简易定时闹钟

课程名称：单片机课程设计

设计题目：简易数字闹钟

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课程设计任务书

专业姓名学号

开题日期：完成日期：

题目基于单片机的简易数字闹钟设计

一、设计的目的

利用单片机等元器件通过编程制作一个LCD显示简易数字闹钟，当时钟时间与设置的闹铃时间一致时，继电器开关接通，蜂鸣器并发出声响，从而实现定时闹钟的功能。

二、设计的内容及要求

通过发挥各部分电路的特点（定时、显示、蜂鸣等）组成完整的简易数字闹钟电路，能做到自定义闹铃时间并显示时间，最终时钟值与设置的闹铃时刻相吻合时能发出蜂鸣以体现时钟和闹钟的功能。

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师(签章)

2016 年06 月16

目录

1、基本功能及设置 (1)

1.1、基本功能 (1)

1.2、设置 (1)

1.2.1、时钟时间的设置 (1)

1.2.2、闹铃的时间设置 (2)

2、设计流程 (2)

3、元器件简介 (2)

3.1、LCD显示屏 (2)

3.2、芯片AT89C51 (3)

3.3、电磁继电器（RELAY） (4)

3.4、蜂鸣器 (4)

3.5、按键 (5)

4、各部分电路设计 (6)

4.1、主电路 (6)

4.2、显示电路 (7)

4.3、按键电路 (7)

4.4、蜂鸣器电路 (7)

4.5、继电器电路 (8)

5、电路原理图 (9)

6、仿真电路图 (9)

7、C语言程序 (10)

8、参考文献 (16)

9、设计心得及体会 (16)

1、基本功能及设置

1.1、基本功能

●显示时钟时间，格式为“时时：分分”，并可重复设置。

●显示闹铃时间，格式也为“时时：分分”,且显示闪烁以便与时钟时间区分。闹

铃时间可重新设置。

●程序执行后工作指示灯LED闪烁，表示时钟工作为时钟显示模式，LCD显示的

初始时间为“23.58”。按下S2键，闪烁显示的“xx:xx”为闹铃的时间，按下S3又返回时钟显示模式。时钟从“23：58”开始计时，定时时间“xx:xx”到时，继电器开关接通，控制电器的开启，且可发出声响。

●S4按键的功能为设置闹铃是否发声的状态控制，设为ON状态，则闹铃时间到

连续三次发出“哔”的声音，设置为OFF状态发出“哔”的一声。开机默认声响关闭。

●S2的单独功能为显示闹铃时间。

1.2、设置

时钟与闹铃时间的设置通过4个功能按键S1~S4实现，具体说明如下：

1.2.1、时钟时间的设置

首先按下S1键进入时钟设置模式，此时每按一下S1键，则小时增加1；按一下S2键，则分钟增加1，再按一下S3键则设置完成，并返回时钟显示模式。此时小时和分钟均已发生变化。按一下S4键，如果只发出一声响，则定时到达来时，开关动作，蜂鸣器关闭；按一下S4键，如果发出三声响，则开关动作，蜂鸣器发声。

1.2.2、闹铃的时间设置

首先按一下S3键进入闹铃的设置模式。此时每按一下S1键，则小时增加1，按一下S2键，则分钟增加1，最后按一下S3键则完成设置完成，返回闹铃显示模式。此时闹铃的小时和分钟均已改变。

2、设计流程

本次的课程设计是简易数字闹钟，顾名思义也就是通过电子编程并集成的方式制作出一个具有定时作用的闹钟，而且具有发出声响提示的效果最终实现“闹钟”的功能。因此，在设计的电路中需要单片机作为编程定时的载体，通过之前对闹铃的使用功能的介绍，确定了按键来改变脉冲个数的必要性和简易型，为了最终发出声响，从而又用到了蜂鸣器，小巧而实用正符合“简易”的用意。最后为了直观的看到时间和闹铃时刻的变化，LCD显示屏是必不可少也是区别于机械闹钟的标志。通过这几大部分的电路有机的组合，最终集合为设计所需的“简易数字闹钟”。

首先，先对芯片进行编程，程序的设定表现了成品的功能与硬件的搭配和选取。完成后作出大概的电路原理图并验证其可行性。然后就是实际的仿真，对其设计功能进行检测，查漏补缺，尽可能的优化电路和使使用方式简明易操作，最终完成仿真电路。完成以上步骤后，有条件的情况下可用实物进行验证和比对，解决一些实际的问题并提高自身动手能力。设计完成后，记下心得和体会、收获与感悟。

3、元器件简介

3.1、LCD显示屏

图3.1 LCD显示屏实物

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，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点。

3.2、芯片AT89C51

图3.2 芯片AT89C51实物

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，也是本次设计的核心元件。

3.3、电磁继电器（RELAY）

图3.3 继电器实物

电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流。较低的电压去控制较大电流。较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

3.4、蜂鸣器

图3.4 蜂鸣器实物

压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等