单片机定时闹钟课程设计
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单片机课程设计
定时闹钟设计
姓 名: 学 #: 专业班级: 指导老师: 所在院系:
10机电一班
工学院机械系 黄河科技学院课程设计任务书
工 学院机械系 机械设计制造及其自动化专业10级1班
学号 1 姓名 _______ 指导教师朱飪煜
题目： _____________________ 基于单片机的定时闹钟 _________________________________
课程: _______________________ 单片机课程设计 ______________________________________________
课程设计时间2013年 匹月28_0至2013年11月10日 共2•周 课程设计工作内容与基本要求（设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料）
（纸张不够可加页）
1. 设计要求：基于单片机的定时闹钟
创新设计：时间到发出声音。
2. 设计任务与要求
2.1系统硬件电路设计
根据该系统设计的功能要求选择所用元器件，设计硬件电路。要求用 Proteus绘制整个系统电路原理图。
2. 2软件设计
根据该系统要求的功能进行软件设计，绘制整个系统的软件流程图；根据 流程图编写程序并汇编调试通过；列出软件清单，软件清单要求逐条加以注释。
2. 3 Proteus 仿真
用Proteus对系统软硬件进行仿真调试并通过。
2.4编写设计说明书
内容包括任务书、设计方案分析、硬件部分设计、软件部分设计、调试结 果整理分析、设计调试的心得体会等，字数不少于5000字；硬件部分设计要绘 制整个系统电路原理图，对各部分电路设计原理做出说明；软件设计部分要（用 visio2002画图软件）绘制整个系统及各部分的软件流程图，列出程序清单，逐 条加以注释，并注明各程序功能块的功能。
3. 工作计划 序
号 设计内容 所用时间
1 布置任务及调 研 4天
3 制作与调试 8天
4 撰写设计报告 书 2天
合计 14天
4.主要参考资料
单片机课程设计指导书 皮大能 北京理工大学出版社2012. 7 8051单片机实践与应用 吴金戎 清华大学出版社 2003. 8
单片机技术基础教程与实践夏路易 电子工业出版社200& 1
单片机原理及应用张毅刚髙等教育出版社 2012. 11
基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例蒋辉平机械工业出版社 2007. 7
指导 老师签字：
期:目录
1. LCD电子闹钟的特点和功能介绍 ............................................................ 1
2. 设计实现方案 ............................................................................................. 2
2. 1原理 ....................................................................................................... 2
2.2原理及工作过程说明 ............................................................................ 2
3. 硬件设计 ...................................................................................................... 4
3. 1主控芯片AT89C51的设计 ................................................................ 4
3.2时钟电路部分设计 ................................................................................ 4
3. 3 LCD显示电路部分 .............................................................................. 5
4. 软件设计 ...................................................................................................... 7
4. 1软件设计概述 ...................................................................................... 7
4. 2主函数的设计 ....................................................................................... 7
4. 3.1程序初始化 ........................................................................................ 7
4. 3. 2闹钟的实现 ....................................................................................... 8 4. 3. 3显示程序 ........................................................................................... 9
附录一定时闹钟仿真电路图 ......................................................................... 10
附录二 定时闹钟程序代码 ............................................................................ 11 8 1、LCD电子闹钟的特点和功能介绍
时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块 中最常见的正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的 装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更 长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。而LCD电子定时闹钟是以单片机为基 础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置，它的计时周期为24 小时，另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。一个基本的数字 钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报 时电路和振荡器组成。目前电子钟广泛用于各种私人和公众场合，成为我们生 活、工作和学习中不可缺少的好帮手。
由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核 心的数字时钟是很有意义的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增 长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自 动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动 启用等功能，本设计中LCD电子时钟采用LCD显示时间和日期年月，直观实用, 而且可以方便的校调，附带的万年历和定时功能也是很方便和实用的。1 2、设计实现方案
2. 1原理
本LCD定时闹钟，是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他外围 硬件电路，用汇编语言设计的程序来实现的。根据C51单片机的外围接口特点 扩展相应的硬件电路，然后根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，再利 用软件执行一定的程序来实现数字钟的功能。由于采用集成芯片性的单片机来 制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、精确度高，也可方便扩充其他功 能，实现也十分简单。本设计是利用AT89C51单片机为主控芯片，由LCD、晶振、 电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成硬件电路，通过编写软件程 序来实现和控制的数字定时闹钟。如图2. 1所示。
图2.1
2. 2原理及工作过程说明
(1)定时闹钟的基本功能如下：
(a) 启动仿真软件，使用LCD液晶显示器来显示现在的时间。
(b) 程序执行之后显示“Time： 00:00:00”；时间显示的秒开始变化，并且LED 闪烁，表示开始已经计时。
(c) 由LED闪动来做秒计数表示。
(d)当设定的闹钟时间到达后，闹铃开始发出“哒哒哒”的声音。
(2)按键功能如下：
按键K1设置现在的时间和时调整；按键K2显示闹钟设置的时间和分调 整；按键K3设置闹铃的时间和设置完成；按键K4闹铃ON/OFF的状态设置，设 置为ON时连续三次发出“哗”的一2 声，设置为OFF发出“哗”的一声和闹钟时 间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。
(3) 调整计时器时间如下：
按下K1键，然后按K1调整小时，K2调整分钟，按下K3表示时间设置完 成。
(4) 调整闹钟时间设置如下：
按下K3开始闹钟设置，LCD下一行显示Alarm: 00:00w按下K1设置小时, 按一下K2设置分钟，再次按下K3设置完成，并且设置时间消失，当再次按一 下K2时"Alarm:00:00再次显示并马上消失。按一下K4关闭闹钟，再次按下打 开闹钟。3 3、硬件设计
3.1主控芯片AT89C51的设计
在本LCD电子闹钟设计中就是采用利用我们熟悉的AT89C51单片机为主控 芯片。AT89C51单片机由微处理器，存储器，I/O 口以及特殊功能寄存器SFR等 部分构成。其存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间， 片内程序存储器的容量为4KB,片内数据存储器为128个字节。89C51单片机有 4个8位的并行I/O 口： P0 口，P1 口，P2 口和P3 口。各个接口均由接口锁存 器，输出驱动器，和输入缓冲器组成。P1 口是唯一的单功能口，仅能用作通用 的数据输入/输出口。P3 口是双功能口除了具有数据输入/输出功能外，每条接 口还具有不同的第二功能，如P3.0是串行输入口线，P3.1 口是串行输出口线。 在需要外部程序存储器和数据存储器扩展时，P0可作为分时复用的低8位地址/ 数据总线，P2 口可作为高8位的地址总线。P3 口也可作为AT89C51的一些特殊 功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号.
3.2时钟电路部分设计
AT89C51系列的单片机的时钟方式分为内部方式和外部方式。内部方式就是 在单片机的XTAL1和XTAL2的两引脚外接晶振，就够成了自激振荡器在单片机 内部产生时钟脉冲信号。外部时钟方式是把外部已经有的时钟信号引入到单片 机内部。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作 的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统 正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小 决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。
