基于单片机的多功能音乐电子时钟

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1、1.设计说明1.1前言1.1.1题目来源的背景及课题意义由于单片机技术的不断发展，其控制系统已能够取代复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，单片机主要以软件编程来实现电子线路的外围控制，并能够实现智能化。单片机具有集成度高、处理功能强、可靠性高、性能稳定等优点，在工业控制、智能仪器仪表、办公自动化、家用电器等诸多领域得到广泛的普及和应用。数字钟是实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，成为人们生活中不可缺少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器

2、的广泛使用，数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。与传统机械钟相比，它具有走时准确、显示直观无机械传动装置等优点。它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，便于集成化而受到了人们的欢迎并很快走进了千家万户。因此，研究数字钟，有着非常现实的意义。1.1.2数字时钟的应用数字时钟具有走时准确，一钟多用等特点，已成为人们日常生活中的必需品，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。随着数字集成电路技术的发展和石英振荡器的更新换代，数字时钟具有了走时更准确、性能更稳定、携带更方便等优点，被广泛用于计时、自动报

3、时、自动控制及航天等领域。1.2数字时钟的基本设计原理数字时钟一般由走时、显示和调整时间3项基本功能组成，这些功能在单片机时钟里主要由软件设计体现出来，其中，走时部分利用单片机的定时器/计数器产生的中断。本设计设置定时器T0工作在模式1状态下，设置每隔50ms中断一次，中断20次正好是1s。中断服务程序里记载这中断的次数，中断20次为1s，60s为1分，60分为1小时，24小时为1天。时钟的显示是使用2个四位一体LED数码管来显示时、分、秒，其软件设计原理是：由中断产生的秒、分、小时数据，经过转换子程序转换成

4、适应LED数码管显示的数据，并通过单片机的输出功能输入到数码管显示器，在通过显示器扫描程序，显示出时钟的走时时间。调整时钟时间是利用了单片机的输入功能，把按键开关作为单片机的输入信号，通过检测被按下的按键，从而执行赋予该开关调整时间功能。1.3整个系统实现的基本功能（1）用四个电位按键来实现对电子时钟的调试工作，当按第一下总控键时进入调时状态，时位闪烁，可以用加一键和减一键对时进行调整，在调整时秒正常运行；当按第二下总控键时时钟进入调分设置，分位闪烁，可以用加一键和减一键对分进行调整，另外有一个时钟控键来实现

5、闹钟是否开启；当按第三下总控键时时钟进入秒设置，秒位闪烁，以用加一键和减一键对秒进行调整；当按第四下总控键时，时钟进入闹钟调整模式，闹钟时位闪烁，可对其进行加减；当按第五下总控键时，闹钟分位闪烁，可对其进行加减；当按第六下总控键时，时钟退出调整模式，进入正常走时。（2）用两个四位数码管来实现设计的显示部分，其演示模式是：时时-分分-秒秒。该数码管组合的功能管脚是八个位选择连接芯片的P2引脚，八个显示管位并联再接入到芯片P0引脚。从而在功能上区分开，实现数码管的显示功能。（3）用一个LED灯和电阻组成的简易电路

6、结合设计来实现闹钟状态的指示功能，闹钟开时，LED灯亮，而闹钟关时，LED灯灭。（4）用一个蜂鸣器和三极管等配件组成一个闹钟电路，再与芯片的P3.7引脚连接。当时钟到设定的报时点时便会发出音乐来实现闹钟功能。（5）用一个按键和其他部件组成的复位电路与芯片连接来实现整个程序及硬件的重新复位功能。2数字时钟的硬件设计2.1系统总体方案设计本设计采用STC89C52单片机设计一个数字电子钟，通过两个4位一体LED数码管显示时、分、秒，并设有6个按键。电路分为6部分，分别为复位电路、键盘电路、时钟电路、蜂鸣器电路、显

7、示电路和控制电路。复位电路采用按键复位方式。键盘电路采用独立式键盘。时钟电路用11.0592MHz的晶振产生时钟信号。蜂鸣器电路由三极管与蜂鸣器组成。显示电路采用8个三极管驱动两个4位LED显示。控制电路采用8位的STC89C52单片机作为CPU。STC89C52是整个系统的核心，本项目一共使用的STC89C52的端口有P1、P0、P2口及P3口，其中P0、P2口用来控制数码管的显示。STC89S52使用的是11.0592MHz的无源晶振，其振荡周期是时钟周期的12倍，因此每一条单周期指令的执行时间是1us；

8、使用P1口来实现键盘的操作功能。在程序中对键盘的控制采用的是扫描的方式，在需要得到键盘输入时，就每200毫秒对键盘进行一次扫描，以次来避免键盘的过快反应从而出现紊乱现象。STC89C52中的P0和P2端口用于实现对数码管显示电路的控制。P0接数码管的段控制，P2用于接数码管的位控制，实现时钟的显示。STC89C52中的P1.4～P1.7口实现了整个系统的四个控制键，这四个控制键分别是“设置”、“加一