《单片机原理》课程设计闹钟

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1、物理机电学院课程设计报告课程名称：《单片机原理》课程设计专业班级：电子信息工程2班学生姓名：学号：指导教师：王清辉、翁国云完成时间：2013年4月7日报告成绩：评阅意见：评阅教师日期32数字时钟的设计目录第1章设计任务与要求11.1数字时钟的设计1第2章方案的设计与论证22.1单片机型号的选择22.2按键的选择22.3显示器的选择22.4计时部分的选择32.5发音部分的设计32.6显示器驱动电路32.7电源的选择3第3章硬件电路设计43.1设计原理43.2AT89C51单片机简介43.3键盘电路的设计53.4段码驱动电路53.5蜂鸣器驱动电路63.6电路总原理图7第4章软件设计84.1主

2、程序部分的设计84.2中断定时器的设置84.3闹钟子函数104.4计时函数104.5键盘扫描函数124.6时间和闹钟的设置12第5章仿真过程与仿真结果14第6章安装与调试15结论与心得19参考文献20附录2132一、设计任务与要求数字时钟的设计：1、能显示小时、分钟、秒；2、具有时间设置功能；扩展要求：具备闹钟功能，有声音提示，可开关闭显示。32一、方案设计与论证本设计应解决的主要问题有两大方面，即硬件电路设计和软件设计两大方面。其中硬件电路部分又可分为四个模块：键盘模块、显示模块、计时模块和发声模块。硬件电路部分致力于低成本、低功耗和易实现性。软件部分则应做到代码的精简、准确、易读懂。

3、最后通过硬软件的结合实现数字钟的精确计时、校时、三组闹钟设置和定时报警功能。2.1单片机型号的选择通过对多种单片机性能的分析，最终认为AT89C51是最理想的电子时钟开发芯片。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，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，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程序存储器和1000次擦写循环，数据保留时间为10年，是最好的选择。2.2按键的选择

4、方案一：4×4矩阵式键盘。如果选择此方案，那么在修改时钟或设置闹铃时间时就可以直接从键盘输入，方便、快捷，但程序较为复杂。方案二：独立式按键。如果设置过多按键，将会占用较多I/O口，而且会给布线带来不便，因此，此方案适用于按键较少的情况。如果选择此方案，由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单。由于并不需要经常修改时间和设置闹铃时间，而且方案二的程序简单，按键少、成本低，因此，选择方案二。2.3显示器的选择32方案一：液晶显示器。如果选择此方案，将会降低系统的功耗，这样就可以用电池供电，便于携带。但液晶显示器的驱动电路复杂，使

5、用起来有一定的难度。方案二：用数码管作为显示器。数码管的驱动电路简单，使用方便，如果选择了此方案，那么在夜间看时间的时候就不需要有光源，非常方便。其缺点是功耗较大。由于数码管使用起来较为方便，在夜间看时间也很方便，因此我选择了方案二。2.4计时部分的选择如果使用时钟芯片，系统就不怕掉电且时间精确。但这种芯片比较贵，况且，设计本系统主要是为了学习单片机程序的编写和调试以及设计硬件电路的一些方法，因此采用软件的方法来计时而没有采用价格较高的时钟芯片。2.5发音部分的设计通过三极管放大后驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱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。

6、2.6显示器驱动电路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74HC573来驱动段码，用P0口作位码驱动。2.7电源的选择如果是用电池供电，就比较方便携带，但是本系统，采用了数码管作为显示器，功耗较大，需要经常更换电池。况且，本系统的体积较大，即使使用电池供电也不能随身携带，因此，用电池供电不大合适，所以用5V外部稳压电源来供电。32一、硬件电路设计3.1设计原理系统原理图：图3-1系统原理图3.2AT89C51单片机简介AT89C51是一款单片封装的微控制器，适合于许多要求高集成度、低成本的场合。可以满足多方面的性能要求。AT89C51采用了高性能的处理器结构

7、，指令执行时间只需2到4个时钟周期。6倍于标准51单片机器件。AT89C51集成了许多系统级的功能，这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。AT89C51单片机内部主要有以下部件：8031CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口。32图3-2AT89C51单片机3.3键盘电路的设计键盘采用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。图3-3