畢業(yè)論文——應用單片機電子鬧鐘設計

1、<p>　　遼東學院機電學院高職專業(yè)畢業(yè)論文（設 計）</p><p>　　應用單片機電子鬧鐘設計</p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　學 院： 機電學院 </p><p>　　專 業(yè)： 應用電子技術 <

2、/p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指 導 教 師： </p><p>　　審 閱 教 師： </p><p&g

3、t;　　完 成 日 期： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　51電子鬧鐘是集電子技術、數字顯示技術為一體的高產品，具有按時鬧鈴，使用方便等優(yōu)點。本論文從51電子鬧鐘系統(tǒng)的功能，硬件電路設計，軟件設計和產品介紹四部分分別論述這一系統(tǒng)。本系統(tǒng)51電子鬧鐘硬件部分結構簡單、成本低，具有比較好的

4、市場前景。</p><p>　　現(xiàn)代的快節(jié)奏生活給人們的精神上帶來了很大壓力。如何排解或緩解這些壓力已經成為很多人和探索者多年來的一個重要研究項目,電子鬧鐘</p><p>　　關鍵詞：51電子鬧鐘；單片機；數碼管顯示</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要

5、I</b></p><p>　　一、緒 論1</p><p><b>　　(一)概述1</b></p><p>　　1．51電子鬧鐘發(fā)展趨勢1</p><p>　　2．本課題研究的主要內容1</p><p>　　（二） 51電子鬧鐘簡介1</p><

6、p>　　1．開發(fā)的目的和意義1</p><p>　　2．51電子鬧鐘的優(yōu)點2</p><p>　　3． 51電子鬧鐘的特點2</p><p>　　二、系統(tǒng)方案的設計3</p><p><b>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)概述3</b></p><p>　　1．系統(tǒng)功能描述3</p>

7、<p>　　2．系統(tǒng)方案的確定3</p><p>　　3．系統(tǒng)設計思路與步驟3</p><p>　?。ǘ┬酒竟ぷ髟砑捌鋺?</p><p>　　1．AT89S51簡介4</p><p><b>　　2．引腳介紹5</b></p><p><b>　　3．

8、電源6</b></p><p><b>　　4．存儲器6</b></p><p><b>　　5．應用6</b></p><p>　　（三）LM386簡介6</p><p>　　1．LM386介紹6</p><p>　　2．LM386特點6</p

9、><p>　?。ㄋ模?4HC245簡介7</p><p><b>　　三、系統(tǒng)的設計8</b></p><p>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)硬件設計8</p><p>　　1．單片機系統(tǒng)的設計8</p><p>　　2． 按鍵電路的設計9</p><p>　　3．復位電路的設計9

10、</p><p>　　4．顯示電路的設計11</p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)軟件的設計11</p><p><b>　　1．軟件設計11</b></p><p>　　2．整個系統(tǒng)軟件部分的總體設計15</p><p>　　四、 系統(tǒng)的調試和性能分析16</p><p&

11、gt;　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)的調試方法16</p><p>　　1．輸入按鍵的調試16</p><p>　　2．復位電路的調試16</p><p>　　3．顯示電路的調試16</p><p>　　4．整個系統(tǒng)的聯(lián)調16</p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)的性能分析16</p><p><b

12、>　　結 論18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　致 謝20</b></p><p>　　附錄A 原理圖21</p><p>　　附錄B（程序）22</p><p><b>

13、　　一、緒 論</b></p><p><b>　　(一)概述</b></p><p>　　電子鬧鐘在科學技術高度發(fā)展的今天,千家萬戶都少不了它,所以很多家庭個人都需要有一個電子鬧鐘，為人們提供報時方便,但普通電子鬧鐘不夠方便實用。本文給出了一種以51芯片電子鬧鐘設計方法，從而給人們帶來更為方便的工作與生活。</p><p>

14、　　1．51電子鬧鐘發(fā)展趨勢</p><p>　　現(xiàn)代的快節(jié)奏生活給人們的精神上帶來了很大壓力。如何排解或緩解這些壓力已經成為很多人關心的問題。單片機電子鬧鐘是具發(fā)前鬧鐘創(chuàng)新性的系統(tǒng)，它代表了時代的發(fā)展趨勢。2007年，無論從國內外行業(yè)發(fā)展趨勢，還是從鬧鐘市場準入的要求來看，節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新都已成為中國家電企業(yè)無法回避的大問題。在原材料價格不斷上漲、下游渠道商實力膨脹、價格戰(zhàn)越來越激烈、行業(yè)利潤日趨微薄的背景下，

15、日前，中國的電子鬧鐘在節(jié)能化、環(huán)?；?chuàng)新型轉變過程中，正進行新一輪鬧鐘賽跑。</p><p>　　目前，國內專業(yè)51電子鬧鐘廠家的數量正在迅速增長。51電子鬧鐘市場在未來的三五年內會高速增長，新技術、新產品也會不斷出現(xiàn)并投入應用。</p><p>　　2．本課題研究的主要內容</p><p>　　設計一個51電子鬧鐘</p><p>　　（

16、1） 能隨意設定走時起始時間。</p><p>　?。?） 12小時／24小時兩種制式可選，以適應不同的需要。</p><p>　?。?） 能指示秒節(jié)奏，即秒指示</p><p>　　（4） 采用交直流供電電源。與石英鐘不同的是，電子鐘一般采用數碼管等顯示介質，因而必須以交流供電為主，以直流電源為后備輔助電源，并能自動切換。該設計主要包括:按鍵、顯示程序單元部分。、

