单片机电子闹钟课程设计报告.docx
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单片机电子闹钟课程设计报告
上海电机学院课程设计任务书
课程名称
微机原理及接口技术课程设计
课程代码
013084P1
设计题目
电子闹钟
设计时间
2013年12月16日－2013年12月27日
院（系）
电气学院
专业
自动化
班级
BG1107
一、课程设计任务
：
电子闹钟
功能描述：
利用4个数码管动态显示闹钟时间（时钟和分钟都显示），并通过开关按钮设置闹钟时间，具体设置步骤如下：
（1）按下开关1进入设置状态，这时时钟值高位数字处于被修改状态，亮灭闪烁，每按一次开关1，当前被修改位右移一次。
当最后一位处于修改状态时，再按开关1则退出设置状态。
（2）开关2设置数字值，从当前值递增，每按下一次显示数字加一。
二、课程设计成果要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、软硬件等要求）
1，课程设计报告；
2，系统方案，画出系统框图；
3，分析工作原理、画出硬件电路原理图；
4，画出程序框图，给出程序清单；
5，写出系统调试分析结果
三、课程设计工作进度计划
星期一：
设计硬件电路，焊接电路板；
星期二：
编写程序，调试并编译生成.hex文件；
星期三：
烧录程序，结合硬件调试程序；
星期四：
演示结果，撰写课程设计报告；
星期五：
修改报告，打印并答辩。
四、主要参考资料
1．《单片机原理及应用》张毅刚主编，高教出版社，2012.11
2．C51单片机有关教材和文献资料
目录
1、设计要求1
2、电子闹钟系统设计1
3、电子闹钟系统硬件电路设计1
3.1硬件结构图1
3.2晶振模块电路2
3.3复位模块电路3
3.4显示模块电路3
3.5键盘输入模块电路4
3.6闹钟模块电路4
3.7电子闹钟总电路5
4、电子闹钟系统软件设计5
4.1程序流程图6
4.2程序设计代码及原理7
5、电子闹钟系统调试与分析12
5.1硬件调试12
5.2软件调试13
6、系统结果演示14
7、课程设计小结15
参考文献15
1、设计要求
♦利用4个数码管动态显示闹钟时间（时钟和分钟都显示），并通过开关按钮设置闹钟时间，具体设置步骤如下：
*按下开关1进入设置状态，这时时钟值高位数字处于被修改状态，亮灭闪烁，每按一次开关1，当前被修改位右移一次。
当最后一位处于修改状态时，再按开关1则退出设置状态。
*开关2设置数字值，从当前值递增，每按下一次显示数字加一。
2、电子闹钟系统设计
根据要求，设计由89S51单片机控制的电子闹钟系统。
结构为五大部分：
晶振模块、复位模块、键盘输入模块、数码显示模块、闹钟模块。
硬件电路由89S51芯片，矩阵键盘，4位8段数码管，晶振（12MHz），电容，电阻，三极管，蜂鸣器等组成。
晶振模块：
驱动电路，产生脉冲。
复位模块：
作为硬件复位，复位后按照CPU硬件规定的地址开始执行程序。
键盘输入模块：
开机时，由矩阵键盘输入设定的频率值；再按确认键进行确认。
数码显示模块：
显示经过确认的频率值。
闹钟模块：
当输入的频率值在0—500MHZ时，输出方波；当超出范围时，便通过蜂鸣器进行报警。
3、电子闹钟系统硬件电路设计
3.1硬件结构图
硬件结构分为五大部分：
晶振模块、复位模块、键盘输入模块、数码显示模块、闹钟模块。
如图3-1所示：
图3-1硬件结构图
3.2晶振模块电路
图3-2晶振模块电路
晶振模块由两个30PF的电容和一个12MHz的晶振组成。
其作用是为系统提供基本的时钟信号。
如图3-2所示。
两个电容叫做晶振的负载电容，它们的大小会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。
3.3复位模块电路
图3-3复位模块电路
复位电路由电容、电阻、复位按钮组成。
可以实现当按下复位按钮后电路还原到初始工作状态。
89S51的复位引脚是9号脚，由于采用的晶振为12MHz，机器周期为1us,即当按下复位按钮超过2us时，产生复位动作。
3.4显示模块电路
图3-4显示模块电路
显示电路由四个八段数码管组成，数码管12号脚，9号脚，8号脚，6号脚分别为com1、com2、com3，com4。
com1、com2、com3，com4表示分钟十位、分钟个位，秒钟十位，秒钟个位。
3.5键盘输入模块电路
图3-5键盘输入模块电路
键盘输入模块由矩阵键盘组成。
3.6闹钟模块电路
图3-6闹钟模块电路
闹钟模块由三极管和蜂鸣器组成。
当输入的频率值在0-500KHz时，P1.0脚输出方波，频率为设定的频率，即发光二极管以设定的频率值闪烁。
当输入频率超出范围时，蜂鸣器发出声音闹钟闹。
3.7电子闹钟总电路
图3-7频率信号发生器总电路
4、电子闹钟系统软件设计
4.1程序流程图
主程序流程图：
中断服务程序流程图：
4.2程序设计代码及原理
程序代码
#include//
#defineu8unsignedchar//
#defineu16unsignedint//
sbitL=P3^7;//闹钟系统
sbitwei4=P3^3;//分钟十位控制位
