基于51单片机定时闹钟设计

课程设计任务书系别：机电系专业：电信0901学生姓名：课程设计题目：基于 51 单片机定时闹钟设计起迄日期 : 6 月 4 日~ 6 月 17 日课程设计地点: 教学实验楼 B502 楼指导教师 :下达任务书日期: 2012 年 6 月 4 日目录１．摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．错误！未定义书签。

２．设计目的要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３．设计实现方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３３．１系统总框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３３．２原理及工作过程说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３．３元器件功能说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３．３．１ＡＴ８９Ｃ５１单片机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４３．３．２１６０２ＬＣＤ液晶显示器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７３．３．３其他重要元件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８４．软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１４．１程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２４．２源代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２５．系统仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２６．心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３５７．参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．错误！未定义书签。

１．摘要本设计师定时闹钟的设计，由单片机ＡＴ８９Ｃ５１芯片和ＬＣＤ、ＬＥＤ显示器，辅以必要的的电路，构成一个单片机定时闹钟。

电子钟可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。

ＬＣＤ显示“时”，“分”，ＬＥＤ闪动来做秒计数，定时时间到能发出警报声或者启动继电器，从而控制电器的启停。

现在是自动化高度发达的时代，特别是电子类产品都是靠内部的控制电路来实现对产品的控制，达到自动运行的目的，这就需要我们这里要做的设计中的电器元件及电路的支持。

在这次设计中主要是用ＡＴ８９Ｓ５１来进行定时，也结合着其他辅助电路实施控制，在定时的时候，按一下控制小时的键对小时加一；按一下控制分钟的键对分钟加一；到达预设的时间，此电路就会发出报警声音提示已经到点。

关键字：定时闹钟ＡＴ８９Ｃ５１ＬＣＤＳｕｍｍａｒｙ：Ｔｈｅｒｅｇｕｌａｒａｌａｒｍｃｌｏｃｋｄｅｓｉｇｎｅｒｓｄｅｓｉｇｎ，ｂｙｔｈｅｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡＴ８９Ｃ５１ｃｈｉｐａｎｄＬＣＤ，ＬＥＤｄｉｓｐｌａｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｒｙｔｏｆｏｒｍａｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｔｉｍｅｒａｌａｒｍｃｌｏｃｋ．Ｃｌｏｃｋｃａｎｂｅｄｉｇｉｔａｌｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃａｎａｌｓｏｂｅｕｓｅｄｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅ．ＬＣＤｄｉｓｐｌａｙ＂ｗｈｅｎ＂，＂ｓｕｂ＂，ＬＥＤｆｌａｓｈｔｏｄｏｔｈｅｓｅｃｏｎｄｃｏｕｎｔ，ｒｅｇｕｌａｒｔｉｍｅｔｏｂｅａｂｌｅｔｏｓｏｕｎｄａｎａｌａｒｍｏｒｓｔａｒｔｒｅｌａｙｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔａｒｔａｎｄｓｔｏｐ．Ｎｏｗｉｓｔｈｅｅｒａｏｆｈｉｇｈｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｒｅｌｙｉｎｇｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｒｙｔｏａｃｈｉｅｖｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｒｅｑｕｉｒｅｓｕｓｔｏｄｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｏｓｕｐｐｏｒｔ．ＩｎｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｔｉｓｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｒｅｇｕｌａｒＡＴ８９Ｓ５１，ｂｕｔａｌｓｏｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒａｕｘｉｌｉａｒｙｃｉｒｃｕｉｔｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｎｔｉｍｅ，ｗｈｅｎｙｏｕｃｌｉｃｋａｃｏｎｔｒｏｌｂｕｔｔｏｎｏｎｔｈｅｈｏｕｒｐｌｕｓｏｎｅｈｏｕｒ；ｃｌｉｃｋｔｈｅｂｕｔｔｏｎｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｉｎｕｔｅｓｐｌｕｓｏｎｅｍｉｎｕｔｅ；ｒｅａｃｈｐｒｅｓｅｔｔｉｍｅ，ｔｈｉｓｗｉｌｌｓｏｕｎｄａｎａｌａｒｍｃｉｒｃｕｉｔｈａｓｐｒｏｍｐｔｅｄｔｈｅｐｏｉｎｔ，．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｉｍｅｃｌｏｃｋＡＴ８９Ｃ５１ＬＣＤ２．设计目的要求1 )．本次课程设计应达到的目的：1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；3、进一步熟悉单片机和常用接口电路，加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解；4、学会电路的安装与调试；5、进一步熟悉电子仪器的正确使用；6、学会撰写课程设计的总结报告；7、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2 )．设计要求使用ＡＴ８９Ｃ５１单片机结合字符型ＬＣＤ显示器设计一个简易的定时闹钟ＬＣＤ时钟，若ＬＣＤ选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使用。