17、AT89S51單片機芯片、74HC245驅動LED顯示電路,集成電路74HC245和LM386各1個.</p><p>　?。ǘ?51電子鬧鐘簡介</p><p>　　1．開發(fā)的目的和意義</p><p>　　目的： 設計一個51電子鬧鐘的，該鬧鐘可由使用者自己設定一個時間，若想設置鬧鈴，應先按下復位按鍵，然后長時間按下"設置"按鍵，第一個數碼

18、管會顯示”C”,然后變?yōu)椤?0-00-00”，此時進入鬧鈴設置狀態(tài)，設置方法跟上面一樣，鬧鈴設置完后，下一步要設置當前時間，調整方法跳到第一步。這樣設置好后，她就能按照主人的意思，定時的把你鬧醒啦！</p><p>　　意義：電子鬧鐘已經是現(xiàn)代生活中經常用到的工具之一，傳統(tǒng)的電子鬧鐘只是機械控制,另外，體積也很大,又不美觀也不實用.而現(xiàn)在我設計的電子鬧鐘是用單片機做的.只要簡單的設置好后，她就能按照主人的意思，定

19、時的把你鬧醒啦！也能給人們的生活帶來方便。</p><p>　　2．51電子鬧鐘的優(yōu)點</p><p>　?。?）、簡單好用、美觀、體積小、實用。</p><p>　　（2）、用電量少、電壓低,節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)新。</p><p>　　按鍵、顯示程序單元部分。AT89S51單片機芯片、74HC245驅動LED顯示電路。外接3個按鈕組成鍵盤，AT

20、89S51為51內核。另外，AT89S51本身無專門的液晶驅動接口，因此，本時鐘采用數碼管顯示方式。數碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、價格便宜等優(yōu)點，而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數碼管。 　</p><p>　　51電子鬧鐘的用途：我設計的電子鬧鐘是用單片機做的.只要簡單的設置好后，她就能按照主人的意思，定時的把你鬧醒啦！也能給人們的生活、工作學習帶來方便。</p><p>　　

21、3． 51電子鬧鐘的特點</p><p>　　1.幫助您排解或緩解那些來自現(xiàn)實生活的壓力</p><p>　　2.數碼管作為一種主動顯示器件，亮度高、價格便宜等，顯示數字清晰。</p><p>　　3.簡單好用，可任意設24式時間。</p><p>　　4.使用LED發(fā)光，省電，燈泡壽命長。</p><p><

22、b>　　二、系統(tǒng)方案的設計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)概述</b></p><p><b>　　1．系統(tǒng)功能描述</b></p><p>　　本系統(tǒng)是利用AT89S51為51內核，集成電路74HC245和LM386各1個.制作完成一個電子鬧鐘，該設計中采用液晶顯示或數碼管顯示，因此，本

23、時鐘采用數碼管顯示方式。充分體現(xiàn)系統(tǒng)的簡易性。使我們了解簡易鬧鐘的設計方法，并自己動手設計電路和編寫實現(xiàn)鬧鐘功能的程序。簡易鬧鐘要實現(xiàn)以下功能：1、、能正確顯示鬧鐘的走時2、可以進行當前時間的設置3、可以設置鬧鐘時間，并在時間到時發(fā)出響聲。</p><p>　　整個系統(tǒng)的任務要求：</p><p>　　1）輸入數字按鍵的功能。</p><p><b>　　

24、保證數字的輸入。</b></p><p>　　2）復位電路的功能。</p><p>　　所有時間回到初始化狀態(tài),用于啟動設定時間參數（對時或定鬧）；</p><p>　　3）顯示電路的功能。</p><p>　　當輸入數字時顯示24小時時間功能。</p><p><b>　　4）鬧鈴功能</

25、b></p><p>　　設置好鬧鈴時間后.能按設置好的時間準時鬧鈴。</p><p><b>　　2．系統(tǒng)方案的確定</b></p><p>　　根據以上各模塊并結合顯示屏的功能及元器件材料的情況，決定采用AT89S51為51內核顯示設計方案。</p><p>　　3．系統(tǒng)設計思路與步驟</p>&

26、lt;p>　　先進行系統(tǒng)的整體規(guī)劃確定整個系統(tǒng)的功能，然后按照每個功能的具體要求，進行各個模塊的實物設計并逐個調試，待全部通過后，進行整個系統(tǒng)的聯(lián)調，最終實現(xiàn)一個完整的系統(tǒng)，并制成印刷線路板。</p><p>　　整個系統(tǒng)的設計步驟如下：</p><p>　　在單片機最小系統(tǒng)的基礎上，完成按鍵電路和復位電路的設計。</p><p>　　完成顯示電路、數字按鍵、

27、復位電路。</p><p>　　具有3個功能按鍵:</p><p>　　1、在復位后的待機狀態(tài)下，用于啟動設定時間參數（對時或定鬧）；</p><p>　　2、在設定時間參數狀態(tài)而且不是設定最低位（即分個位）的狀態(tài)下，用于結束當前位的設定，當前設定位下移；</p><p>　　3、在設定最低位（分個位）的狀態(tài)下，用于結束本次時間設定。<

28、;/p><p>　　2)＋１鍵，用于對當前設定位（編輯位）進行加1操作，根據12／24小時工作模式和正在編輯的當前位的含義（時十位、時個位、分十位、分個位）自動進行數據的上限和下限判斷。例如，對12小時制，小時的十位只能是0、1，如果當前值為0，則按＋1鍵后為1，再按＋1鍵則又回復到0。</p><p>　　把以上各個模塊聯(lián)結起來，整體調試功能。</p><p>　　整

29、個系統(tǒng)的原理框圖如圖2-1所示</p><p>　　圖1 整個系統(tǒng)的原理圖</p><p>　?。ǘ┬酒竟ぷ髟砑捌鋺?lt;/p><p>　　1．AT89S51簡介</p><p>　　AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫100

