单片机闹钟制作的原理

Q J Q 摘要本设计是简单定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能：(1)能显示时时-分分-秒秒，(2)能设定和修改定时时间，(3)定时时间到后能发出报警声；而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。

本设计采用单片机AT89C51作为核心元件，12MHZ 晶振，由P0口输出所要显示的字形段码，由P2口输出字位信号。

在其基础上扩展外围芯片与电路，附加时钟电路及LED 电路。

LED 采用共阴极接法，低电平有效选中相应的LED。

单片机具有集成度高、功能强、通用性好、特别是它能耗低、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，所以单片机现在广泛的应用到家用电器、机电产品、儿童玩具、机器人、办公自动化产品等领域。

为了进一步的熟悉并掌握单片机的应用及开发，认真的做好此次课程设计非常必要。

一个单片机的定时闹钟系统离不开软件和硬件，硬件是软件的依托，软件是硬件的内核。

设计硬件电路时应该先设计一个单片机的最小系统，它是单片机应用系统的设计基础，然后在此基础上添加外围器件，如显示器、按键等构成闹钟的硬件电路图。

在设计应用程序时遵循模块化的设计方法，在明确了设计方向之后按照分成的几大模块分别画出流程图，然后根据流程图写出程序，在每个模块编写好之后分别调试、修改、完善。

最后在主程序下调用再次调试、修改。

软硬件都设计好之后在Proteus 环境下仿真，看它们是否配套，只有在Proteus 下仿真没有出现问题才能说明设计的定时闹钟成功了。

本次设计严格按照上面的步骤，经过多次的修改、完善后终于可以在Proteus 下很好的运行，设计成功。

通过这次设计让我更深入了解单片机基本电路、如何控制和定时器和中断编程的基本方法，从而锻炼了我学习、设计和开发软、硬件的能力。

Q J Q 目录1．概述 (3)1.1单片机简介 (3)1.2 本设计简介 (4)2．系统总体方案及硬件设计 (5)2.1本设计总体方案 (5)2.2单片机AT89C51简介 (5)2.3 数码管显示电路 (8)2.4 本设计输入输出电路 (10)3 软件设计 (12)3.1系统软件设计说明 (12)3.2 LED的编程思想 (12)3.3 程序调试 (12)3.4 程序流程图 (13)4 Proteus软件仿真 (15)4.1仿真步骤 (15)4.2 仿真过程中出现的错误及解决措施 (15)4.3仿真结果 (15)（1）设定当前时间 (16)（2）设定定时时间 (17)5 课程设计体会 (22)参考文献 (23)附1：源程序代码 (24)附2：系统原理图 (33)Q J Q 1．概述1.1单片机简介◆ 单片机基本概念单片机是一种特殊的计算机，它是在一块半导体上集成了CPU、存储器、以及输入输出接口电路，这种芯片被称为单片微型计算机，简称单片机。

