C单片机实现电子闹钟

课程名称：单片机原理与接口技术实践

设计课题：基于MCS 51单片机实现电子闹钟功能(de)设计

学院：电子与信息工程学院

专业：通信工程

小组成员：

电子闹钟在科学技术高度发展(de)今天,千家万户都少不了它,所以很多家庭个人都需要有一个电子闹钟,为人们提供报时方便,但普通电子闹钟不够方便实用.本文给出了一种基于MCS51单片机实现电子闹钟功能(de)设计方法,从而给人们带来更为方便(de)工作与生活.

一.电子闹钟简介

我们设计(de)电子闹钟是以MCS 51单片机中(de)计时器作为时钟,用8位数码管显示当前时间,并且可以设置闹钟时间,并在设置(de)时间点发出闹铃.

简易闹钟具有以下功能：

1.时钟能准确地走时,并可以通过数码管进行显示

2.复位后可以进行当前时间(de)设置

3.可以随意设置闹钟时间,闹钟会在设置时间响铃

整个系统(de)任务要求：

1）输入数字按键(de)功能.

保证数字(de)输入.

2）复位电路(de)功能.

所有时间回到初始化状态,用于启动设定时间参数（调时或设定闹钟时间）；

3）显示电路(de)功能.

当输入数字时显示24小时时间功能.

4）闹铃功能

设置闹铃(de)时间后.能按设置好(de)时间准时闹铃.

二.系统方案(de)设计要求

根据以上各模块并结合显示屏(de)功能及元器件材料(de)情况,决定采用AT89C51为内核显示设计方案.

先进行系统(de)整体规划确定整个系统(de)功能,然后按照每个功能(de)具体要求,进行各个模块(de)实物设计并逐个调试,待全部通过后,进行整个系统(de)联调,最终实现一个完整(de)系统.

整个系统(de)设计步骤如下：

在单片机最小系统(de)基础上,完成按键电路和复位电路(de)设计.

完成显示电路、数字按键、单片机时钟电路.

Ⅰ硬件设计

系统硬件(de)设计可以根据系统(de)各个功能,把整个系统划分成若干个模块,分别对这些模块来进行设计,然后在通过单片机程序来实现对各个硬件模块功能(de)调度.

本系统涉及到(de)硬件模块有：按键电路、数码管显示电路、单片机时钟电路、蜂鸣器电路.

各部分实现功能如下：

按键电路：提供按键信号.

单片机时钟电路、复位电路：提供内部时钟.

数码管驱动显示电路：显示当前时间.

蜂鸣器电路：闹钟报时.

Ⅱ软件设计

本系统(de)软件部分主要完成功能：时分秒(de)进位算法处理、数码管(de)时间显示、时间调整设置、闹钟功能.

根据软件(de)功能划分软件设计模块结构,如下所示

其中各个模块具体任务如下：

按键驱动模块：对各个按键(de)功能进行相关(de)定义.

LED驱动模块：根据系统需要显示相应(de)数字时间；

时间处理模块：时、分、秒(de)进位算法处理

三.系统硬件电路(de)设计

1根据确定(de)硬件方案设计硬件框图,如下图所示：

2系统原理图(de)设计

系统总(de)硬件电路如下图所示

实际要用到5个按键,受空间限制仿真电路中只画出4个.

单片机管脚资源分配：

P0口为数码管段选信号输出口.

P3口为数码管位选信号输出口.

、、、、为键盘(de)输入信号.

为蜂鸣器信号(de)输出口.

下面分别介绍各个电路.

（1）数码管驱动及显示电路

本设计采用8位7段共阳极数码管用来显示时间.为了将时间在LED数码管上显示可采用动态显示法.通过对每位数码管(de)依次扫描,使对应数码管亮；同时向该数码管送对应(de)字码使其显示数字.由于数码管扫描周期很短,而且人眼有视觉暂留效应,所以数码管看起来总是亮(de)从而实现了数字(de)同时显示.

数码管主要包括位选和段选信号线.位选是用来选通数码管(de),只有位选信号有效该数码管才会亮并显示要现实(de)数字；段选是选择数码管7段(de)那一笔亮,从而显示不同(de)数字.

本设计中单片机P0口输出段选数据,P3口输出位选数据.

数码管与单片机相连(de)电路如下图所示：

电路中使用了芯片74ls245,该芯片用来驱动LED.其片选引脚要接地,使其一致为低电平,芯片一直可以工作.

（2）晶振电路

晶体以及电容C1、C2构成并联谐振电路,接在放大器(de)反馈回路中构成内

部单片机内部时钟.晶体可在之间任选,电容C1、C2(de)典型值为通常选择为30pF左右,这时对应(de)始终频率为12MHz.

单片机内部晶振电路图及连接电路如下：

（3）按键电路

本设计采用行列式按键电路,它由行线和列线组称成,按键位于行列(de)交叉点.一个44(de)行列结构可以构成一个16个按键(de)键盘,如下图所示.在按键数目较多(de)场合,行列式按键可以节省

很多(de)I/O口线.

按键(de)识别是通过扫描来实现(de).

单片机会依次扫描每一行和每一列,通过行

线和列线(de)电平高低即可判断哪个按键被

按下.

本设计中用到四个按键,、、、、,分别用于时间校准设置、定闹设置、秒分时切换、加1调整、减1调整.

按

键

与

单

片

机

相

连

电

路

如

下：由原理图可以明显看出,当按键未被按下时,对应引脚为高电平；按键被按下时为低电平.通过扫描即可辨别哪一个按键被按下.

本题画出(de)虽然是独立按键,但是内部驱动依然是行列式按键(de)驱动,这里只是为了画图方便.

(4)复位电路

当按下复位键时单片机进入复位状态,可以进行时间(de)设置等.

电路图如下所示：

四.系统软件部分(de)设计

本设计(de)软件系统用来配合硬件电路实现特定(de)功能.程序主要包含键盘扫描模块、时间处理模块、和数码管显示程序3大部分.