZ～12MHZ 之间任选，电容C1和C2的典型值在20PF～100PF之间选择，考虑到本系统对于外接晶体的频率稳定性要求不高，所以采取比较廉价的12MHZ晶体振荡器。时钟电路图如图3-2所示，其晶体振荡器的作用是将XTAL1和XTAL2分别作为反向放大器的输入或输出，其引脚两侧外接定时元件就能构成时针电路，电容C1和C2主要起频率微调作用。

图3-2 时针电路图