基于单片机的多功能钟控收音机的设计与实现——闹钟子系统的设计与实现摘要收音机是现在生活中的一种娱乐工具，它可以扩展我们的知识面，丰富我们是日常生活。

但是现在的收音机仅仅只拥有收台、听台、存台的功能，功能上非常的单一，为了让收音机具有更强大的的功能，设计了这套基于单片机的多功能钟控收音机系统。

这套系统在传统的收音机上增加了时钟设置、温度测量、液晶显示以及闹钟设置多项功能。

本文主要论述了系统的方案设计，系统硬件设计包括硬件选型和硬件电路图；系统软件设计包括程序流程图设计和关键代码。

通过编写代码实现收音机节目的播放、音量调节、电台切换及节目的自动搜索、节目频点存储功能、时钟设置、温度测量、液晶显示以及闹钟功能。

且能够通过按键调整系统时钟，到达设定闹铃时间值可选择蜂鸣器响或开启收音机到指定频点。

该系统与传统的收音机系统相比较，具有结构简单，抗干扰能力强，测量精度高，使用方便的特点。

关键字：单片机；收音机；闹钟；液晶显示Based on SCM multi-function clock radio control design and realized ——Alarm subsystem of design and implementationAuthor：Li XinfangTutor：Yang BoAbstractThe radio is now in the life of the one kind of entertainment tool, it can expand our knowledge, enrich our daily life is. But now the radio only accept ，listen , save a function, the function is a single, in order to let the radio has more powerful function, the set design based on single chip microcomputer multifunctional clock radio control system. The system in the traditional radio increased the clock set, temperature measurement, liquid crystal display and alarm multiple functions. This paper discusses the design of the whole system, hardware design including hardware selection and hardware circuit diagram; System software design including program flowchart design and key code. By writing code realization of radio programs broadcast, volume adjustment, radio switch and programs to be automatic search, the program frequency memory function, clock set, temperature measurement, liquid crystal display and alarm clock function. And to be able to button to adjust the system clock, to set the alarm time value can choose a buzzer rang or open radio frequency to the specified. This system and the traditional radio system comparison, the structure is simple, strong anti-jamming ability, high accuracy, easy to use features.Key words: Single chip microcomputer; the radio; the alarm clock; liquid crystal display目录1 绪论 0 0研究的目的及意义 0本文结构 (1)2 系统方案设计 (2) (2) (2)收音机模块 (3)时钟模块 (3)温度模块 (3)显示模块 (3)闹钟模块 (3)按键模块 (4)3 系统硬件设计 (5) (5) (5)AT89S52单片机的引脚结构分析 (6)单片机最小系统设计图 (7)显示模块硬件电路设计 (7) (7)显示模块电路设计 (8)按键模块硬件电路设计 (8)时钟模块的硬件电路设计 (9) (9) (9) (10)存储模块硬件电路设计 (11) (11) (11)AT24C02电路设计 (12)打铃模块电路设计 (12)4 系统软件设计 (14)系统软件总体设计 (14)主控模块详细设计 (14)显示模块详细设计 (16)按键模块详细设计 (17)时钟模块详细设计 (18) (18)存储模块详细设计 (20) (21) (23)5系统的调试与实现 (25)C介绍 (25)6 结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论收音机一直在人们的生活娱乐中占有非常重要的地位。

