基于单片机的电子闹钟的设计
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图3-41602液晶显示器实物图
3.3
本设计采用4个独立按键控制，按键的接口、序号及接线图如下图所示：
图3-5独立按键连线电路图
3.4
本课程设计使用的蜂鸣器是有源蜂鸣器，通过对给蜂鸣器一定频率的方波，驱动蜂鸣器蜂鸣器发出相应频率的声音，其中方波可对端口进行连续取反实现，取反频率由定时器控制，驱动电路如下图所示：
选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用KEIL单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。
关键词：AT89C52单片机定时器中断闹钟
一、设计任务、要求
1.1
利用单片机、4个独立按键、1602液晶显示器、无源蜂鸣器实现具有日期、时间、闹钟功能的多功能电子表。
1.2
1、准确计时，以数字形式显示年月、日、时、分、秒。
2、小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位，日期平年和闰年将自行更换。
3、采用4个独立按键对电子表进行控制，可进行闹钟设定、控制及时间日期的设定。
4、闹钟功能，可任意设定闹钟时间，一旦走时到该时间，能以声的形式告警提示。
5、复位电路采用按键复位电路。
图3-8单片机引脚图
Fra Baidu bibliotek3.
整体电路原理图如图3-9所示：
图3-9总体电路原理图
3.
图3-10硬件电路正面视图
图3-11硬件电路背面视图
程序主要流程如图4-1所示，时间、日期、闹钟设置部分流程如图4-2所示。
图4-1程序流程图
图4-2程序流程图时间、日期设置部分
图4-3程序流程图闹钟设置部分
5、
5.1
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，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。
2.2
AT89S52单片机内部带有定时/计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能，使用12MHz的晶振就能实现高精度的计时，因此可以利用此功能实现计时。
2.3
本设计用到的键盘有4个独立按键，分别为时间调整按键、闹钟调整按键和两个时间加减按键。以此控制时间的调整和闹钟时间的调整。
2.4
此模块采用无源蜂鸣器实现，通过编写相应的程序，当满足要求时，给蜂鸣器提供不同频率的方波，使其发出不同频率的声音，把不同频率的声音按一定的时序输出，从而发出音乐。
2.5
总体框架如图2-1所示：
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，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。单片机引脚图如图3-8所示：
图3-2复位电路
3.2
3.2.1
图3-31602液晶显示器
3.2.2
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图3-4
图2-1总体硬件框架图
总体构思如图2-2所示：
图2-2总体构思框架图
3.1
3.1.1
89C52芯片内部有一个高增益法相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自己振荡器，电路如图3-1所示。
图3-1晶振电路
3.1.2
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式，本设计采用按键电平复位，结构如图3-2所示。
本设计以AT89C52芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的闹钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用1602液晶显示时钟的时间，并通过所写程序控制在某个时间点蜂鸣器的响应，即完成闹钟的功能，该闹钟设有4个独立按键，时间调整按键、闹钟调整按键和两个时间加减按键。软件方面采用C语言编程。整个闹钟系统能完成时间的显示、调时和定时闹钟的功能。
本次设计闹钟，使用了STC89C52单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单，电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整电子表的月、日、时、分和闹钟的设定，用蜂鸣器来进行定时提醒，编程采用KEIL C，编程简单便捷且调试方便，这样通过四个模块：按键、芯片、蜂鸣器、1602液晶显示器即可满足设计要求。
2.1
图3-6蜂鸣器连线电路图
3.5
电源指示灯部分包括一个开关，发光二级管和限流电阻。当电源接通时发光二级管点亮，表明电路已上电。电源指示灯原理图如图3-7所示：
图3-7电源指示灯原理图
3.6
STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含具有如下特点：40个引脚（引脚图如图1-1所示），4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDTC）电路，片内时钟振荡器。
Proteus软件是英国electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。它是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。以下是用Proteus仿真调试图：
课程设计报告
课程名称：单片机课程设计
题目：多功能电子表
学院：环境与化学工程系：过程装备与测控工程
专业：测控技术与仪器
班级：测仪111
学号：
学生姓名：
起讫日期：
指导教师：
摘要
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
3.3
本设计采用4个独立按键控制，按键的接口、序号及接线图如下图所示：
图3-5独立按键连线电路图
3.4
本课程设计使用的蜂鸣器是有源蜂鸣器，通过对给蜂鸣器一定频率的方波，驱动蜂鸣器蜂鸣器发出相应频率的声音，其中方波可对端口进行连续取反实现，取反频率由定时器控制，驱动电路如下图所示：
选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用KEIL单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。
关键词：AT89C52单片机定时器中断闹钟
一、设计任务、要求
1.1
利用单片机、4个独立按键、1602液晶显示器、无源蜂鸣器实现具有日期、时间、闹钟功能的多功能电子表。
1.2
1、准确计时，以数字形式显示年月、日、时、分、秒。
2、小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位，日期平年和闰年将自行更换。
3、采用4个独立按键对电子表进行控制，可进行闹钟设定、控制及时间日期的设定。
4、闹钟功能，可任意设定闹钟时间，一旦走时到该时间，能以声的形式告警提示。
5、复位电路采用按键复位电路。
图3-8单片机引脚图
Fra Baidu bibliotek3.
