1、任務書一、設計目的本設計主要是對 51 單片機的一個方面的擴展，是能實現一般定 時鬧鐘功能的設計。需要實現某一功能時，按對應的按鍵即可，經過 多次驗證，此設計靈活簡便，可以實現顯示、定時、修改定時、定時 時間到能發出報警聲的功能。二、設計要求1 、能顯示時時分分秒秒。2 、能夠設定定時時間，并修改定時時間3 、定時時間到能發出警報聲。目錄1. 緒論 12. 方案論證 1.3. 方案說明 2.4. 硬件方案設計 2.4.1單片機 STC89C52 2.4.2 時鐘電路 4.4.3 數碼管顯示電路 4.4.4 鍵盤電路 6.4.5 報警電路 7.5. 軟件方案設計 7.5.1 系統軟件設計 7.5

2、.2 鍵盤程序 7.5.3 LED 8.5.4 音響報警電路 8.5.5 程序流程圖 8.6. 調試 97. 小結 1.0.8. 參考文獻 1.1.9. 附錄：定時鬧鐘源程序 1.2.1.緒論系統采用單片機STC89C52乍為本設計的核心元件，在其基礎上外圍擴展芯 片和外圍電路，附加時鐘電路，復位電路，鍵盤接口及LED顯示器。鍵盤采用獨立連接式。還有定時報警系統，即定時時間到，通過揚聲器發出報警聲，提示預 先設定時間時間到，從而起到定時作用。外圍器件有LED顯示驅動器及相應的顯示數字電子鐘設計與制作可采用單 片機來完成。由于其功能的實現主要通過軟件編程來完成 , 那么就降低了硬件電 路的復雜性

3、 ,而且其成本也有所降低 , 所以在該設計與制作中采用單片機 STC89C52它是低功耗、高性能的 CMO型8位單片機。片內帶有 8KB的Flash 存儲器,且允許在系統內改寫或用編程器編程。另外,STC89C52勺指令系統和引 腳與8051完全兼容,片內有512B的RAM 32條I/O 口線、3個16位定時計數器、 4 個外部中斷、一個 7 向量 4 級中斷結構（兼容傳統 51 的 5 向量 2 級中斷結構） 等。在LED顯示器中，分成靜態顯示和動態顯示兩類，在這個設計的最小系統中 主要用了它的動態顯示功能， 動態顯示器利用了人視覺的短暫停留， 在數據的傳 輸中是一個一個傳輸的，且先傳輸低位

4、。2. 方案論證單片機作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強大， 而且可以隨時的更新系統，進行不同狀態的組合。本系統采用單片機STC89C52乍為本設計的核心元件，利用兩個 4位7段共 陰LED作為顯示器件。接入共陰LED顯示器，可顯示時，分鐘，秒，單片機外圍 接有定時報警系統，定時時間到，蜂鳴器發出報警聲，提示預先設定時間到。電路由下列部分組成：時鐘電路、復位電路、控制電路、LED顯示、報警電路，芯片選用STC89C52片機。系統基本框圖如圖 2.1 所示：20時鐘電路STC89C52鍵盤電路圖2.1系統基本框圖3. 方案說明此設計主要是通過單片機系統，綜合運用定時器、中斷

5、、數碼顯示等知識設 計一個可定時的電子鐘。它包括系統總體方案及硬件設計，軟件設計，Proteus軟件仿真等部分。系統總體方案及硬件設計是本設計的重要組成部分，在這部分詳細介紹了時 鐘原理，硬件設計，數碼管LED以及在設計過程中考慮到技術指標，機型的選 擇，器件的選擇等一系列問題。硬件設計的主要任務是根據總體設計要求，以及在所選機型的基礎上，確定系統擴展所要用的存儲器，I/O電路及有關外圍電路等然后設計出系統的電路原 理圖。合理的軟件結構是設計出一個性能優良的單片機應用性系統軟件的基礎，因此必須充分重視。在本設計中采用應用廣泛的 C語言。用Proteus軟件仿真檢查 設計是否合理。4. 硬件方案

6、設計4.1 單片機 STC89C52STC89C5是一個低電壓，高性能CMO型 8位單片機，片內含8KB的可反復 擦寫的Flash只讀程序存儲器（ROM和512B的隨機存取數據存儲器（RAM，器件采用STC公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機 的STC89C52!供了高性價比的解決方案。其引腳圖如下圖4.1所示：P1.0 龍P1.1 三P1.2 言P1.3 匹P1.4 巨P1.5 |262P1.6 工P1.7 |282RST叵P3.o U02P3.1 HTP3.2 U22P3.3 TTP3.4

7、匹P3.5 匹P3.6 電 P3.7 yrr XTAL2U82 xtal1T9GNDF20STC89C5240 | VCc 29 P0.0 381 P0.1P0.2 內 P0.3 35| P0.4 何 P0.5 3T| P0.6 3T| P0.7 3T| EA 301 ALE 29| PSEN 28| P2.7 勿 P2.6 26| P2.5 23 P2.4 2T| P2.3 勿 P2.2 121 P2.1 勿 P2.0圖 4.1 STS89C52STC89C52具體介紹如下：1）主電源引腳（2根）VCC（40）:電源輸入，接+ 5V電源GND（20）:接地線2）外接晶振引腳（2根）XTAL1

