单片机的电子闹钟的制作
单片机的电子闹钟的制作[20200131184721]
【摘要】
闹钟在我们生活中已并不陌生，它能起到一个很好的提醒和定时的作用，它已经渗透我们生活的方方面面，给我们的生活带来了很多的便利。基于现今社会人们对时间观念的意识不断的增强，对时间的把握也越来越成为关键，同时随着社会多元化的不断发展，对其精确要求与功能实现也越来越高。本设计由单片机、电源模块、用户设置键盘、报警模块、显示模块组成，形成实时时钟系统。用户可以根据自己的需要设定时间，此时用户可以通过输入按键模块准确的设定时间，然后经过单片机的处理，最后通过显示模块显示所设定的时间，等到与用户设定的时间相符合时，就会通过报音模块发出蜂鸣声，从而达到报音定时的作用。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机,时钟芯片,显示模块,报音模块
一、引言 1
二、总体设计 1
三、硬件设计 2
（一）AT89C51单片机概述 2
（二）键位电路 3
（三）显示模块 4
（四）报音模块 5
（五）电源模块 5
四、软件设计 6
（一）主模块的设计 6
（二）基本显示模块设计 6
（三）时间设定模块设计 8
（四）闹钟功能实现模块设计 8
总结 10
附录一 原理图 11
附录二 PCB图 12
附录三 程序 13
参考文献 24
致谢 25
一、引言
生活在21世纪的今天，电子技术的发展已经渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。时间对于生活在今天的我们因此也变得特别重要和宝贵，而忙碌的工作和繁杂的生活节奏却容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，有些事情无关紧要，可一旦重要的事情，一时的耽误可能酿成大祸。所以，要制作一个定时系统，随时提醒这些容易以忘记时间的人。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
二、总体设计
本设计由电源模块、用户设置键盘、报警模块、显示模块组成，形成实时时钟系统。总体的框图如下：用户可以根据自己的需要设定时间，此时用户可以通过输入按键模块准确的设定时间，然后经过单片机的处理，最后通过显示模块显示所设定的时间，等到与用户设定的时间相符合时，就会通过报音模块发出蜂鸣声，从而达到报音定时的作用。
图2-1 系统总体框图
本次课题设计的电子闹钟系统要求为：能随意设定走时起始时间，能设定闹铃时间，能指示秒节奏，12小时/24小时两种制式可选，采用交直流供电电源，具有走势误差修正能力，具有温度显示的功能，停电时单片机由电池供电，计时不会停止。
此次的系统包括以下组成部分：显示屏，由6个七段数码管组成，用于显示当前时间或设置的闹钟时间；KEY键，用于输入新的时间或新的闹钟时间时，对每位输入数字的确认；TIME(时间)键，用于确定新的时间设置；闹钟键，用于确定新的闹钟时间设置，或显示已设置的闹钟时间；扬声器，在当前时钟时间与闹钟时间相同时，发出蜂鸣声。
三、硬件设计
（一）AT89C51单片机概述
1.AT89C51单片机组成
图3-1 AT89C51单片机组成结构图
设计采用的AT89C51单片机是MCS-51系列单片机的一个型号，它是由ATMEL公司生产的。AT89C51单片机内包含有1个8位的CPU、1个片内振荡器及时钟电路、4KB的ROM程序存储器、128B的RAM数据存储器、2个16位的定时器/计数器、可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路、4个8位并行I/O端口、2个可编程全双工串行口、6个中断源、两个优先级嵌套中断结构。AT89C51单片机组成结构如图3-1所示。
2.AT89C51单片机引脚结构
（1）电源引脚
VCC：接+5V电源。
GND：接地。
（2）时钟引脚
XTAL1（19脚）：内部振荡电路反向放大电路的输入端，外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡器时，此引脚接地。
XTAL2（18脚）：内部振荡电路反向放大电路的输出端，外接晶体的另一端。
当采用外部振荡器时，此引脚接外部电源。
（3）控制线
RST(9)：复位输入端。RST为RESET，VPD为备用电源。该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平，将使单片机复位。当VCC发生故障，该引脚可接上备用电源为内部RAM供电，以保证RAM中的数据不丢失。
ALE/(/PROG)(30):地址锁存允许/编程脉冲。地址锁存有效信号输出端。ALE在每个机器周期内输出两个脉冲。在访问片外程序存储器期间，下降沿由于控制P0输出的低8位地址；在不访问片外程序存储器期间，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。