整体电路原理图如图3-9所示：
图3-9总体电路原理图
3.
图3-10硬件电路正面视图
图3-11硬件电路背面视图
程序主要流程如图4-1所示，时间、日期、闹钟设置部分流程如图4-2所示。
图4-1程序流程图
图4-2程序流程图时间、日期设置部分
图4-3程序流程图闹钟设置部分
5、
5.1
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，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。
2.2
AT89S52单片机内部带有定时/计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能，使用12MHz的晶振就能实现高精度的计时，因此可以利用此功能实现计时。
2.3
本设计用到的键盘有4个独立按键，分别为时间调整按键、闹钟调整按键和两个时间加减按键。以此控制时间的调整和闹钟时间的调整。
2.4
此模块采用无源蜂鸣器实现，通过编写相应的程序，当满足要求时，给蜂鸣器提供不同频率的方波，使其发出不同频率的声音，把不同频率的声音按一定的时序输出，从而发出音乐。
2.5
总体框架如图2-1所示：
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，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。单片机引脚图如图3-8所示：
图3-2复位电路
3.2
3.2.1
图3-31602液晶显示器
3.2.2
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图3-4
图2-1总体硬件框架图
总体构思如图2-2所示：
图2-2总体构思框架图
3.1
3.1.1
89C52芯片内部有一个高增益法相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自己振荡器，电路如图3-1所示。
图3-1晶振电路
3.1.2
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式，本设计采用按键电平复位，结构如图3-2所示。
本设计以AT89C52芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的闹钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用1602液晶显示时钟的时间，并通过所写程序控制在某个时间点蜂鸣器的响应，即完成闹钟的功能，该闹钟设有4个独立按键，时间调整按键、闹钟调整按键和两个时间加减按键。软件方面采用C语言编程。整个闹钟系统能完成时间的显示、调时和定时闹钟的功能。
本次设计闹钟，使用了STC89C52单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单，电路简明易懂，使用键盘键上的按键来调整电子表的月、日、时、分和闹钟的设定，用蜂鸣器来进行定时提醒，编程采用KEIL C，编程简单便捷且调试方便，这样通过四个模块：按键、芯片、蜂鸣器、1602液晶显示器即可满足设计要求。
2.1
图3-6蜂鸣器连线电路图
3.5
电源指示灯部分包括一个开关，发光二级管和限流电阻。当电源接通时发光二级管点亮，表明电路已上电。电源指示灯原理图如图3-7所示：
图3-7电源指示灯原理图
3.6
STC89C52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含具有如下特点：40个引脚（引脚图如图1-1所示），4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDTC）电路，片内时钟振荡器。
Proteus软件是英国electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。它是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。以下是用Proteus仿真调试图：
课程设计报告
课程名称：单片机课程设计
题目：多功能电子表
学院：环境与化学工程系：过程装备与测控工程
专业：测控技术与仪器
班级：测仪111
学号：
学生姓名：
起讫日期：
指导教师：
摘要
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。