sbitwei3=P3^6;//分钟个位控制位
sbitwei2=P3^4;//秒钟十位控制位
sbitwei1=P3^5;//秒钟个位控制位
sbitp26=P2^6;
sbitp22=P2^2;
sbitp21=P2^1;
sbitp30=P3^0;
u8sec,min;//显示时间数
u8sec1,min1;//闹钟设置数
u8k;//
voiddelay（u16x）//延时函数
{//
while（x--）;
}//
codeu8seg[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
voidshow_number1（u16x）//显示函数
{
u8shi,ge;
wei1=0;
shi=x%100/10;
wei2=1;
P0=seg[shi];
delay（5）;
wei2=0;
P0=0xff;
wei2=0;
ge=x%10;
wei1=1;
P0=seg[ge];
delay（5）;
wei1=0;
P0=0xff;
}
voidshow_number2（u16x）//显示函数//
{
u8shi,ge;
wei3=0;
shi=x%100/10;
wei4=1;
P0=seg[shi];
delay（5）;
wei4=0;
P0=0xff;
wei4=0;
ge=x%10;
wei3=1;
P0=seg[ge];
delay（5）;
wei3=0;
P0=0xff;
}
voidtimer0（）
{
TMOD=0x01;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voidtimer0_isr（）interrupt1
{
staticu8i;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
i++;
if（i==20）
{//
i=0;
sec++;
if（sec>=60）
{sec=0;
min++;
if（min>=60）
min=0;
}
}
}
voidkey1（）
{
P2=0xff;
p26=0;
if（p22==0）
{
if（sec1>=60）
sec1=0;
sec1++;
}
while（p22==0）;
}
voidkey2（）
{
P2=0xff;
p26=0;
if（p21==0）
{
if（min1>=60）
min1=0;
min1++;
}
while（p21==0）;
}
voidmain（）
{
L=0;
timer0（）;
while
（1）
{
show_number1（sec）;
show_number2（min）;
while（p30==0）
{
key1（）;
key2（）;
show_number1（sec1）;
show_number2（min1）;
}
if（min==min1&&min1>=1&&min<=min1+1）
L=1;
else
L=0;
}
}
工作原理：
利用4个数码管动态显示闹钟时间（时钟和分钟都显示），并通过开关按钮设
置闹钟时间按下开关1进入设置状态，这时时钟值高位数字处于被修改状态，
亮灭闪烁，每按一次开关1，当前被修改位右移一次。
当最后一位处于修改
状态时，再按开关1则退出设置状态，开关2设置数字值，从当前值递增，
每按下一次显示数字加一。
电子闹钟系统调试与分析与分析
5.1硬件调试
硬件调试过程：
通过按键输入闹钟定时，然后打开确认开关P3.0,通过键盘让设定时间然后听到蜂鸣器叫
5.2软件调试
软件调试过程：
通过观察P2口和频率输入u的值变化可以软件调试按键的变化情况。
然后通过不同的变量，确定不同变量的值变化过程，来达到实验目的。
6电子闹钟系统结果演示
7课程设计小结
通过这次微机原理与接口技术的课程设计，让我更加深一步了解了单片机外围电路的应用，特别是键盘扫描的运用。
还有定时器的合理运用。
在一开始虽然有种无从下手的感觉，不过慢慢的在同学的帮助下也慢慢做出来了，让我对但片子有了浓厚的兴趣，发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。
设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。
在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
参考文献
肖洪兵.跟我学用单片机.北京：
北京航空航天大学出版社,2002.8
何立民.单片机高级教程．第1版．北京：
北京航空航天大学出版社，2001
赵晓安.MCS-51单片机原理及应用.天津：
天津大学出版社，2001.3
李广第．单片机基础．第1版．北京：
北京航空航天大学出版社，1999
徐惠民、安德宁．单片微型计算机原理接口与应用．第1版．北京：
北京邮电大学出版社，1996
何立民．从Cygnal80C51F看8位单片机发展之路．单片机与嵌入式系统应用，2002年，第5期：
P5~8
夏继强.单片机实验与实践教程.北京：
北京航空航天大学出版社,2001
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