/PSEN(29)：外ROM读选通信号。片外程序存储器选通信号输入端，低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间，该信号在每个机器周期两次有效，以通过数据总线P0口读回指令或常数。在访问片外程序存储器期间，PSEN信号将不再出现。
/EA/VPP(31)：内、外ROM寻址范围为64KB。当/EA保持高电平时，先访问内ROM,当PC的值超过4KB时，自动转向执行外ROM中的程序。当/EA保持低电平时，只访问外ROM。
3.AT89C51单片机的最小系统
单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时间基准，时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号。如图3-2所示。
图 3-2 AT89C51单片机的最小系统
本设计采用内部时钟电路，单片机内部有一个高增益的反相放大器，其输入端XTAL1和XTAL2用于外接晶体和电容，以构成自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。
（二）键位电路
本次电子闹钟的设计共使用了4个按键，各个按键的功能见表3-1所示，见图3-3 键位电路。
表3-1 各按键的接法和功能
图3-3 键位电路
（三）显示模块
发光二极管的缩写是LED，在每个数码管里面都有8只发光二极管，它们分别记作a、b、c、d、e、f、g、dp，其中dp是小数点，每一只发光二极管都有一根电极引到外部的引脚上，而另外一只二极管的引脚就连接在一起同样也引到外部引脚上，此引脚就记作公共端COM。本设计中采用的是7SEG–COM –ANODE型号数码管，它是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管.
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时， 应字段就不亮。
本设计采用6位显示的数码管分别显示时、分、秒，如图3-4所示。数码管的八个显示段码分别外接到单片机的P2.0到P2.7端口，数码管的位码分别接在单片机的P1.2、P1.4、P1.6、P1.7、1.3、1.5这六个端口，利用单片机的动态扫描的方式将时间显示出来，其中三极管起到放大作用。
图3-4 显示电路
（四）报音模块
图 3.5 报音电路
如图3.5所示，报音电路发音部分是通过三极管放大驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱动蜂鸣器发出间断嘀声，这样就可以省去硬件震荡电路，降低成本。
【摘要】
闹钟在我们生活中已并不陌生，它能起到一个很好的提醒和定时的作用，它已经渗透我们生活的方方面面，给我们的生活带来了很多的便利。基于现今社会人们对时间观念的意识不断的增强，对时间的把握也越来越成为关键，同时随着社会多元化的不断发展，对其精确要求与功能实现也越来越高。本设计由单片机、电源模块、用户设置键盘、报警模块、显示模块组成，形成实时时钟系统。用户可以根据自己的需要设定时间，此时用户可以通过输入按键模块准确的设定时间，然后经过单片机的处理，最后通过显示模块显示所设定的时间，等到与用户设定的时间相符合时，就会通过报音模块发出蜂鸣声，从而达到报音定时的作用。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机,时钟芯片,显示模块,报音模块
一、引言 1
二、总体设计 1
三、硬件设计 2
（一）AT89C51单片机概述 2
（二）键位电路 3
（三）显示模块 4
（四）报音模块 5
（五）电源模块 5
四、软件设计 6
（一）主模块的设计 6
（二）基本显示模块设计 6
（三）时间设定模块设计 8
（四）闹钟功能实现模块设计 8
总结 10
附录一 原理图 11
附录二 PCB图 12
附录三 程序 13
参考文献 24
致谢 25
一、引言
生活在21世纪的今天，电子技术的发展已经渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。时间对于生活在今天的我们因此也变得特别重要和宝贵，而忙碌的工作和繁杂的生活节奏却容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，有些事情无关紧要，可一旦重要的事情，一时的耽误可能酿成大祸。所以，要制作一个定时系统，随时提醒这些容易以忘记时间的人。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
二、总体设计
本设计由电源模块、用户设置键盘、报警模块、显示模块组成，形成实时时钟系统。总体的框图如下：用户可以根据自己的需要设定时间，此时用户可以通过输入按键模块准确的设定时间，然后经过单片机的处理，最后通过显示模块显示所设定的时间，等到与用户设定的时间相符合时，就会通过报音模块发出蜂鸣声，从而达到报音定时的作用。
图2-1 系统总体框图
本次课题设计的电子闹钟系统要求为：能随意设定走时起始时间，能设定闹铃时间，能指示秒节奏，12小时/24小时两种制式可选，采用交直流供电电源，具有走势误差修正能力，具有温度显示的功能，停电时单片机由电池供电，计时不会停止。