定时闹钟的基本功能如下：显示格式为“时时：分分”。

由ＬＥＤ闪动来做秒计数表示。

一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。

程序执行后工作指示灯ＬＥＤ闪动，表示程序开始执行，ＬＣＤ显示“００：００”，按下操作键Ｋ１～Ｋ４动作如下：（１）Ｋ１设置现在的时间。

（２）Ｋ２显示闹钟设置的时间。

（３）Ｋ３设置闹铃的时间。

（４）Ｋ４闹铃ＯＮ／ＯＦＦ的状态设置，设置为ＯＮ时连续三次发出“哗”的一声，设置为ＯＦＦ发出“哗”的一声。

设置当前时间或闹铃时间如下。

（１）Ｋ１时调整。

（２）Ｋ２分调整。

（３）Ｋ３设置完成。

（４）Ｋ４闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。

本项目的难点在于４个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化的输入功能。

采用通过逐层嵌套的循环扫描，实现嵌套式的键盘输入。

３．实现方案３．１系统总框图图１原理图３．２原理及工作过程说明（１）定时闹钟的基本功能如下：（ａ）使用ＬＣＤ液晶显示器来显示现在的时间。

（ｂ）程序执行之后显示“Ｔｉｍｅ：００：００”；并且ＬＥＤ闪烁，表示开始已经计时。

（ c）由L ED 闪动来做秒计数表示。

（２）按键功能如下：按键Ｋ１设置现在的时间和时调整；按键Ｋ２显示闹钟设置的时间和分调整；按键Ｋ３设置闹铃的时间和设置完成；按键Ｋ４闹铃ＯＮ／ＯＦＦ的状态设置，设置为ＯＮ时连续三次发出“哗”的一声，设置为ＯＦＦ发出“哗”的一声和闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。

（３）调整计时器时间如下：按下Ｋ１键，然后按Ｋ１调整小时，Ｋ２调整分钟，按下Ｋ３表示时间设置完成。

（４）调整闹钟时间设置如下：再次按下Ｋ３开始闹中设置，ＬＣＤ下一行显示“Ａｌａｒｍ：００：００”按下Ｋ１设置小时，按一下Ｋ２设置分钟，再次按下Ｋ３设置完成，并且设置时间消失，当再次按一下Ｋ２时“Ａｌａｒｍ：００：００再次显示并马上消失。

按一下Ｋ４关闭闹钟，再次按下打开闹钟。

３．３元器件功能说３．３．１ＡＴ８９Ｃ５１单片机本设计的核心硬件就是８０５１芯片，这里选择了ＡＴ８９Ｃ５１，ＡＴ８９Ｃ５１是一种带４Ｋ字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ＦＰＥＲＯＭＦａｌｓｈＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅａｎｄＥｒａｓａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）的低电压，高性能ＣＭＯＳ８位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ＡＴＭＥＬ高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的ＭＣＳ－５１指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能８位ＣＰＵ和闪烁存储器组合在单个芯片中，ＡＴＭＥＬ的ＡＴ８９Ｃ５１是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

３．３．１．１ＡＴ８９Ｃ５１引脚图３．３．１．２引脚功能说明Ｐ０口：Ｐ０口为一个８位漏级开路双向Ｉ／Ｏ口，每脚可吸收８ＴＴＬ门电流。

当Ｐ１口的管脚第一次写１时，被定义为高阻输入。

Ｐ０能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据／地址的第八位。

在ＦＩＡＳＨ编程时，Ｐ０口作为原码输入口，当ＦＩＡＳＨ进行校验时，Ｐ０输出原码，此时Ｐ０外部必须被拉高。

Ｐ１口：Ｐ１口是一个内部提供上拉电阻的８位双向Ｉ／Ｏ口，Ｐ１口缓冲器能接收输出４ＴＴＬ门电流。

Ｐ１口管脚写入１后，被内部上拉为高，可用作输入，Ｐ１口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在ＦＬＡＳＨ编程和校验时，Ｐ１口作为第八位地址接收。

Ｐ２口：Ｐ２口为一个内部上拉电阻的８位双向Ｉ／Ｏ口，Ｐ２口缓冲器可接收，输出４个ＴＴＬ门电流，当Ｐ２口被写“１”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，Ｐ２口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

Ｐ２口当用于外部程序存储器或１６位地址外部数据存储器进行存取时，Ｐ２口输出地址的高八位。

在给出地址“１”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，Ｐ２口输出其特殊功能寄存器的内容。

Ｐ２口在ＦＬＡＳＨ编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

Ｐ３口：Ｐ３口管脚是８个带内部上拉电阻的双向Ｉ／Ｏ口，可接收输出４个ＴＴＬ门电流。

当Ｐ３口写入“１”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，Ｐ３口将输出电流（ＩＬＬ）这是由于上拉的缘故。