單片機定時鬧鐘課程設(shè)計

1、<p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器

2、等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。、</p><p>　　電子鬧鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對.時,分,秒.數(shù)字顯示的計時裝置,廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自

3、動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇場、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點，它還用于計時自動報時及自動控制的領(lǐng)域。因此，研究數(shù)

4、字鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。</p><p>　　關(guān)鍵字：C52、單片機、定時鬧鐘、電子設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計目的和要求</b></p><p>　　1.1設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個可控制的定時鬧鐘。</p><p><b>　　1.2設(shè)計目的：</b></p>&l

5、t;p>　　1.了解定時鬧鐘的組成及工作原理。</p><p>　　2.進一步熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)和工作原理。</p><p><b>　　1.3設(shè)計要求：</b></p><p><b>　　A．基本要求：</b></p><p>　　1).由晶振電路產(chǎn)生1HZ標準秒信號。</p&g

6、t;<p>　　2).秒、分為00-59六十進制計數(shù)器。</p><p>　　3).時為00-23二十四進制計數(shù)器。</p><p>　　4).可手動校正：能分別進行秒、分、時的校正。只要將開關(guān)置于手動位置,可分別對秒、分、時進行連續(xù)脈沖輸入調(diào)整。</p><p>　　5).當時間到達鬧鐘設(shè)定時間時，蜂鳴器發(fā)出報警聲。</p><p

7、><b>　　B．提高要求：</b></p><p>　　a).通過按鈕快速切換鬧鐘顯示。</p><p>　　b).通過計算機串口在PC上快速設(shè)定時間鬧鐘</p><p><b>　　c).整點報時。</b></p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計</b></p&g

8、t;<p><b>　　2.1硬件系統(tǒng)：</b></p><p>　　2.1.1電源電路：</p><p>　　電源是單片機系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為系統(tǒng)提供多路電壓源，還直接影響到系統(tǒng)的技術(shù)指標和抗干擾性能。AT89C51單片機和一般的數(shù)字芯片一樣，都是5V電壓供電，所以可以共用一個5V電源。另外，為了提高電源的穩(wěn)定性，在離電源的最近處做好退耦處理，

9、即用一個47UF和一個10UF電容，以濾去干擾，保證電源的穩(wěn)定。</p><p>　　2.1.2 AT89C51單片機</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。</p><

10、;p>　　使用時VCC接電源，GND接地。P0-P3可作為輸入或者輸出端口。RST接復(fù)位電路。</p><p><b>　　2.1.3時鐘電路</b></p><p>　　單片機的時鐘產(chǎn)生方法有兩種:內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。本系統(tǒng)中AT89C51單片機采用內(nèi)部時鐘方式。最常用的內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHz～12

11、MHz之間。電容值無嚴格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小和振蕩電路起振速度有少許影響，一般可在20pF～100pF之間取值。</p><p><b>　　單片機的時鐘產(chǎn)生</b></p><p><b>　　、</b></p><p>　　2.1.4數(shù)碼管顯示電路</p><p>　　要

12、同時使得6個數(shù)碼管點亮，所需的IO口是很多的。為了節(jié)省單片機的IO口，通常采用動態(tài)掃描的顯示方法，將每個數(shù)碼管的同名段連在一起，分6次向數(shù)碼管寫數(shù)據(jù)，每次對6個數(shù)碼管寫相同的數(shù)據(jù)，每次選通一個數(shù)碼管，完成掃描，通過調(diào)整、縮短掃描的時間，由于人眼的視覺暫留作用，使得人們看起來就像同時顯示一樣，以達到動態(tài)顯示的目的.</p><p><b>　　2.2設(shè)計原理</b></p>&l

13、t;p>　　2.2.1　系統(tǒng)總體方案</p><p>　　1）由于要顯示數(shù)字時間，所以需要6位數(shù)碼管。</p><p>　　2）時間的定時用時鐘電路，修改時間和定時用手動按鍵控制，報警聲通過喇叭發(fā)出。</p><p>　　3)AT89S52單片機加上外圍器件（6個共陰數(shù)碼管，限流電阻和一個蜂鳴器）和應(yīng)用程序（KEIL編譯軟件），構(gòu)成相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。</p

14、><p>　　2.2.2　系統(tǒng)設(shè)計方框圖</p><p>　　2.2.3　軟件設(shè)計流程</p><p><b>　　實驗結(jié)果和討論</b></p><p>　　在確立了編程設(shè)計的基本思路后，我們開始查找相關(guān)的編程資料，然后采用C語言對軟件設(shè)計的要求進行編譯。一開始進展很慢，并且編程過程中出現(xiàn)個各種錯誤，經(jīng)過大量時間的編譯與完