单片机定时器的原理及应用概述单片机定时器是单片机的一种重要功能模块，它能够实现精确的时间计量和控制，广泛应用于各种自动化设备和工业控制系统中。

本文将详细介绍单片机定时器的原理和应用。

单片机定时器的原理单片机定时器的原理主要基于计数器的工作原理。

计数器是一种能够按照一定规律自动加（或减）1的电子装置。

单片机定时器通常使用定时/计数器模块来实现。

在单片机中，定时器模块通常由一个或多个8位或16位的寄存器组成，用于保存计数值。

定时器模块还包含一组控制寄存器，用于配置定时器的工作模式、计数方式等。

单片机的定时器工作过程如下： 1. 初始化定时器：配置定时器的工作模式、计数方式等参数。

2. 启动定时器：将定时器的计数值清零，并开始计数。

3. 定时器计数：根据设定的计数方式和工作模式，定时器将自动进行计数，并根据计数规则更新计数值。

4. 定时器溢出：当定时器的计数值达到设定的最大值时，定时器将溢出并触发相应的中断或事件。

5. 定时器复位：定时器溢出后，可以选择自动清零计数值或保持当前计数值不变，然后重新开始计数。

单片机定时器通常支持多种工作模式，如定时模式、计数模式、PWM模式等。

具体的工作模式和计数方式根据不同的单片机型号而有所差异。

单片机定时器的应用单片机定时器的应用非常广泛，以下是一些常见的应用场景：实时时钟单片机定时器可以用于实现实时时钟功能。

通过定时器的计数功能，可以精确地测量经过的时间，并能够提供秒、分、时、日期等各种时间单位的计量。

实时时钟广泛应用于各种计时、计量和时间戳等场景。

脉冲产生定时器可以用来产生各种脉冲信号，例如方波、矩形波、脉冲串等。

通过定时器的计数规则和工作模式设置，可以控制脉冲的频率、占空比等参数，实现精确的波形生成。

周期性任务调度单片机定时器可以用于周期性任务的调度。

通过设置定时器的计数值和溢出中断，可以实现定时触发中断，从而执行一些周期性的任务，例如数据采集、数据上传、状态刷新等。

闹钟机械结构分析报告1.实现闹钟基本功能的结构原理闹钟，带有闹时系统的钟，既能显示时间，又能按照人们预定的时间发出音响信号或其他信号。

闹钟主要包括动力系统、机械传动及指示系统和闹响系统三部分。

根据老师的课堂内容的任务安排，下面主要介绍闹响系统部分。

闹响系统基本结构是由闹钟定时转轴控制一个定时轮片，轮片连接定时指针指示相应的预定时间。

在定时轮片上有三个位于不同半径同心圆上的斜面小孔，通过定时转轴调整预定时间确定后，三个小孔的位置也随之确定。

图为定时轮片定时齿轮上部是时针轮片，轮片上有三个孔槽。

图为时轮片时针轮片上面有一个跟随片，跟随片有三个斜面凸起，穿过时针轮片的三个孔槽，与定时轮片的三个小孔对应。

图为跟随片通断片位于跟随片上部，延伸至芯片上方。

芯片一端连接电池，另一端链接小马达。

图为通断片通过定时转轴调整预定时间后，闹响系统开始工作，此时，跟随片上的三个凸起没有在定时轮片的小孔中，而是位于定时轮片的平面上，通断片被撑起，芯片断开。

闹钟通电线圈驱动石英振子开始震动,转子齿轮转动，通过二轮片、二轮齿轴、三轮片、三轮齿轴、秒轮片、秒轮齿轴、四轮片、四轮齿轴、分轮片、分轮齿轴、五轮片、五轮齿轴传动到时针轮片，时针轮片带动跟随片一起转动，当走到预定时间时，跟随片进入定时轮片上的小孔，通断片随跟随片下降，通断片延伸端与芯片接触，芯片导通，电池接通小马达，小马达转动，带动小锤敲响铃铛，实现音响信号输出，闹响系统工作完成，进入下一周期。

图为齿轮系统和指针系统*芯片功能可能为调整马达转速，实现以特定的频率输出信号。

2.闹钟的材料选择与工艺方法3.总结闹钟可能的几种结构方案与当前方案的优势分析(1)机械闹钟利用游丝带动齿轮转动优势：节约能源，不需要电池缺点：加工较为麻烦；需要定期拧紧发条使其持续工作(2)单片机闹钟利用单片机完成计时功能，需要提前烧入程序优点：计时准确，误差几率低缺点：加工成本价高，性价比低4.对造型与结构设计的体会通过学习这门课程，我们能够掌握基础的专业能力如三维空间分析能力、造型能力、分析机械结构运行原理能力、解决问题等的能力。

单片机电子时钟设计一、作品功能介绍该作品是个性化电子钟设计，技术上主要用单片机（AT89S52）主控，6位LED数码显示，分别显示“小时：分钟：秒”。

该作品主要用于24小时计时显示,能整时报时,能作为秒表使用,能定时闹铃1分钟。

功能介绍：（1）上电以后自动进入计时状态，起始于00:00:00。

（2）设计键盘调整时间，完成时间设计，并设置闹钟。

（3）定时时间为1/100秒，可采用定时器实现。

（4）采用LED数码管显示，时、分，秒采用数字显示。

（5）采用24小时制，具有方便的时间调校功能。

（6）具有时钟和秒表的切换功能。

使用方法:开机后时钟在00:00:00起开始计时。

（1)长按进入调分状态:分单元闪烁,按加1,按减1.再长按进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分.按长按退出调整状态。

（2)（2）按进入设定闹时状态: 12:00: ,可进行分设定,按分加1,再按为时调整,按时加1,按调闹钟结束.在闹铃时可按停闹,不按闹铃1分钟。

（3）按下进入秒表状态:再按秒表又启动,按暂停,再按秒表清零,按退出秒表回到时钟状态。

二、电路原理图如原理图所示，硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED数码管显示模块、电源模块、晶振模块、按键模块等组成。

电子时钟原理图各个模块设计1.单片机系统 AT89S52 AT89S52概述：是一款非常适合单片机初学者学习的单片机，它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中使用12MHz的晶振。

AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

目录摘要 (Ⅰ)1 电子秒表与闹钟系统概述 (1)1.1 课程设计基本要求 (1)1.2 系统实现功能 (1)1.3 系统应用价值展望 (2)2 仿真软件Proteus和Keil简介 (3)2.1 Proteus简介 (3)2.2 Keil简介 (3)3 系统工作原理分析 (4)3.1AT89C2051模块 (4)3.2 显示驱动模块 (6)3.3 数码管显示模块 (8)4 程序流程图设计 (9)5 Proteus仿真原理图 (12)6 课程设计体会 (14)参考文献 (15)附：源程序代码 (16)摘要随着科学技术的不断发展 , 人们对时间计量的要求越来越高。

在当今社会，电子时钟已经得到相当广泛的应用，产品多样，发展更是多元化。

本作品是以STC89C51单片机作为主控芯片，使用12MHZ的晶振，使用专用时钟日历芯片DS12C887产生时间信息，时间精确。

软件部分以C语言为主体，用1602LCD 液晶屏显示输出信息，输出信息量多，更直观、人性化。

该时钟可实现人机交互，可通过提供的键盘对其进行调整。

系统具有以下功能:年、月、日、时、分、秒显示；12小时/24小时模式切换，在12小时模式中，用AM和PM区分上午和下午；秒表功能；整点闹铃和报时功能，且闹钟可设置多组。

本次设计的电子时钟系统由单片机最小系统，1602LCD液晶屏,时钟芯片,调整按键，蜂鸣器，电源五大部分组成。

关键词：定时器中断闹钟电子时钟1 电子秒表与闹钟系统概述1.1 课程设计基本要求(1) 用并行口设计一个具有显示功能的秒表，显示准确的北京时间（时、分、秒），可用24小时制式；(2) 有时间校准功能；(3) 允许通过转换功能键转换显示时间，用定时器实现一个电子闹钟，能设定和修改定时的时间，并能到时响铃通知；(4) 所有按键需要通过串口自发自收来调校各种功能。

1.2 系统实现功能本系统是基于单片机AT89S52制作的数字电子钟。

根据实验要求，在完成实验所要求的基本功能外，扩展了几个功能。

单片机课程设计报告基于单片机的数字时钟姓名：班级：学号：一、前言利用实验板上的4个LED数码管，设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。

功能要求：a)计时并显示（LED）。

由于实验板上只有4位数码管，可设计成显示“时分”和显示“分秒”并可切换。

b)时间调整功能。

利用4个独立按钮，实现时钟调整功能。

这4个按钮的功能为工作模式切换按钮（MODE），数字加（INC），数字减（DEC）和数字移位（SHITF）。

c)定闹功能。

利用4个独立按钮设定闹钟时间，时间到以蜂鸣器响、继电器动作作为闹铃。

d)秒表功能。

最小时间单位0.01秒。

二、硬件原理分析1.电源部分电源部份采用两种输入接口（如上图）。

a)外电源供电，采用2.1电源座，可接入电源DC5V，经单向保护D1接入开关S1。

b)USB供电，USB供电口输入电源也经D1单向保护，送到开关S1。

注：两路电源输入是并连的，因此只选择一路就可以了，以免出问题。

S1为板子工作电源开关，按下后接通电源，提供VCC给板子各功能电路。

电路采用两个滤波电容，给板子一个更加稳定的工作电源。

LED为电源的指示灯，通电后LED灯亮。

2.蜂鸣器蜂鸣器分为有源和无源两种，有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣，无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣，因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。

有源也可以当无源使用，而无源则不能当有源使用，当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。

如上图：单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极，控制三极管的导通与截止，从而控制蜂鸣器的工作。

低电平时三极管导通，蜂鸣器得电蜂鸣，高电平时三极管截止，蜂鸣器失电关闭蜂鸣。

电路使用一个四位共阳型数码管，四个公共阳级由三极管放大电流来驱动，三极管由P10-P13控制开与关。

数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。

例如，要十位的数码管工作，P12输出0，使三极管Q12导通，8脚得电，当P0口相应位有输出0时，点亮相应的LED灯组合各种字符数字。

塔里木大学信息工程学院《单片机原理与外围电路》课程论文题目：单片机定时闹钟设计姓名：海热古丽·依马木学号：**********班级：计算机15-1班摘要：本设计是单片机定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能，而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。

本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C51芯片，用6位LED数码管来进行显示。

LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。

通过S1、S2、S3、和S4四个功能按键可以实现对时间的修改和定时，定时时间到喇叭可以发出报警声。

在软件方面采用汇编语言编程。

整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和定时闹钟、复位等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。

