单片机的智能定时闹钟的设计【字数：9138】
摘 要由于快节奏的生活，人们总是会遗忘这个事情，或者遗忘那个东西，时间常常觉得不太够用，那些为了提醒人们到时间点要做什么事的仪器也应运而生，电子钟就是在这种情况下出现的，并受到现代年轻人更甚至于老年一代也渐渐接受了这种新兴事物。人们在现代生活中需要精度更高一些的钟，所以以前的机械式的老钟渐渐消失在现代生活中，而精度更高，使用的寿命也能更长的电子钟出现在快节奏的生活中，十分快的进入大家的视野中，并收到很多年轻人的追捧。电子钟的出现渐渐取代了机械式的老钟表，一是因为机械式的使用时间不会太长，二是因为电子钟的发展趋势和空间更大一些。本次设计选用单片机作为系统主要核心，用上时钟芯片DS1302、4个独立按键作为输入信号，使用LCD（液晶显示屏）128*64显示时间，最后用语音芯片ISD1820实现闹铃功能。
目录
1． 绪论 1
1.1 目的 1
1.2 意义 1
1.3 发展趋势 1
1.4 主要内容 1
2． 系统硬件设计 3
2.1 总体设计 3
2.2 最小电路设计 4
2.3 显示电路设计 6
2.4 键盘电路设计 8
2.5 时钟电路 9
2.6 语音电路 10
3． 软件设计 13
3.1系统软件设计概述 13
3.2主程序设计 13
3.3实时时钟子程序设计 14
3.5显示子程序设计 17
3.6键盘子程序设计 18
3.7闹钟子程序设计 19
3.8语音芯片子程序 20
4． 系统调试及结果分析 22
5． 结语 31
参考文献 32
附录 33
致谢 72
绪论
目的
人们在现代生活中需要精度更高一些的钟，所以以前的机械式的老钟渐渐消失在现代生活中，而精度更高，使用的寿命也能更长的电子钟出现在快节奏的生活中，十分快的进入大家的视野中，并收到很多年轻人的追捧。
我通过这次对智能闹钟的系统设计，了解到到要活学活用，透过课本，联系生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
活，解决各种问题，才是提高我们对专业知识的掌握程度的最好方法。
意义
由于快节奏的生活，人们总是会遗忘这个事情，或者遗忘那个东西，时间常常觉得不太够用，那些为了提醒人们到时间点要做什么事的仪器也应运而生，电子钟就是在这种情况下出现的，并受到现代年轻人更甚至于老年一代也渐渐接受了这种新兴事物。
电子钟的出现渐渐取代了机械式的老钟表，一是因为机械式的使用时间不会太长，二是因为电子钟的发展趋势和空间更大一些。
发展趋势
时钟的发展已经从老式钟表发展到如今电子时钟以及智能化电子时钟的时代，电子闹钟能实现报时功能、闹钟功能、通话功能、记事本功能、导航功能等等，这些功能都让人们的生活更加方便而且操作方便、美观又实用。时钟系统在将来一定会有更加高的精度，也会更加完善。现在液晶显示器件的性能越来越向更好发展中，传统的表面也会逐渐向清晰直观的液晶屏过度，以后在分秒必争的快节奏的生活中，老式的机械钟会被年青一代渐渐遗忘在过去的时间记忆里。
主要内容
这次设计利用单片机为主要控制芯片，实现具有计时、校时的智能时钟，采用LCD,液晶屏幕显示“时”，“分”，“秒”，“年”，“月”，“日”，“星期”详细信息的装置，还有校准时间的功能，更有可以自录铃声的闹钟功能。
本文工作内容大致安排如下：
第1章是绪论部分，包括有有课题设计的目的、意义、发展趋势；
第2章是着重介绍这次设计的硬件设计上的具体内容，像是说元件型号的选择啊、还有设计中所要使用的模块全部都会进行详细的介绍；
第3章就是介绍以软件（程序）设计为主要的内容；
第4章是对系统进行最后的调试、分析阶段；
第5章是结语对整篇论文有个归纳分析的过程，也是对自己写论文过程的一个反思的过程。
系统硬件设计
2.1 总体设计