30、0次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。</p><p><b>　　2．引腳介紹</b></p><p>　　AT89S51具

31、有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內程序存儲器，128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內時鐘振蕩器。</p><p><b>　　圖2 引腳圖</b></p><p>　　此外，AT89S51設

32、計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。</p><p><b>　　主要功能特性：</b></p><p>　　&

33、#183;兼容MCS-51指令系統(tǒng)</p><p>　　·32個雙向I/O口</p><p>　　·2個16位可編程定時/計數器</p><p>　　·全雙工UART串行中斷口線</p><p><b>　　·2個外部中斷源</b></p><p><

34、b>　　·中斷喚醒省電模式</b></p><p>　　·看門狗（WDT）電路</p><p>　　·靈活的ISP字節(jié)和分頁編程</p><p>　　·4k可反復擦寫(>1000次）ISP Flash ROM</p><p>　　·4.5-5.5V工作電壓</p&

35、gt;<p>　　·時鐘頻率0-33MHz</p><p>　　·128x8bit內部RAM</p><p>　　·低功耗空閑和省電模式</p><p><b>　　·3級加密位</b></p><p>　　·軟件設置空閑和省電功能</p>&

36、lt;p><b>　　·雙數據寄存器指針</b></p><p><b>　　3．電源</b></p><p>　　89S51有很寬的工作電源電壓，電源范圍寬達4~5.5V.</p><p><b>　　4．存儲器</b></p><p>　　89S51支持IS

37、P在線可編程寫入技術!串行寫入、速度更快、穩(wěn)定性更好,燒寫電壓也僅僅需要4~5V即可.</p><p><b>　　5．應用</b></p><p>　　就目前中國市場的情況來看，89S51有很大的市場。其原因有下列幾點：（1）AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式；（2）AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機；（3）芯片

38、內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。（4）同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。</p><p>　　（三）LM386簡介</p><p>　　LM386是美國國家半導體公司生產的音頻功率放大器，主要應用于低電壓消費類產品。為使外圍元件最少，

39、電壓增益內置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調為任意值，直至200。輸入端以地位參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場合。專為低損耗電源所設計的功率放大器。</p><p><b>　　1．LM386介紹</b></p><p>　　LM386適用于

40、電腦、儀器、汽車電子、電源、通信、開關電源等電子產品.</p><p><b>　　2．LM386特點</b></p><p>　　靜態(tài)功耗低，約為4mA,可用于電池供電。 </p><p>　　工作電壓范圍寬，4-12V or 5-18V。 </p><p><b>　　外圍元件少。 </b>&l

41、t;/p><p>　　電壓增益可調，20-200。 </p><p><b>　　低失真度。</b></p><p>　?。ㄋ模?4HC245簡介</p><p>　　由于通過數碼管公共及的電流較大，因此用三極管來驅動位碼。為了避免過多地使用分立元件，采用了一片74HC245來驅動段碼。</p><p&g

42、t;<b>　　三、系統(tǒng)的設計</b></p><p>　　一個完整的系統(tǒng)，離不開硬件和軟件的設計。硬件與軟件各有所長，如何合理的安排軟硬件的任務是系統(tǒng)設計的第一步。</p><p><b>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　系統(tǒng)硬件的設計可以根據系統(tǒng)的各個功能，把整個系統(tǒng)劃分成若干個模塊，分別對這些模塊

43、來進行設計，然后在通過單片機程序來實現(xiàn)對各個硬件模塊功能的調度。</p><p>　　本系統(tǒng)涉及到的硬件模塊有：按鍵電路、復位電路、顯示電路。</p><p>　　1．單片機系統(tǒng)的設計</p><p>　　單片機最小應用系統(tǒng)實際上就是一個內置程序存儲器的單片機，可由單片機芯片，配以必要的外部器件構成，這些外部功能器件無法集成到芯片內部，主要有按鍵電路、顯示電路等。&

44、lt;/p><p><b>　　圖3 單片機系統(tǒng)圖</b></p><p>　　2． 按鍵電路的設計</p><p>　　作為一個按鍵從沒有按下到按下以及釋放是一個完整的過程，也就是說當我們按下一個按鍵時，總希望某個命令只執(zhí)行一次。而在按下的過程中不要有干擾進來，因為在按下的過程中，一旦有干擾過來可能造成誤觸發(fā)過程，因此我們在設計按鍵電路的時候應注

45、意不要有干擾進來以用在焊接時應注意：</p><p>　　獨立式按鍵。如果設置過多按鍵，將會占用較多I/O口，而且會給布線帶來不便，因此，此方案適用于按鍵較少的情況。如果選擇此方案，由于按鍵較少，在修改時間或設置鬧鈴時間時就不能直接輸入，只能通過加或減完成，稍為麻煩一些，但其程序簡單。</p><p>　?。?）執(zhí)錫補焊時應按照從左到右，由上到下的順序，避免檢查時漏檢或焊接時漏修。<

46、/p><p>　?。?）焊接時要經常清洗烙鐵頭，防止烙鐵頭的雜物造成虛焊、針孔、加焊等不良發(fā)生。</p><p>　?。?） 不要在基板上給烙鐵頭加焊錫，生產過程中不能抖錫、敲錫、甩錫，防止焊錫渣、焊錫 、珠掉到基板上面。</p><p>　?。?）在壓件或拆件時要先在線路板的銅箔面上加焊錫，要求均勻加熱，避免松香失效或銅箔翹皮造成線路破壞。<

47、/p><p>　　考慮到電路不要復雜性,因而設計成3個按鍵,一個為復位,其它2個為按數字時間的按鍵和確定設好的時間確定.后2個按鍵要接89C2051端.若想設置鬧鈴，應先按下復位按鍵，然后長時間按下"設置"按鍵，第一個數碼管會顯示”C”,然后變?yōu)椤?0-00-00”，此時進入鬧鈴設置狀態(tài)，設置方法跟上面一樣，鬧鈴設置完后，下一步要設置當前時間，調整方法跳到第一步。</p><p

