基于单片机定时闹钟的设计Word文档格式.docx

基于单片机定时闹钟的设计Word文档格式.docx

《基于单片机定时闹钟的设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机定时闹钟的设计Word文档格式.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2015年6月23号

贵州大学本科毕业课程（设计）

诚信责任书

本人郑重声明：

本人所呈交的课程设计，是在指导老师的指导下独立进行研究所完成。

在文本设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

课程（设计）作者签名：

袁杰

日期：

2015/6/23

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。

关键字：

单片机、AT89C51、定时闹钟、仿真

Abstract

Thisdesignisasingle-chiptimingalarmsystem,cannotonlyrealizethefunctionofsystemrequirements,andthereareadditionalfunctions,whichcansetupandmodifythedisplaytime.TimingalarmclockthisdesignadoptstheAT89C51chiponthehardwareside,with6LEDdigitaltubetodisplay.LEDP0exportdriven,byusingdynamicscanningdisplay,canaccuratelydisplayalways-sub-secondsseconds.ThroughtheS1,S2,S3,andS4fourfunctionkeyscanbeachievedonthetimechangesandtiming,timingtothehorncansendoutalarmsound.Usingassemblylanguageprogramminginthesoftware.Thetimingclocksystemhasfunctionsoftimedisplay,timingandtimingalarmclock,resetandotherfunctions,andthesystemsimulationtoobtaincorrectresults.Keywords:

singlechipmicrocomputer,AT89C51,alarmclock,simulatio

1.绪论

1.1设计的目的与意义

本设计的目的是使学生能够熟练的掌握单片机简单的设计流程，能够合理的设计出简单易实现的设计，从而让自己对科技的兴趣更浓。

在信息时代，计算机的应用无处不在，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。

1.2国内外现状

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。

而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片。

在单片机（Microcontroller）出现后，计算机才真正地从科学的神圣殿堂走入寻常百姓家，成为广大工程技术人员现代化技术革新，技术革命的有利武器。

目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用。

彩电，冰箱，空调，录像机，VCD，闹钟，遥控器，游戏机，电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地溶入我们每个人的生活之中。

单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。

1.3单片机发展趋势

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，其发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。

下面是单片机的主要发展趋势：

（1）CMOS化

近年，由于CHMOS技术的进小，大大地促进了单片机的CMOS化。

CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。

这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。

因为单片机芯片多数是采用CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。

CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。

采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快，但功耗和芯片面积较大。

随着技术和工艺水平的提高，又出现了HMOS（高密度、高速度MOS）、CHMOS工艺以及CHMOS和HMOS工艺的结合。

目前生产的CHMOS电路已达到LSTTL的速度，传输延迟时间小于2ns，它的综合优势已大于TTL电路。

因而，在单片机领域，CMOS电路正在逐渐取代TTL电路。

（2）低功耗化

单片机的功耗已从mA级，甚至1uA以下；

使用电压在3~6V之间，完全适应电池工作。

低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的高可靠性、高抗

干扰能力以及产品的便携化。

（3）低电压化

几乎所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运行方式。

允许使用的电压范围越来越宽，一般在3~6V范围内工作。

低电压供电的单片机电源下限已可达1~2V。

目前0.8V供电的单片机已经问世。

（4）低噪声与高可靠性

为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术施。

1.4设计中有哪些难点

在设计的过程中遇到问题是不可避免的，我遇到了很多问题，如下所示；

1.做实物时无法驱动数码管显示，后来了解到可以加锁存器，如74LS253,74LS573等等，还可以加三极管用来加大电流。

当然如果换成液晶显示屏的话就不需要考虑驱动不了的问题了。

2.烧程序时没发烧进去，需要改变最高和最低波特率，才能按照步骤把程序烧进去。

3.复位电路在实物中可以运行，但是在仿真中不能正常运行。

目前还未找到原因。

1.5设计步骤

1.上网收集资料（6月18）

2.进行对比分析（6月19）

3.勾出自己的设计流程图（6月20）

4.完成设计（6月21至6月23）

2.硬件设计

2.1方案论证

显示器的选择方案论证：

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。

2.2系统设计原理

本设计使用的是单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。

本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件，利用6位共阴数码管作为显示器件。

接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，时间的定时用时钟电路，修改时间和定时用手动按键控制，报警声通过喇叭发出。

提示预先设定时间电器的起停时间到，从而控制电器的起停。

电路由下列部分组成：

时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示，报警电路，芯片选用AT89C51单片机。

系统框图如图2-1所示：

2.3单片机AT89C51简介

AT89C51是一个低电压，高性能CMOS型8位单片机，片内含4KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和128B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51为用户提供了许多高性价比应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

主要特性：

·

与MCS-51兼容

4K字节可编程闪烁存储器

寿命：

1000写/擦循环

数据保留时间：

10年

全静态工作：

0Hz-24Hz

三级程序存储器锁定

128×

8位内部RAM

32可编程I/O线

两个16位定时器/计数器

5个中断源·

可编程串行通道

低功耗的闲置和掉电模式

片内振荡器和时钟电路

引脚使用说明：

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：

管脚„„备选功能：

P3.0„„RXD（串行输入口）

P3.1„„TXD（串行输出口）

P3.2„„/INT0（外部中断0）

P3.3„„/INT1（外部中断1）

P3.4„„T0（记时器0外部输入）

P3.5„„T1（