选用单片机作为系统主要核心，用上时钟芯片、独立按键作为输入信号，使用LCD（液晶显示屏）128*64显示时间，最后用语音芯片实现闹铃功能。
单片机通过扫描键盘，根据键盘输入值进行判断、分析和控制，来完成系统中各种功能的实现。
系统要求实现以下功能：
1．当电源接通时，系统可以正确显示当前时间。
2．当前时间和日期与实时时间和日期有误差时，可以通过键盘调整当前时间和日期。
3．当开启闹钟功能时，设置的闹钟时间与当前时间一致的时候，系统传送命令（一个信号）给语音芯片，让其开始播放铃声。
硬件电路分四个模块：时钟芯片电路、键盘电路、LCD液晶显示电路、语音芯片电路四个模块。
图21 总体结构图
如图21结构图所示，框图中所包含的几部分作以下说明:
（1）单片机：作为构成系统的中心。
（2）按键电路：可以调整时间、设置闹钟。
（3）显示电路：显示时间。
（4）语音芯片电路：可以录入声音，并且可以在闹钟时间到了之后播放事先录好的铃声。
2.2 最小电路设计
1.芯片选择
通过对多种型号单片机性能的分析，我最终认为AT89C51是比较理想的智能闹钟开发芯片。自带高性能的CMOS 8位微处理器，多功能的8位CPU 和闪烁存储器组合在一个芯片中，所以说AT89C51 是一款非常高效的微控制器，更别说它的数据可以保留的时间就达到了10年。
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图22 AT89C51引脚图
图22为单片机的引脚图，说明如表21所示。
表21 C51引脚说明
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2.最小电路设计
包括时钟电路和复位电路。
（1）时钟电路
时钟电路就是在XTAL1、XTAL2的引脚处接定时元件，让其内部的振荡器产生自激振荡。我们选择晶振的频率乐意在,1.2,～,12MHZ,之中任意选择，最高可以达到,24MHz,，但是，频率越高功耗也就越大，所以我们还是在,1.2,～,12MHZ选择。
在时间电路中，电容C1、C2的大小同样对振荡频率有微小的影响，可以起到对频率的微调作用，要注意的是，电容是在20～40pF之间选择。
（2）复位电路
目录
1． 绪论 1
1.1 目的 1
1.2 意义 1
1.3 发展趋势 1
1.4 主要内容 1
2． 系统硬件设计 3
2.1 总体设计 3
2.2 最小电路设计 4
2.3 显示电路设计 6
2.4 键盘电路设计 8
2.5 时钟电路 9
2.6 语音电路 10
3． 软件设计 13
3.1系统软件设计概述 13
3.2主程序设计 13
3.3实时时钟子程序设计 14
3.5显示子程序设计 17
3.6键盘子程序设计 18
3.7闹钟子程序设计 19
3.8语音芯片子程序 20
4． 系统调试及结果分析 22
5． 结语 31
参考文献 32
附录 33
致谢 72
绪论
目的
人们在现代生活中需要精度更高一些的钟，所以以前的机械式的老钟渐渐消失在现代生活中，而精度更高，使用的寿命也能更长的电子钟出现在快节奏的生活中，十分快的进入大家的视野中，并收到很多年轻人的追捧。
我通过这次对智能闹钟的系统设计，了解到到要活学活用，透过课本，联系生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
活，解决各种问题，才是提高我们对专业知识的掌握程度的最好方法。
意义
由于快节奏的生活，人们总是会遗忘这个事情，或者遗忘那个东西，时间常常觉得不太够用，那些为了提醒人们到时间点要做什么事的仪器也应运而生，电子钟就是在这种情况下出现的，并受到现代年轻人更甚至于老年一代也渐渐接受了这种新兴事物。