48、>　　在復位后的待機狀態(tài)下，用于啟動設定時間參數（對時或定鬧）；</p><p>　　在設定時間參數狀態(tài)而且不是設定最低位（即分個位）的狀態(tài)下，用于結束當前位的設定，當前設定位下移；</p><p>　　在設定最低位（分個位）的狀態(tài)下，用于結束本次時間設定。</p><p>　　2)＋１鍵，用于對當前設定位（編輯位）進行加1操作，根據12／24小時工作模式和正

49、在編輯的當前位的含義（時十位、時個位、分十位、分個位）自動進行數據的上限和下限判斷。例如，對12小時制，小時的十位只能是0、1，如果當前值為0，則按＋1鍵后為1，再按＋1鍵則又回復到0。</p><p><b>　　3．復位電路的設計</b></p><p>　　目前為止，單片機復位電路主要有四種類型：（1）微分型復位電路；（2）積分型復位電路；（3）比較器型復位電路

50、；（4）看門狗型復位電路。另外，Maxim等公司也推出了專用于復位的專用芯片復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。當輸入的復位信號延續(xù)兩個機器周期以上的高電平時即為有效，用完成單片機的復位初始化操作。</p><p>　　單片機目前已被廣泛地應用于家電、醫(yī)療、儀器

51、儀表、工業(yè)自動化、航空航天等領域。市場上比較流行的單片機種類主要有Intel公司、Atmel公司和Philip公司的8051系列單片機，Motorola公司的M6800系列單片機，Intel公司的MCS96系列單片機以及Microchip公司的PIC系列單片機。無論用戶使用哪種類型的單片機，總要涉及到單片機復位電路的設計。而單片機復位電路設計的好壞，直接影響到整個系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設計完單片機系統(tǒng)，并在實驗室調試成功后，在現(xiàn)場

52、卻出現(xiàn)了“死機”、“程序走飛”等現(xiàn)象，這主要是單片機的復位電路設計不可靠引起的。圖1是一個單片機與大功率LED八段顯示器共享一個電源，并采用微分復位電路的實例。在這種情況下，系統(tǒng)有時會出現(xiàn)一些不可預料的現(xiàn)象，如無規(guī)律可循的“死機”、“程序走飛”等。而用仿真器調試時卻無此現(xiàn)象發(fā)生或極少發(fā)生此現(xiàn)象。又如圖2所示，在此圖中單片機復位采用另外一種復位電路。在此電路的應用中，用戶有時會發(fā)現(xiàn)在關閉電源后的短時間內再次開啟電源，單片機可能會工作不正常

53、。這些現(xiàn)象，都可認為是由于單片機復位電路的設計不當引起的。</p><p><b>　　圖4復位電路圖</b></p><p><b>　　4．顯示電路的設計</b></p><p>　　就時鐘而言，通常可采用液晶顯示或數碼管顯示。由于一般的段式液晶屏，需要專門的驅動電路，而且液晶顯示作為一種被動顯示，可視性相對較差；對于

54、具有驅動電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點陣），一般多采用并行接口，對微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，89C2051本身無專門的液晶驅動接口，因此，本時鐘采用數碼管顯示方式。數碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、價格便宜等優(yōu)點，而且市場上也有專門的時鐘顯示組合數碼管?；贏T89S51單片機的控制系統(tǒng)包括四部分：數據采集、控制系統(tǒng)、時鐘電路、語音錄音電路和報音提示信息電路。</p><p>　

55、　用數碼管作為顯示器。數碼管的驅動電路簡單，使用方便，如果選擇了此方案，那么在夜間看時間的時候就不需要有光源，非常方便。其缺點是功耗較大。由于數碼管使用起來較為方便，在夜間看時間也很方便，因此我們選擇了數碼管作為顯示器.</p><p><b>　　發(fā)音部分:</b></p><p>　　用軟件方法產生方波輸出，通過三極管放大后驅動蜂鳴器發(fā)音，這樣就可以省去硬件振蕩電

56、路，降低成本。</p><p>　　（二）系統(tǒng)軟件的設計</p><p>　　系統(tǒng)軟件的設計方法與硬件設計的方法是相同的，也是根據系統(tǒng)的各個功能，劃分成各個子模塊，分別對每個模塊來進行設計，然后在通過各個模塊之間的調用來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。</p><p>　　系統(tǒng)軟件部分的設計模塊有：按鍵電路的軟件設計、復位電路的軟件設計、顯示電路的軟件設計共3個模塊。</

57、p><p><b>　　發(fā)音部分:</b></p><p>　　用軟件方法產生方波輸出，通過三極管放大后驅動蜂鳴器發(fā)音，這樣就可以省去硬件振蕩電路，降低成本。</p><p><b>　　電源:</b></p><p>　　如果是用電池供電，就比較方便攜帶，但是本系統(tǒng)，采用了數碼管作為顯示器，功耗較大，

58、需要經常更換電池。況且，本系統(tǒng)的體積較大，即使使用電池供電也不能隨身攜帶，因此，用電池供電不大合適，所以用外部穩(wěn)壓電源來供電。</p><p><b>　　1．軟件設計  </b></p><p><b>　　軟件功能:</b></p><p>　?。?）檢測按鍵。當系統(tǒng)檢測到某個案件被按下時，轉到相應