关键词：单片机、AT89C51、定时闹钟、仿真Abstract：T his design is a single-chip timing alarm system, can not only realize the function of system requirements, and there are additional functions, which can set up and modify the display time. Timing alarm clock this design adopts the AT89C51 chip on the hardware side, with 6 LED digital tube to display. LED P0 export driven, by using dynamic scanning display, can accurately display always -sub -seconds seconds. Through the S1, S2, S3, and S4 four function keys can be achieved on the time changes and timing, timing to the horn can send out alarm sound. Using assembly language programming in the software. The timing clock system has functions of time display, timing and timing alarm clock, reset and other functions, and the system simulation to obtain correct results.Keywords: single chip microcomputer, AT89C51, alarm clock, simulatio目录1绪论 (2)1.1课题背景及研究意义 (2)1.2国内外现状 (2)1.3课题的设计目的 (2)1.4课题的主要任务 (2)1.5课题的主要功能 (2)2系统概述 (3)2.1方案论证 (3)2.2系统设计原理 (3)3系统硬件设计 (4)3.1单片机AT89C51简介 (4)3.2数码管显示电路 (6)3.3时钟电路 (7)3.4喇叭:SPEAKER (8)4系统软件设计 (8)4.1系统软件设计说明 (8)4.2 程序调试 (8)4.3 程序流程图 (9)4.3仿真步骤 (10)4.4仿真结果 (10)结论 (12)参考文献 (13)附录A 系统整体电路 (14)附录B 全部程序清单 (14)附录C:PCB图和3D图 (23)1绪论1.1课题背景及研究意义进入信息时代，计算机的影子无处不在，带有像单片机一类嵌入式处理器的小型智能化电子产品，已经成为家用电器的主流，市场需求前景广阔，因此，掌握小型单片机应用系统设计方法，已成为当今电子应用工程师所必备的技能，定时闹钟具备小型单片机应用系统的一切要素，其结构简单、成本低廉、走时精确、设置方便，所以智能化方面有广泛的用途。

基于STC89C52单片机时钟的设计与实现1. 本文概述本文主要介绍了基于STC89C52单片机和DS1302时钟芯片的电子时钟设计与实现。

该电子时钟系统具有年月日等基本时间显示功能，并集成了秒表计时处理、闹钟定时、蜂鸣器和温度显示等附加功能。

系统采用LCD1602作为液晶显示器件，通过单片机对时钟和温度等数据进行处理后传输至LCD进行显示。

用户可以通过按键对时间进行调节，同时，单片机还通过扩展外围接口实现了温度采集等功能。

本文的目标是提供一个功能丰富、易于操作的电子时钟系统，为学习和应用单片机技术提供一个实用的案例。

2. 系统设计要求在设计基于STC89C52单片机的时钟系统时，我们需要考虑以下几个关键的设计要求：时钟系统必须具备基本的时间显示功能，能够以小时、分钟和秒为单位准确显示当前时间。

系统还应支持设置闹钟功能，允许用户设定特定的时间点进行提醒。

系统需要保证长时间稳定运行，具备良好的抗干扰能力，确保在各种环境下都能准确计时。

还应具备一定的容错能力，即使在操作失误或外部干扰的情况下，也能保证系统的正常运行。

用户界面应简洁直观，便于用户快速理解和操作。

时钟的显示部分应清晰可见，即使在光线较暗的环境下也能保持良好的可视性。

同时，设置和调整时间的操作应简单易懂，方便用户进行日常使用。

在设计时钟系统时，应考虑到未来可能的功能扩展，如温度显示、日期显示等。

系统的设计应具有一定的灵活性和扩展性，以便在未来可以轻松添加新的功能模块。

鉴于时钟系统可能需要长时间运行，能耗是一个重要的考虑因素。

设计时应选择低功耗的元件，并优化电源管理策略，以延长电池寿命或减少能源消耗。

在满足上述所有要求的同时，还需要控制成本，确保产品的市场竞争力。

这可能涉及到对单片机的编程优化、选择性价比高的外围元件等措施。

通过满足上述设计要求，我们可以确保开发出一个功能完善、稳定可靠、用户友好、易于扩展、节能环保且成本效益高的STC89C52单片机时钟系统。