电子钟的出现渐渐取代了机械式的老钟表，一是因为机械式的使用时间不会太长，二是因为电子钟的发展趋势和空间更大一些。
发展趋势
时钟的发展已经从老式钟表发展到如今电子时钟以及智能化电子时钟的时代，电子闹钟能实现报时功能、闹钟功能、通话功能、记事本功能、导航功能等等，这些功能都让人们的生活更加方便而且操作方便、美观又实用。时钟系统在将来一定会有更加高的精度，也会更加完善。现在液晶显示器件的性能越来越向更好发展中，传统的表面也会逐渐向清晰直观的液晶屏过度，以后在分秒必争的快节奏的生活中，老式的机械钟会被年青一代渐渐遗忘在过去的时间记忆里。
主要内容
这次设计利用单片机为主要控制芯片，实现具有计时、校时的智能时钟，采用LCD,液晶屏幕显示“时”，“分”，“秒”，“年”，“月”，“日”，“星期”详细信息的装置，还有校准时间的功能，更有可以自录铃声的闹钟功能。
本文工作内容大致安排如下：
第1章是绪论部分，包括有有课题设计的目的、意义、发展趋势；
第2章是着重介绍这次设计的硬件设计上的具体内容，像是说元件型号的选择啊、还有设计中所要使用的模块全部都会进行详细的介绍；
第3章就是介绍以软件（程序）设计为主要的内容；
第4章是对系统进行最后的调试、分析阶段；
第5章是结语对整篇论文有个归纳分析的过程，也是对自己写论文过程的一个反思的过程。
系统硬件设计
2.1 总体设计
选用单片机作为系统主要核心，用上时钟芯片、独立按键作为输入信号，使用LCD（液晶显示屏）128*64显示时间，最后用语音芯片实现闹铃功能。
单片机通过扫描键盘，根据键盘输入值进行判断、分析和控制，来完成系统中各种功能的实现。
系统要求实现以下功能：
1．当电源接通时，系统可以正确显示当前时间。
2．当前时间和日期与实时时间和日期有误差时，可以通过键盘调整当前时间和日期。
3．当开启闹钟功能时，设置的闹钟时间与当前时间一致的时候，系统传送命令（一个信号）给语音芯片，让其开始播放铃声。
硬件电路分四个模块：时钟芯片电路、键盘电路、LCD液晶显示电路、语音芯片电路四个模块。
图21 总体结构图
如图21结构图所示，框图中所包含的几部分作以下说明:
（1）单片机：作为构成系统的中心。
（2）按键电路：可以调整时间、设置闹钟。
（3）显示电路：显示时间。
（4）语音芯片电路：可以录入声音，并且可以在闹钟时间到了之后播放事先录好的铃声。
2.2 最小电路设计
1.芯片选择
通过对多种型号单片机性能的分析，我最终认为AT89C51是比较理想的智能闹钟开发芯片。自带高性能的CMOS 8位微处理器，多功能的8位CPU 和闪烁存储器组合在一个芯片中，所以说AT89C51 是一款非常高效的微控制器，更别说它的数据可以保留的时间就达到了10年。
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图22 AT89C51引脚图
图22为单片机的引脚图，说明如表21所示。
表21 C51引脚说明
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2.最小电路设计
包括时钟电路和复位电路。
（1）时钟电路
时钟电路就是在XTAL1、XTAL2的引脚处接定时元件，让其内部的振荡器产生自激振荡。我们选择晶振的频率乐意在,1.2,～,12MHZ,之中任意选择，最高可以达到,24MHz,，但是，频率越高功耗也就越大，所以我们还是在,1.2,～,12MHZ选择。
在时间电路中，电容C1、C2的大小同样对振荡频率有微小的影响，可以起到对频率的微调作用，要注意的是，电容是在20～40pF之间选择。
（2）复位电路
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