59、子程序處理，可實現(xiàn)校時、設定鬧鈴時間的功能。</p><p>　　(2) 顯示。系統(tǒng)通過調用顯示子程序，可將顯示緩沖區(qū)里的內容通過動態(tài)掃描方式輸出到數碼管顯示器。</p><p>　　(3) 計時。系統(tǒng)通過中斷和軟件計數器可產生秒信號。每到1s，系統(tǒng)將會調整時間存儲單元的內容，從而實現(xiàn)計時功能。</p><p>　　(4) 比較。每當秒存儲單元的內容為0時，系統(tǒng)通過

60、調用比較子程序可判斷當前時間是否符合鬧鈴條件，若符合，則調用發(fā)音子程序使蜂鳴器發(fā)出鬧鈴聲音。</p><p>　　(5) 產生音頻方波輸出。系統(tǒng)通過軟件產生音頻方波輸出使蜂鳴器發(fā)聲，這樣可以省去硬件振蕩電路。</p><p>　　(6) 拆分。為了提高存儲單元的利用率，本系統(tǒng)將時間數據壓縮成壓縮BCD碼后再送入顯存才能顯示。</p><p>　　(7) 合并。為了提

61、高修改時間的速度，可先對現(xiàn)存內容逐位修改，然后調用合并子程序把顯存內容合并后送入指定存儲單元。</p><p>　　(8) 設定。系統(tǒng)進入設定狀態(tài)后，可通過按“設定”鍵改變閃亮位位置和按“+”或“-”鍵來加1或減1閃亮位內容，從而達到報時和設定鬧鈴時間的目的。</p><p><b>　　軟件設計:</b></p><p>　　圖 5 T

62、0中斷服務程序流程圖</p><p><b>　　圖6 電路流程圖</b></p><p>　　系統(tǒng)功能及使用方法:</p><p>　　系統(tǒng)上電后，自動進入時鐘狀態(tài)。若在此時按下“設定”鍵，顯示器上將出現(xiàn)閃亮位，再按“+”或“-”則可以加或減閃亮位內容，修改完一位后再按“設定”可改變閃亮位位置繼續(xù)修改下一位。修改完成后按“確定”鍵即可退出設定

63、狀態(tài)進入正常顯示時鐘狀態(tài)。</p><p>　　在正常顯示時鐘狀態(tài)時按下“鬧鐘”鍵可進入鬧鐘狀態(tài)，此時按“+”或“-”可上下翻動鬧鐘表；按“設定”鍵可修改當前顯示的鬧鐘時間，修改方法與修改時鐘相同。在查看鬧鐘表狀態(tài)下按“鬧鐘”鍵可以開/關當前顯示的鬧鐘時間，當顯示器第5位顯示“-”時表示鬧鈴已開。按“時鐘”鍵返回正常顯示時鐘狀態(tài)。若想設置鬧鈴，應先按下復位按鍵，然后長時間按下"設置"按鍵，第一

64、個數碼管會顯示”C”,然后變?yōu)椤?0-00-00”，此時進入鬧鈴設置狀態(tài)，設置方法跟上面一樣，鬧鈴設置完后，下一步要設置當前時間，調整方法跳到第一步。這樣設置好后，她就能按照主人的意思，定時的把你鬧醒啦！</p><p>　　我們先了解簡易鬧鐘的設計方法，并自己動手設計電路和編寫實現(xiàn)鬧鐘功能的程序。簡易鬧鐘要實現(xiàn)以下功能：1、、能正確顯示鬧鐘的走時2、可以進行當前時間的設置3、可以設置鬧鐘時間，并在時間到時發(fā)出響

65、聲。</p><p>　　設計中，我們利用儀器中所提供的以上提到的芯片和軟件編程結合的思路。本設計的軟件編程由四部分構成，下面將對照程序的構成來闡述我們組對簡易鬧鐘的方案設計，具體設計方案如下：（一）在主程序中，填寫中斷向量表，應用8255A的IRQ7和IRQ5端。利用8253A和8259A完成計時一秒的功能，然后通過更新時間的子程序完成時間跳變的功能，待到新的時間判斷是否到達設定的鬧鐘的時間，如果是，則啟動揚聲

66、器；如果否，則繼續(xù)進行顯示時間。（二）鬧鐘的時間是變化的，在更新時間的子程序中，首先判斷更改后的秒數是否小于10，如果是，則返回主程序；如果否，則秒的個位跳變成0，秒的十位加一；再次判斷秒的十位，過程同判斷秒的個位相同。（三）簡易鬧鐘最重要的功能就是“It’s time to do something!”在這部分，主要要考慮的也是判斷當前時間是不是設定的鬧鐘時間。如果跳變后的時間的四位完完全全的和設定的鬧鐘時間相同，則揚聲器應該響起，提

67、示鬧鐘的主人“Time is up!”從鬧鐘的分鐘的十位開始依次判斷，如果前一個鬧鐘位的顯示與設定的鬧鐘時間對應位相同，則轉入判斷下一位；如果不相同，則返回主程序。都判斷</p><p>　　2．整個系統(tǒng)軟件部分的總體設計</p><p>　　在各個模塊的軟件設計完成后，便可以對整個系統(tǒng)進行整體的軟件設計。其根本的</p><p>　　設計思路是通過設置一些聯(lián)系信號

68、，把原本功能獨立的各個模塊聯(lián)結在一起，從而實現(xiàn)整體系統(tǒng)的功能。</p><p>　　四、 系統(tǒng)的調試和性能分析</p><p>　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)的調試方法</p><p>　　整個系統(tǒng)調試的主要思想是：先每個模塊進行調試，然后整個系統(tǒng)一起調試。先軟硬件分開調試，然后一起調試。遵循先部分后整體的原則。</p><p>　　系統(tǒng)的在調試過程中要注意

