基于at89c2051的电子闹钟设计

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1、基于AT89C2051的电子闹钟1.1电子闹钟的功能与设计方案1.1.1电子闹钟的功能与设计要求1.1.1.1电子闹钟的实现形式电子闹钟既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬件结合实现，根据电子时钟中核心部件——秒信号的产生原理，通常有以下三种形式：１．采用NE555时基电路的实现形式　　采用NE555时基电路或其他振荡电路产生秒脉冲信号，作为秒加法电路的时钟信号或微处理器的外部中断输入信号，可构成电子钟。由555构成的秒脉冲发生器电路见图１－１。输出的脉冲信号VＯ的频率F＝1.443／（RA＋2R

2、B）×C，可通过调节这3个参数，使输出VＯ的频率为精确的1Ｈz。　　　　　　　　　　　图１－１　基于５５５的秒脉冲发生器　　　　　　２．采用石英钟专用芯片的实现形式采用石英钟专用计时芯片实现的电子钟，具有实现简单、计时精度高的特点。石英计时芯片（简称“机芯”）比较多，常见型号的有STP5512F、SM5546A和D60400等。现结合康巴丝石英钟常用的5512F型为例作一简单介绍。利用5512F的2秒输出信号作为秒加法电路的计数脉冲，可实现电子时钟。5512F的引脚图如图１－２所示：　　　　　　　

3、　　　　　　　　图１－２　５５１２Ｆ的引脚图其中，引脚7、8为外接晶振及振荡电路，引脚１接电源正极，电源为1.5Ｖ，引脚3、4原为指针用步进电机线圈的输出驱动，这里可用３脚作为脉冲输出，频率决定于外接晶振的频率。１．采用基于微处理器的实现形式利用微处理器的智能性，可方便实现具有智能的电子钟。由于微处理器均具有时钟振荡系统，利用系统时钟借助微处理器的定时／计数器可实现电子钟功能。虽然，系统时钟的误差较大，电子钟的累积误差也可能较大，但可以通过误差修正软件加以修正。本章讨论的电子钟就是采用这种形式。1

4、.1.1.2电子闹钟的功能与设计要求就电子闹钟而言，一般应具有以下基本功能要求：１．能随意设定走时起始时间。对电子钟而言，最基本的功能是具有对时功能，即能随意设定走时起始时间。２．能设定闹铃时间。电子钟一般都具有闹铃功能，即预设定一个时间，一旦走时到该时间，电子钟能以声或光的形式告警提示（俗称“闹铃”、“打铃”）。３．能指示秒节奏，即秒指示。４．12小时／24小时两种制式可选，以适应不同的需要。５．采用交直流供电电源。与石英钟不同的是，电子钟一般采用数码管等显示介质，因而必须以交流供电为主，以直流

5、电源为后备辅助电源，并能自动切换。６．具有走时误差修正能力。1.1.2设计方案的确定从以下几个方面来确定电子闹钟的设计方案：1.微处理器采用ATMEL的AT89C2051微处理器，是基于以下几个因素：1)89C2051为51内核，仿真调试软硬件资源丰富；2)性价比高，货源充足；3)DIP20封装，体积小，便于产品小型化；4)为EEPROM程序存储介质，1000次以上擦／写周期，便于编程调试；5)具有IDLE和POWER-DOWN两种工作模式，便于进行低功耗设计；6)工作电压范围宽：2.7～6Ｖ，便

6、于交直流供电。2.显示电路就时钟而言，通常可采用液晶显示或数码管显示。由于一般的段式液晶屏，需要专门的驱动电路，而且液晶显示作为一种被动显示，可视性相对较差；对于具有驱动电路和微处理器接口的液晶显示模块（字符或点阵），一般多采用并行接口，对微处理器的接口要求较高，占用资源多。另外，89C2051本身无专门的液晶驱动接口，因此，本时钟采用数码管显示方式。数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、价格便宜等优点，而且市场上也有专门的时钟显示组合数码管。3.按键电路考虑到对时和设定闹铃时间这两种操作的使用

7、频率不是很高，为了精简系统和节省成本，本时钟系统只设两个按键：1)ＳＥＴ键，对应系统的不同工作状态，具有3个功能：l在复位后的待机状态下，用于启动设定时间参数（对时或定闹）；l在设定时间参数状态而且不是设定最低位（即分个位）的状态下，用于结束当前位的设定，当前设定位下移；l在设定最低位（分个位）的状态下，用于结束本次时间设定。2)＋１键，用于对当前设定位（编辑位）进行加1操作，根据12／24小时工作模式和正在编辑的当前位的含义（时十位、时个位、分十位、分个位）自动进行数据的上限和下限判断。例如，对

8、12小时制，小时的十位只能是0、1，如果当前值为0，则按＋1键后为1，再按＋1键则又回复到0。1.2电子闹钟的硬件系统设计　　电子闹钟至少应包括秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以及闹铃指示电路等几部分。1.2.1电子闹钟的硬件系统框架电子闹钟的系统框架如图１－３示。在系统中，除了按键电路以外，还设计了“是否设定闹铃”、“12／24小时制选择”等按钮电路。ＣＰＵ按键与按钮电路复位等辅助电路４位数码管显示电路闹铃声光指示电路电源系统图１－３　时钟系统电路原理框图1.2.2