基于单片机定时闹钟设计

基于单片机定时闹钟设计

学生学号：1204020213

学生姓名：郝向忠

指导教师：童一凡

机电工程系

2014年月日

基于单片机定时闹钟设计

石家庄职业技术学院机电系郝向忠邮编 050081

摘要

随着科学技术的不断发展, 人们对时间计量的要求越来越高。在当今社会，电子时钟已经得到相当广泛的应用，产品多样，发展更是多元化。本作品是以STC89C51单片机作为主控芯片，使用12MHZ的晶振，产生时间信息，时间精确。在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及数码管显示。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。

关键字按键、单片机、汇编

目录

1设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.1设计课题任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2功能要求说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.3总体方案介绍及工作原理说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2硬件系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

2.1各模块功能选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.2电路原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.3元器件清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3软件系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

3.1单片机资源分配情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

3.2软件系统程序流程框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

3.3软件系统各模块功能简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.4软件系统程序清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 4设计结论、仿真过程及设计体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.1设计结论及使用说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.2仿真过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.3设计体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍

1.1 设计课题任务

设计一个单片机控制的电子闹钟系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合显示电路、用六个LED数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行闹时，同时数码管能够正确地显示时间。

1.2 功能要求说明

1．正常状态下，数码管显示当前时间。当定时开关按下时，启动定时功能；启动定时后，若定时时间到，则蜂鸣器响30秒。

2．默认定时时间是12:00:00。定时时间可以用开关设定。

3．当时间不准确时，可以按动校时开关进行校时。

* 4．允许自己增加功能

1.3 总体方案介绍及工作原理说明

本设计利用AT89S52单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，使其能精确计时。利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。P0口输出段码数据，P2.0-P2.4口作数码管显示输出，6个按键S2至S7分别依次接在P3.3至P3.7口线，硬件电路基本原理图如图1.1所示。

单片机复位电路

时钟电路按键模块

电源电路

显示模块

图1.1 闹钟硬件电路基本原理图

2 硬件系统设计

2.1 各模块功能选择与设计

2.1.1 显示电路的选择与设计

数码管显示电路

单片机中通常使用7段LED，LED是发光二极管显示器的缩写。LED显示器由于结构简单，价格便宜，体积小，亮度高，电压低，可靠性高，寿命长，响应速度快，颜色鲜艳，配臵灵活与单片机接口方便而得到广泛应用。LED显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔划发光，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。LED显示器有多种形式，如：“米”字型显示器，点阵显示器和七段数码显示器等，在单片机系统中使用最多的是七段数码显示器

LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字符，根据内部发光二极管

的连接形式不同，LED有共阴极和共阳极两种，如图3所示：采用高亮共阴型数位数码管，为示区别，显示秒的两个数码管个头较小，另外4个较大。共阴数码管连接线路如下：一般用7个发光二极管构成显示数字和符号，另外还用一段发光二极管显示小数点。这种显示器一般分为两种，共阳极显示器和共阴极显示器，共阳极显示器是把每个二极管的正端连在一起，共阴极显示器是把每个二极管的阴极连在一起。一只显示器是有8个发光二极管构成，当把某段加正向电压时，则该段所对应的笔划亮，不加正向电压则暗，为了保护各段不受损坏需要加限流电阻，无论是共阳极显示器还是共阴极显示器，它的8段排列顺序都是一样的：A段、B段、C段、D段、E段、F段、G段和DP段。在单片机中通常使用7段LED。

AT89S52段

驱

动

位

驱

动

八位数码显示

管

图2.1 显示电路基本原理图

动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的公共阴极位选线由另外的I/O 口线控制。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使其稳定显示必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码，依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符，虽然这些字符是在不同的时刻分别显示，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位显示间隔足够短就可以给人同时显示的感觉。