69、以下幾點：</p><p>　?。?）硬件電路焊完之后，在上電之前一定要先用萬用表檢測電源和地之間是否短路。</p><p>　　（2）上電之后要用示波器觀察信號的在電路中變化的情況，與設計當初的情況相比較，找出差別，并進行分析。</p><p>　　（3）軟件調試過程中可以使用斷點、單步執(zhí)行等常用的方法。</p><p>　?。?）軟硬件聯(lián)

70、調時，要注意軟件部分要一個功能一個功能的調試。</p><p><b>　　1．輸入按鍵的調試</b></p><p>　　輸入按鍵的調試，只要按鍵按下去時，按鍵有相應的反應就行，通過程序來判斷，單片機I/O是否能夠識別出。</p><p><b>　　2．復位電路的調試</b></p><p>　

71、　當電源剛接通時，接通電源就完成了系統(tǒng)的初始化。</p><p><b>　　3．顯示電路的調試</b></p><p>　　在本設計中，顯示電路只需完成，當輸入數字時能正確顯示數字.</p><p><b>　　4．整個系統(tǒng)的聯(lián)調</b></p><p>　　在系統(tǒng)各個部分都調試完畢之后，即可以進

72、行整個系統(tǒng)的調試。由于前面各個部分的調試做的都比較充分，所以在實際調試過程中，能夠較順利的實現(xiàn)整個系統(tǒng)預期的功能。</p><p>　　（二）系統(tǒng)的性能分析</p><p>　　系統(tǒng)能在設定的時間內鬧鈴，但聲音有點沙啞。這是因為控制蜂鳴器的I/O口每次取反后，必須調用一次顯示子程序后才能再次取反，否則在發(fā)音期間不能顯示，而調用一次顯示子程序需要的時間大約為6ms（6位每位1ms）,所以振蕩

73、頻率f=1/T=1/（2*6ms）≈83Hz，顯然這個頻率過低，這就是造成聲音沙啞的原因。經測試，其時鐘誤差約為3秒／天，這是因為從定時器向CPU發(fā)出中斷申請信號到重裝定時初值的過程需要一定的時間。</p><p>　　本系統(tǒng)通過測試，能夠實現(xiàn)以下功能：</p><p><b>　　（1）按鍵輸入。</b></p><p><b>　

74、?。?）鬧鈴聲音。</b></p><p><b>　?。?）LED顯示。</b></p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計我很早就開始準備，并且先自己買器件動手制作，因此能夠較早的完成全部的設計任務。通過本次設計，使自己在單片機應用系統(tǒng)設計方面的能力有了長足進步。本次

75、畢業(yè)設計應用單片機電子鬧鐘的設計與制作，作為一種智能化產品，具有成本低，使用方便，可靠性高和可擴展性強的特點。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.李捷，陳典濤等，一種應用單片機電子鬧鐘的設計與制作設計［J］，農機化研 究，2005。</p><p>　　2.陳明熒.8051單片機課程設計實訓教材 北

76、京:清華大學出版社 20043.胡漢才.單片機原理及其接口技術 北京:清華大學出版社 19954.徐淑華 程退安 姚萬生 .單片機微型機原理及應用 哈爾濱工業(yè)大學出版社1994</p><p>　　5.丁元杰.《單片機原理與應用》.機械工業(yè)出版社出版.2003年2月.58-67 </p><p>　　6. 朱定華.《單片機原理及接口技術》.電子工業(yè)出版社出版.2004年5月.32-46

77、 </p><p>　　7. 何立民.《單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術》.北京航空航天大學出版社出版.2005年2月.16-45 </p><p>　　8. 江曉安、董秀峰.《模擬電子技術》.西安電子科技大學出版社.2003年 9月.46-110 </p><p>　　9. 陸坤.《電子設計技術》. 成都電子科技大學出版社.1996年5月.31-76<

78、/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文即將完成之際，我首先向關心幫助和指導我的導師王殿學老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意! 在論文工作中，一直得到王老師的悉心指導。王老師以其淵博的學識、嚴謹的治學態(tài)度、求實的工作作風和她敏捷的思維、飽滿的工作熱情以及對我的耐心指導和嚴格要求給我留下了深刻的印象，使我在理論和實際應用兩方面的能力都得到了很

79、大的提高，使我受益匪淺。王老師治學嚴謹、待人誠懇，他高屋建瓴的學術眼光、對事業(yè)孜孜不倦地追求和勤奮不輟的精神將使我終生受益，是我終生學習的榜樣，在此向恩師致以最誠摯的謝意。</p><p>　　我還要感謝我的同學們，他們在畢業(yè)設計期間給我了莫大的支持與幫助，為我提供了一個良好的學習和生活環(huán)境，并且對于我提出的任何難題都給予熱心、耐心的解答，使我受益頗深。</p><p>　　感謝應用電子技

80、術專業(yè)的全體老師對我的諄諄教導，你們的教誨將使我受益終生。</p><p>　　感謝全體同學，你們的關心和友愛使我很感動！</p><p>　　感謝我的父母對我的養(yǎng)育之恩!</p><p>　　感謝所有幫助過我的人們!</p><p>　　最后，再次感謝王殿學老師對我的鼓勵、支持與關懷，這些我將永生難忘！</p><p&g

81、t;<b>　　附錄A 原理圖</b></p><p><b>　　附錄B（程序）</b></p><p>　　;;;;;;;;定義變量;;;;;;;;;</p><p>　　S1EQUP3.4;按鍵</p><p>　　JIAEQUP3.5</p><p>

82、;　　SECLEQU24H;各個顯示單元</p><p>　　SECHEQU25H</p><p>　　HENGXIANEQU26H</p><p>　　MINULEQU27H</p><p>　　MINUHEQU28H</p><p>　　HENGEQU29H</p>

