基于AT89C51的电子定时闹钟设计

单片机

课程设计

题目名称：基于AT89C51的电子定时闹钟设计专业班级：测控1404

学生姓名：高博

学号：201423030418

指导教师：郭广灵

单片机系统课程设计任务书

1 系统概述 (5)

1.1单片机技术和数字钟简介 (5)

1.2设计本电子定时闹钟的目的 (6)

1.3本电子定时闹钟的功能和特点介绍 (6)

2方案论证 (6)

2.1总体方案 (6)

2.2 AT89C51的优越性 (7)

3硬件设计 (7)

3.1系统的原理方框图 (7)

3.2 主电路 (8)

3.3 I/O分配 (8)

3.4 I/O接线图 (9)

4 软件设计 (10)

4.1主流程 (10)

4.2闹钟的实现 (11)

5 系统调试 (11)

6 设计心得 (12)

7 参考文献 (13)

8 源程序 (13)

1 系统概述

1.1单片机技术和数字钟简介

单片机是单片微型计算机的简称，它是一种特殊的计算机。它特别适合于控制领域，故又称为微控制器MCU（micro control unit）. 采用了嵌入系统，通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。单片机集成度高、功能强、通用性好，而且体积小、重量轻、能耗、低价格便宜，只要和适当的软件及硬件设备相结合，便可成为一个独立的单片机控制的功能系统，单片机也成为目前测量控制应用系统的优选机种和新电子产品的关键部件。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、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面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，和传统控制技术相比有革命性的进步。

时钟是将小时、分种、秒种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小时、分钟、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。目前电子种广泛用于各种私人和公众场合,成为我们生活工作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.

1.2设计本电子定时闹钟的目的

①复习和巩固所学过的知识，利用此课程设计正好可以对所学习过的知识进行系统的回顾和总结

②拓展知识面，课堂的知识是远远满足不了设计的要求的，这就需要我们去主动找寻更多的资料，了解更多的知识.

③培养了设计能力和解决实际实际问题的能力，同时增强了自学能力，通过设计完整的单片机系统也初步掌握了组成系统、编程、调试等能力。

④通过本LCD电子种的设计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本电子定时闹钟的功能和特点介绍

本电子定时闹钟是一种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）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方案论证

2.1总体方案

使用是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AT89C51作为本设计的核心元件，利用7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED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，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、LED显示，报警电路，芯片选用AT89C51 单片机。

2.2 AT89C51的优越性

AT89C51是一个低电压，高性能CMOS型8位单片机，片内含4KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和128 B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。

AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

3硬件设计

3.1系统的原理方框图

图1：硬件电路概念图

图2：硬件电路概念示意图