单片机原理及系统课程设计--基于单片机的电子闹钟设计

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1、基于单片机的电子闹钟设计基于单片机的电子闹钟设计 摘摘 要要 本设计以 AT89C51 芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简 单，功能齐全的电子时钟，它由 5V 直流电源供电。 关键词关键词：单片机；led；闹钟；定时器 Abstract This design, adopting AT89C51 chip as the core part with some necessary peripheral circuits, is a simple electronic clock which uses 5V DC as the power supply. Keywords:singl

2、e chip machine ,in fixed time machine, alarm clock,LED 1 引言引言 1.1 设计目的设计目的 此次课程设计是在学习先修课程单片机原理与系统设计之后，为加强对 学生系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。本课程设计应结合 单片机原理与系统设计课程的基础理论，重点强调实际应用技能训练，包括 单片机系统设计的软件和硬件两部分。其课程设计任务是使学生通过应用单片机 系统设计的基本理论，基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的 设计、调试方法，初步掌握并具备应用单片机进行设备技术改造和产品开发的能 力，培养学生的创新意识，提高学

3、生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。 1.2 设计要求设计要求 结合单片机知识， 以 AT89C51 单片机为核心， 利用七段 LED 数码管实现计时、 校时及闹钟功能。 1.3 设计方法设计方法 以 AT89C51 单片机为核心，外加晶振电路，使用 8 个七段数码管显示，LED 采用动态扫描， 用 74ls245 芯片作为驱动电路。 通过四个独立按键对时间进行定时、 校时，从而实现闹钟提醒功能。 2 设计方案及原理设计方案及原理 2.1 设计方案设计方案 选 AT89C51 单片机作为系统核心，辅助外部产生时钟信号的晶振电路，再加 上四个独立按键作为输入信号，使用 8 个七段数码管显示时

4、间，芯片 74ls245 为数 码管段选线的驱动，最后用蜂鸣器实现闹铃功能。使用单片机的定时器 T0 计时时 间为 50ms，计时 20 次作为 1s 的时间基准。第一部分，12MHz的晶振连接至单片 机的时钟信号输入端；第二部分，四个独立按键加上四个上拉电阻连接至单片机 单片机原理及系统课程设计报告 - 1 - 的 P1 口的低四位；第三部分，单片机的 P0 口通过由芯片 74ls245 构成的驱动电路 连接至数码管的段选线，单片机的 P3 口连接至数码管的位选线；第四部分，单片 机的 P2.1 通过一个 NPN 型三极管连接至蜂鸣器。8 个七段数码管使用动态扫描显 示时间，独立按键用软件编

5、程实现对时间和闹钟时、分、秒的设置，再通过比较 所设置的闹钟与时间是否相等，达到闹铃发出声响的效果。 2.2 设计原理设计原理 系统原理图如图 2.1 所示。 图 2.1 系统原理图 3 硬件设计硬件设计 硬件电路分四个模块：晶振电路、键盘电路、数码管显示电路、蜂鸣器驱动 电路。晶振电路使用12MHz晶体振荡器，经分频后供单片机工作。键盘采用4个 独立按键配以 4 个上拉电阻实现对时钟和闹钟的设定及修改。由于通过数码管公 共及的电流较大且避免过多地使用分立元件，采用了一片74ls245来驱动段码，用 P3 口作位码驱动。发音部分是通过三极管放大驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时 产生等时时间方波驱

6、动蜂鸣器发出间断嘀声，这样就可以省去硬件振荡电路，降 低成本。 系统硬件电路图如图 3.1 所示。 AT89C51 晶振 按键 段码驱动 位码驱动 蜂鸣器 8 位数码管 单片机原理及系统课程设计报告 - 2 - 图 3.1 系统硬件图 4 软件设计软件设计 源程序清单见附录。主程序流程图如图 4.1 所示。 开始 初始化设置 闹铃判断 显示时间 键盘扫描 图 4.1 主程序流程图 单片机原理及系统课程设计报告 - 3 - 5 系统仿真系统仿真及调试及调试 硬件部分设置了的三个按键 K1、K2、K3、K4。当按键K1 第一次按下时，停 止计时进入闹钟 1 的秒设置，当按键 K1 第二、第三次按下时，分别进入闹钟 1 的 分设置和时设置，当按 K1 第四 、第五、第六次按下时分别进入闹钟 2 的秒、分、 时设置，当按 K1 第七 、第八、第九次按下时分别进入闹钟 3 的秒、分、时设置， 当按 K1 第十 、第二一、第十二次按下时分别进入时间的秒、分、时设置，在 K1 按下的各阶段，可用按键 K2、K3 进行时间和闹铃时间的时、分、秒进行加减设 置；当按键 K1 第十三次按下时