83、<p>　　HOURLEQU2AH</p><p>　　HOURHEQU2BH</p><p>　　SECONDEQU2DH;秒變量單位</p><p>　　COUNTEQU2EH;溢出中斷計數器</p><p>　　SETFLAGEQU20H</p><p>

84、;　　HHEQU00H;移位時用到的單元</p><p>　　HLEQU01H</p><p>　　MHEQU02H</p><p>　　MLEQU03H</p><p>　　WARNSLEQU2FH</p><p>　　WARNSHEQU30H</p><p

85、>　　WARNMLEQU32H;報警分低位</p><p>　　WARNMHEQU33H;報警分高位</p><p>　　WARNHLEQU35H;報警時低位</p><p>　　WARNHHEQU36H;報警時高位</p><p>　　WARNCNTEQU37H;已設定鬧鈴時間標志&l

86、t;/p><p>　　WARNINGBIT0CH;鬧鈴標志</p><p>　　WARNSETTEDBIT0DH;已設定鬧鈴時間標志</p><p>　　;;;;;;;誤差修正;;;;;;;;;;;;;;;</p><p>　　TFIXBIT0EH;開始修正標志</p><p>　　NEQU

87、60;誤差值,單位:1/10s,默認為0,即不修正</p><p>　　;;;;;;;;;;;;程序入口地址;;;;;;;;;;;;;;</p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p><b>　　LJMPMAIN</b></p><p>　　ORG000BH

88、;定時器T0溢出中斷入口</p><p>　　LJMPTIMER0</p><p><b>　　ORG0030H</b></p><p>　　;;;;;;;;主程序;;;;;;;;;;;;;;;</p><p><b>　　MAIN:</b></p><p>　　MO

89、VSP,#60H;堆棧設置</p><p>　　CLRTFIX;誤差開始修正標志初始化</p><p>　　MOVCOUNT,#0</p><p>　　LCALLSYS_INIT;系統(tǒng)初始化</p><p>　　LCALLT0_INIT;定時器初始化</p><p>　　LCALLSETTIM

90、E;等待設置當前時間</p><p><b>　　MAIN_0:</b></p><p>　　MOVIE,#80H;設置完后開始走時,啟動定時器T0</p><p>　　SETBTR0;允許T0溢出中斷</p><p>　　;LCALLDELAY10MS</p><p&g

91、t;　　LCALLDISPLAY1</p><p>　　;;;;;;;;;;;系統(tǒng)初始化子程序;;;;;;;;;</p><p><b>　　SYS_INIT:</b></p><p>　　MOVIE,#00H;關中斷</p><p>　　MOVR0,#20;清變量</p><p>

92、　　MOVR1,#10H</p><p>　　MOVA,#00H</p><p><b>　　SYS_0:</b></p><p><b>　　MOV@R0,A</b></p><p><b>　　INCR0</b></p><p>　　

93、DJNZR1,SYS_0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;;;;;;;;定時器、串口初始化;;;;;;;;;;;;;</p><p><b>　　T0_INIT:</b></p><p>　　MOVTMOD,#01H</p><p>　　

94、MOVTH0,#3CH</p><p>　　MOVTL0,#0B0H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;;;;;;;;;;;;;鬧鈴時間設定;;;;;;;;;;;</p><p><b>　　SETWARN:</b></p><p>　　M

95、OVWARNHH,#0</p><p>　　MOVWARNHL,#0</p><p>　　MOVWARNMH,#0</p><p>　　MOVWARNML,#0</p><p>　　MOVWARNSH,#0</p><p>　　MOVWARNSL,#0</p><p>　　MOVS

96、ETFLAG,#00</p><p><b>　　SETBHH</b></p><p>　　KAISHI_NAO:</p><p>　　LCALLDISPLAYNEW1</p><p><b>　　SETW_1:</b></p><p>　　JBS1,LOOP3&l

97、t;/p><p>　　LCALLDELAY10MS</p><p>　　JBS1,LOOP3</p><p><b>　　JNBS1,$</b></p><p>　　JBML,LOOPW1</p><p>　　MOVA,SETFLAG </p><p>　　RLA

98、 ;當前位右移 l 位（標志左移 1 位） </p><p>　　MOV SETFLAG,A ;回存</p><p>　　SJMP SET_W2</p><p><b>　　LOOP3:</b></p><p>　　LJMPSET_W2</p><p><b>　　LOOP

99、W1:</b></p><p>　　LJMPKAISHI1</p><p><b>　　SET_W2:</b></p><p>　　LCALLDISPLAYNEW1</p><p>　　JBJIA,SETW_1</p><p>　　LCALLDELAY10MS</

100、p><p>　　JBJIA,SETW_1</p><p><b>　　JNBJIA,$</b></p><p>　　JNBHH,SHI_W2;為真,則當前位滅</p><p>　　INCWARNHH</p><p>　　MOVA,WARNHH</p><p><

101、;b>　　XRLA,#3</b></p><p>　　JZSET_W1_1</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p><p>　　SET_W1_1:</p><p>　　MOVWARNHH,#0</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p>&l

102、t;p><b>　　SHI_W2:</b></p><p>　　JNBHL,FEN_W1</p><p>　　INCWARNHL</p><p>　　MOVA,WARNHH</p><p>　　CJNEA,#2,SHI_W2_1</p><p>　　MOVA,WARNHL<

103、;/p><p>　　XRLA,#05H;小時低位只能是0-4</p><p>　　JZSET_W21</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p><p><b>　　SHI_W2_1:</b></p><p>　　MOVA,WARNHL</p><p>

104、;　　XRLA,#0AH</p><p>　　JZSET_W21</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO </p><p><b>　　SET_W21:</b></p><p>　　MOVWARNHL,#0</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p>

105、<p><b>　　FEN_W1:</b></p><p>　　JNBMH,FEN_W2</p><p>　　INCWARNMH</p><p>　　MOVA,WARNMH</p><p><b>　　XRLA,#6</b></p><p>　　JZ