15、善，我們終于逐步完成定時鬧鐘的軟件設(shè)計過程。</p><p><b>　　最終程序如下：</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</

16、p><p>　　uchar code shu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,</p><p>　　0x66,0x6d,0x7d,0x07,</p><p>　　0x7f,0x6f}; //0~9</p><p>　　uchar code shu2[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,</p&

17、gt;<p>　　0xe6,0xed,0xfd,0x87,</p><p>　　0xff,0xef}; //帶小數(shù)點0~9</p><p>　　uchar code wei[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xf7,0xfb};//數(shù)碼管位選碼</p><p>　　uchar x[]={0,0,0,0};</p

18、><p>　　uchar y[]={0,0,0,0,0,0};</p><p>　　uint hour=12,min,sec,h=22,m=0;</p><p>　　uint a,s1=1,s2=1,s3=0,i=0,status=0,num=0,class=0;</p><p>　　bit flag=0;</p><p>

19、;　　sbit P3_7=P3^7;</p><p>　　void delay(uint t); </p><p>　　void keyprint(unsigned char key);</p><p>　　void display();</p><p>　　void timer0();</p><p>　　vo

20、id sint()interrupt 4 //串口中斷，實現(xiàn)PC上快速設(shè)定時間與鬧鐘</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　s3++;</b></p><p><b>　　s3=s3%4;</b></p><p>　　if(RI&&am

21、p;s3==1)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　RI=0;</b></p><p>　　hour=SBUF;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(RI&&s3==2)

22、</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　min=SBUF;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(RI&&am

23、p;s3==3)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　h=SBUF;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(RI&a

24、mp;&s3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　m=SBUF;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

25、;b>　　if(!TI)</b></p><p><b>　　TI=0; </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint t) </p><p><b>　　{</b></p><

26、;p><b>　　uint i;</b></p><p>　　while(t--)</p><p>　　for(i=0;i<125;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　main() </p><p><b&

27、gt;　　{ </b></p><p><b>　　uchar n;</b></p><p>　　uchar input;</p><p><b>　　n=0x0f;</b></p><p>　　TMOD=0x21; </p><p>　　TH0=(65

28、536-5000)/256; </p><p>　　TL0=(65536-5000)%256; </p><p><b>　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p>　　SCON=0x50; </p><p&

29、gt;　　PCON=0x00;</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　IP=0x10; </p><p>　　TR0=1; </p><p>　　IE=0x92; //開定時器0,串口中斷</p><p>　　while(1)

30、 //鍵掃描程序 </p><p>　　{ </p><p>　　input=P2&0x0f;</p><p>　　if(input!=0x0f&&s1==1) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　d

31、elay(10);</p><p><b>　　s1=0;</b></p><p>　　if(input!=0x0f&&s2==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　s2=0; //按住不放</p><p>　　n =

32、 input; //n用來暫時存放鍵值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(input==0x0f&&s1==0)</p><p><b>　　{</b></p><

33、;p><b>　　s1=1; </b></p><p><b>　　s2=1;</b></p><p>　　keyprint(n);</p><p><b>　　n=0x0f;</b></p><p><b>　　}</b></p>&

34、lt;p>　　if((hour==h&&min==m)||(h!=0&&min==0)) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(sec==0)</p><p><b>　　P3_7=0;</b></p><p>　　if(sec

35、==1)</p><p><b>　　P3_7=1;</b></p><p>　　if(sec==2)</p><p><b>　　P3_7=0;</b></p><p>　　if(sec==3)</p><p><b>　　P3_7=1;</b><

36、;/p><p>　　if(sec==4)</p><p><b>　　P3_7=0;</b></p><p>　　if(sec==5)</p><p><b>　　P3_7=1;</b></p><p><b>　　} </b></p>&

37、lt;p><b>　　else </b></p><p><b>　　P3_7=1;</b></p><p>　　if(h>=24) </p><p><b>　　h=0; </b></p><p>　　display();</p><p>

38、;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keyprint(unsigned char key) //各個按鍵功能</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(key==0x0e)</p&g

39、t;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　num++;</b></p><p>　　if(num==1) {class=1;}</p><p>　　if(num==2) {class=2;num=0;}</p><p><b>　　}</b&g

40、t;</p><p>　　if(key==0x0d)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　status++;</b></p><p>　　if(status>=5)</p><p><b>　　status=0;</b&g