此次的系统包括以下组成部分：显示屏，由6个七段数码管组成，用于显示当前时间或设置的闹钟时间；KEY键，用于输入新的时间或新的闹钟时间时，对每位输入数字的确认；TIME(时间)键，用于确定新的时间设置；闹钟键，用于确定新的闹钟时间设置，或显示已设置的闹钟时间；扬声器，在当前时钟时间与闹钟时间相同时，发出蜂鸣声。
三、硬件设计
（一）AT89C51单片机概述
1.AT89C51单片机组成
图3-1 AT89C51单片机组成结构图
设计采用的AT89C51单片机是MCS-51系列单片机的一个型号，它是由ATMEL公司生产的。AT89C51单片机内包含有1个8位的CPU、1个片内振荡器及时钟电路、4KB的ROM程序存储器、128B的RAM数据存储器、2个16位的定时器/计数器、可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路、4个8位并行I/O端口、2个可编程全双工串行口、6个中断源、两个优先级嵌套中断结构。AT89C51单片机组成结构如图3-1所示。
2.AT89C51单片机引脚结构
（1）电源引脚
VCC：接+5V电源。
GND：接地。
（2）时钟引脚
XTAL1（19脚）：内部振荡电路反向放大电路的输入端，外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡器时，此引脚接地。
XTAL2（18脚）：内部振荡电路反向放大电路的输出端，外接晶体的另一端。
当采用外部振荡器时，此引脚接外部电源。
（3）控制线
RST(9)：复位输入端。RST为RESET，VPD为备用电源。该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平，将使单片机复位。当VCC发生故障，该引脚可接上备用电源为内部RAM供电，以保证RAM中的数据不丢失。
ALE/(/PROG)(30):地址锁存允许/编程脉冲。地址锁存有效信号输出端。ALE在每个机器周期内输出两个脉冲。在访问片外程序存储器期间，下降沿由于控制P0输出的低8位地址；在不访问片外程序存储器期间，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。
/PSEN(29)：外ROM读选通信号。片外程序存储器选通信号输入端，低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间，该信号在每个机器周期两次有效，以通过数据总线P0口读回指令或常数。在访问片外程序存储器期间，PSEN信号将不再出现。
/EA/VPP(31)：内、外ROM寻址范围为64KB。当/EA保持高电平时，先访问内ROM,当PC的值超过4KB时，自动转向执行外ROM中的程序。当/EA保持低电平时，只访问外ROM。
3.AT89C51单片机的最小系统
单片机的时钟信号用来提供单片机内部各种操作的时间基准，时钟电路用来产生单片机工作所需要的时钟信号。如图3-2所示。
图 3-2 AT89C51单片机的最小系统
本设计采用内部时钟电路，单片机内部有一个高增益的反相放大器，其输入端XTAL1和XTAL2用于外接晶体和电容，以构成自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。
（二）键位电路
本次电子闹钟的设计共使用了4个按键，各个按键的功能见表3-1所示，见图3-3 键位电路。
表3-1 各按键的接法和功能
图3-3 键位电路
（三）显示模块
发光二极管的缩写是LED，在每个数码管里面都有8只发光二极管，它们分别记作a、b、c、d、e、f、g、dp，其中dp是小数点，每一只发光二极管都有一根电极引到外部的引脚上，而另外一只二极管的引脚就连接在一起同样也引到外部引脚上，此引脚就记作公共端COM。本设计中采用的是7SEG–COM –ANODE型号数码管，它是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管.
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时， 应字段就不亮。
本设计采用6位显示的数码管分别显示时、分、秒，如图3-4所示。数码管的八个显示段码分别外接到单片机的P2.0到P2.7端口，数码管的位码分别接在单片机的P1.2、P1.4、P1.6、P1.7、1.3、1.5这六个端口，利用单片机的动态扫描的方式将时间显示出来，其中三极管起到放大作用。
图3-4 显示电路
（四）报音模块
图 3.5 报音电路
如图3.5所示，报音电路发音部分是通过三极管放大驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱动蜂鸣器发出间断嘀声，这样就可以省去硬件震荡电路，降低成本。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4701.html