106、SET_W22</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p><p>　　SET_W22:</p><p>　　MOVWARNMH,#0</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p><p><b>　　FEN_W2:</b></p><p&g

107、t;　　INCWARNML</p><p>　　MOVA,WARNML</p><p>　　XRLA,#0AH</p><p>　　JZSET_W23</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p><p><b>　　SET_W23:</b></p><p

108、>　　MOVWARNML,#0</p><p>　　LJMPKAISHI_NAO</p><p>　　;;;;;;;設置時間鬧鈴掃描;;;;;;;;;;</p><p>　　DISPLAYNEW1:</p><p>　　MOVA,#0AH</p><p><b>　　MOV31H,A</b

109、></p><p><b>　　MOV34H,A</b></p><p>　　MOVR0,#2FH</p><p>　　MOVR3,#0FEH</p><p>　　PLAYNEW1:</p><p><b>　　MOVA,R3</b></p>

110、<p><b>　　MOVP2,A</b></p><p><b>　　MOVA,@R0</b></p><p>　　MOVDPTR,#TABLE</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　MOVP0,A</b></p

111、><p>　　LCALLDELAY1MS</p><p><b>　　INCR0</b></p><p><b>　　MOVA,R3</b></p><p>　　JNBACC.7,LOOP2</p><p><b>　　RLA</b></p&

112、gt;<p><b>　　MOVR3,A</b></p><p>　　SJMPPLAYNEW1</p><p>　　LOOP2:RET</p><p>　　;;;;;;;;;;;;;時間調整;;;;;;;;;;;</p><p><b>　　SETTIME:</b></p

113、><p>　　MOVHOURH,#0</p><p>　　MOVHOURL,#0</p><p>　　MOVMINUH,#0;計時無保存,可能是鬧鈴沒進去</p><p>　　MOVMINUL,#0</p><p>　　MOVSECH,#0</p><p>　　MOVSECL,#0&

114、lt;/p><p>　　MOVSETFLAG,#00</p><p><b>　　SETBHH</b></p><p><b>　　PANLING:</b></p><p>　　LCALLDISPLAYNEW</p><p>　　JBS1,PANLING</p&

115、gt;<p>　　LCALLDELAY100MS</p><p>　　LCALLDELAY100MS</p><p>　　LCALLDELAY100MS</p><p>　　LCALLDELAY100MS</p><p>　　LCALLDELAY100MS</p><p>　　JBS1,KAI

116、SHI1</p><p>　　;LCALLDELAY10MS</p><p>　　JNBS1,SETC_1;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;按住時間更長為設置鬧鈴,第一個數碼管顯示為"C"</p><p><b>　　SETNAO:</b></p><p>　　SETB

117、WARNSETTED</p><p>　　LCALLSETWARN</p><p><b>　　SETC_1:</b></p><p>　　LCALLSETC</p><p><b>　　KAISHI1:</b></p><p>　　MOVHOURH,#0<

118、;/p><p>　　MOVHOURL,#0</p><p>　　MOVMINUH,#0</p><p>　　MOVMINUL,#0</p><p>　　MOVSECH,#0</p><p>　　MOVSECL,#0</p><p>　　MOVSETFLAG,#00</p>

119、<p><b>　　SETBHH</b></p><p><b>　　KAISHI:</b></p><p>　　LCALLDISPLAYNEW</p><p><b>　　SET_1:</b></p><p>　　JBS1,SET_2</p>

120、<p>　　LCALLDELAY10MS</p><p>　　JBS1,SET_2</p><p><b>　　JNBS1,$</b></p><p>　　JBML,LOOP1</p><p>　　MOVA,SETFLAG </p><p>　　RLA ;當前位右移

121、l 位（標志左移 1 位） </p><p>　　MOV SETFLAG,A ;回存</p><p>　　SJMP SET_2</p><p><b>　　LOOP1:</b></p><p>　　LJMPMAIN_0</p><p><b>　　SET_2:</b

122、></p><p>　　LCALLDISPLAYNEW</p><p>　　JBJIA,SET_1</p><p>　　LCALLDELAY10MS</p><p>　　JBJIA,SET_1</p><p><b>　　JNBJIA,$</b></p><p&

123、gt;　　JNBHH,SHI_2;為真,則當前位滅</p><p><b>　　INCHOURH</b></p><p>　　MOVA,HOURH</p><p><b>　　XRLA,#3</b></p><p>　　JZSET_1_1</p><p>　　LJ

124、MPKAISHI</p><p>　　SET_1_1:</p><p>　　MOVHOURH,#0</p><p>　　LJMPKAISHI</p><p><b>　　SHI_2:</b></p><p>　　JNBHL,FEN_1</p><p><

125、;b>　　INCHOURL</b></p><p>　　MOVA,HOURH</p><p>　　CJNEA,#2,SHI_2_1</p><p>　　MOVA,HOURL</p><p>　　XRLA,#05H;小時低位只能是0-4</p><p><b>　　JZSET_

126、21</b></p><p>　　LJMPKAISHI</p><p><b>　　SHI_2_1:</b></p><p>　　MOVA,HOURL</p><p>　　XRLA,#0AH</p><p><b>　　JZSET_21</b></p

127、><p>　　LJMPKAISHI </p><p><b>　　SET_21:</b></p><p>　　MOVHOURL,#0</p><p>　　LJMPKAISHI</p><p><b>　　FEN_1:</b></p><p>　　

128、JNBMH,FEN_2</p><p><b>　　INCMINUH</b></p><p>　　MOVA,MINUH</p><p><b>　　XRLA,#6</b></p><p><b>　　JZSET_22</b></p><p>