41、t;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key==0x0b)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(status==1)</p><p><b>　　{</b></p><p

42、>　　if(min<59)min++;</p><p>　　else {min=0;hour++;}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(status==2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(hou

43、r<23) hour++;</p><p>　　else hour=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(status==3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(m<59)m++;</p&g

44、t;<p>　　else {m=0;h++;}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(status==4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(h<23) h++;</p><p><b>

45、;　　else h=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display() //數(shù)碼管數(shù)值顯示函數(shù)</p>

46、<p><b>　　{</b></p><p>　　uchar d=0;</p><p>　　if(class==1||class==0)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　x[0]=hour/10; // 顯示時的十位</p>

47、<p>　　x[1]=hour%10; // 顯示時的個位</p><p>　　x[2]=min/10; // 顯示分的十位</p><p>　　x[3]=min%10; // 顯示分的個位</p><p>　　while(d<4)</p><p><b>　　

48、{</b></p><p>　　P2=wei[d];</p><p>　　P0=shu[x[d]];</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　d++;</b></p><p><b>　　}</b>

49、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(class==2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　y[0]=h/10; // 顯示時的十位</p><p>　　y[1]=h%10;

50、 // 顯示時的個位</p><p>　　y[2]=m/10; // 顯示分的十位</p><p>　　y[3]=m%10; // 顯示分的個位</p><p><b>　　d=0; </b></p><p>　　if(flag==0)// 每過0.5s小數(shù)

51、點閃爍一次</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(d<4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=wei[d];</p><p>　　P0=shu2[y[d]];</p><p>&l

52、t;b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　d++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(flag==1)</p><p>

53、<b>　　{</b></p><p>　　while(d<4)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=wei[d];</p><p>　　P0=shu[y[d]];</p><p><b>　　delay(1);</b>

54、;</p><p><b>　　d++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b

55、></p><p>　　void timer0() interrupt 1 //定時器0方式1中斷函數(shù)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uint count;</p><p>　　TH0=(65536-5000)/256; // 定時器0設(shè)置初始值1ms中斷初始值<

56、;/p><p>　　TL0=(65536-5000)%256; </p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p>　　count++; //正常計時</p><p>　　if(count>=100) </p><p><b>

57、　　{</b></p><p><b>　　flag=1;</b></p><p>　　if(count>=200) // 定時 1S 到，以下為時鐘的正常走鐘邏輯 </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　flag

58、=0;</b></p><p><b>　　count=0;</b></p><p><b>　　sec++;</b></p><p>　　if(sec>= 60)</p><p>　　{ </p><p><b>　

59、　sec=0;</b></p><p>　　min++; //秒到60分加一，秒清零</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(min>= 60) </p><p>　　{ </p><p><b>　　min=0; &

60、lt;/b></p><p>　　hour++; //分到60時加一，分清零</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(hour>= 24) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　hour=0; //時到

61、24立即變?yōu)?</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié)論</

62、b></p><p>　　4.1本次課程設(shè)計的特點：</p><p>　　本次課程設(shè)計對單片機這么課程的知識原理要求比較高，具有一定的編程要求。設(shè)計出的定時鬧鐘比較貼近生活產(chǎn)品，實用性計較強，因此達到了知識與實踐相結(jié)合，學(xué)以致用的目的。</p><p><b>　　4.2主要貢獻：</b></p><p>　　讓我

63、們再一次深入了解了單片機的基本知識和原理，給予我們一定的單片機設(shè)計經(jīng)驗，強化了教學(xué)目標。</p><p><b>　　4.3心得與體會：</b></p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。</p><p>　　回顧起此次單片機課程設(shè)計

64、，我仍感慨頗多，學(xué)到了很多的東西。同時不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且還學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一滴的解決，而在解決的過程當中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速的提升。對于單片機設(shè)計，其硬件電路是比較簡單的，主要是解決程序設(shè)計中的問題，而程序設(shè)計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問

65、題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個設(shè)計的靈魂所在。因此可以說單片機的設(shè)計是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。</p><p><b>　　五．參考文獻</b></p><p>　　【1】《C51單片機技術(shù)教程》 人民郵電出版社</p><p><b>　　——田希輝、薛亮儒</b></p><p>

66、;　　【2】《單片機應(yīng)用技術(shù)選編》 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p><b>　　——何立民</b></p><p><b>　　六．附 錄：</b></p><p>　　1.主要使用軟件：Keil C語言編寫軟件</p><p>　　Protues 仿真軟件</p><