8、（19）:片內振蕩電路的輸入端XTAL2（18）:片內振蕩電路的輸出端3）控制引腳（4根）RST/VPP（9）:復位引腳，引腳上出現2個機器周期的高電平將使單片機復位。ALE/PROG（30）地址鎖存允許信號PSEN（29）:外部存儲器讀選通信號EA/VPP（31）:程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令， 如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。4）可編程輸入/輸出引腳（32根）STC89C5單片機有4組8位的可編程I/O 口，分別為P0 P1、P2、P3 口, 每個口有8位（8根引腳），共32根。PO口（3932）: 8位雙向I/O 口線，名稱為P0.0P0.7P1 口（18

9、）: 8位準雙向I/O 口線，名稱為P1.0P1.7P2 口（2128）: 8位準雙向I/O 口線，名稱為P2.0P2.7P3 口（1017）: 8位準雙向I/O 口線，名稱為P3.0P3.74.2時鐘電路單片機的時鐘產生方法有兩種：內部時鐘方式和外部時鐘方式。本系統中STC89C5單片機采用內部時鐘方式。最常用的內部時鐘方式是采 用外接晶體和電容組成的并聯諧振回路。 振蕩晶體可在1.2MHz12MHz之間。電 容值無嚴格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩定性、 大小和振蕩電路起振速 度有少許影響，一般可在 20pF100pF之間取值。STC89C52單片機的時鐘電路 如圖4.2所示。XTAL

10、230pF1= 12MHz STC89C5230pFXTAL1圖4.2時鐘電路4.3數碼管顯示電路單片機中通常使用7段LED LED是發光二極管顯示器的縮寫。LED顯示器 由于結構簡單，價格便宜，體積小，亮度高，電壓低，可靠性高，壽命長，響應 速度快，顏色鮮艷，配置靈活，與單片機接口方便而得到廣泛應用。LED顯示器是由若干個發光二極管組成顯示字段的顯示部件，當發光二極管導通時，相應的一個點或一個筆劃發光，控制不同組合的二極管導通，就能顯示出各種字符。LED 顯示器有多種形式，如：“米”字型顯示器，點陣顯示器和七段數碼顯示器等， 在單片機系統中使用最多的是七段數碼顯示器。LED七段數碼顯示器由8

11、個發光二極管組成顯示字符，根據內部發光二極管 的連接形式不同，LED有共陰極和共陽極兩種，如圖4.3.1所示為4為7段共陰 數碼管的引腳圖。1D D 0 尸=ii 【i 000ir i111 i10011 1J11111 1口1A1afA2 A3be d dp c g A4圖4314段共陰數碼管引腳圖采用高亮共陰型S位數碼管，為示區別，顯示秒的兩個數碼管個頭較小，另 外4個較大。共陰數碼管連接線路如下：一般用7個發光二極管構成顯示數字和 符號，另外還用一段發光二極管顯示小數點。 這種顯示器一般分為兩種，共陽極 顯示器和共陰極顯示器，共陽極顯示器是把每個二極管的正端連在一起，共陰極 顯示器是把每

12、個二極管的陰極連在一起。一只顯示器是有 8個發光二極管構成， 當把某段加正向電壓時，則該段所對應的筆劃亮，不加正向電壓則暗，為了保護 各段不受損壞需要加限流電阻，無論是共陽極顯示器還是共陰極顯示器，它的8段排列順序都是一樣的：A段、B段、C段、D段、E段、F段、G段和DP段。在 單片機中通常使用7段LED數碼管的顯示電路如下圖432所示：U1圖432數碼管的顯示電路KTAL1POOAOd pXTAL12930亍12 3 4 5 6 78XTAL2RSTP&ENALEEAP1 WT2P1.1/T2EX2 3 4 5 6 7p p p p p PATB9C52PO.O/ADOPO.1/AD1P0

13、2/AD2PO 3/AD3P0.J/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2 CMA8P2 1/A9 P2 2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12P2 &A13 P2 A14 P2.7/A15P3.0/RXD pa.irrxD P3.2/INT0 P3.3/INT1 戸3.4皿P3 5/T1P3.6/WRP3.7yRD373634212223242526107T12亙1415161?R4czJ70M 5PNPLS1SPEAKER圖4.5 報警電路5. 軟件方案設計5.1系統軟件設計該系統軟件主要有主程序模塊，定時中斷服務程序，中斷等待服務程序，鍵 盤程序，顯示子程序服

14、務程序等六大模塊組成， 因為C語言容易理解和記憶，所 以我們用C語言來寫此程序。5.2鍵盤程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環 主程序，一旦有鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束后再返回5.3 LED七段LED由七個發光二極管按日字排開，所有發光二極管的陽極連在一起成 共陽極，陰極連在一塊稱共陰極接法。當采用芯片驅動時不需要加限流電阻， 其 他情況下一般應外接限流電阻。 動態顯示電路有顯示塊，字形碼封鎖驅動器，字 位鎖存驅動器三部分組成。5.4音響報警電路在STC89C5外圍的一個管口上加蜂鳴器，通過軟件與硬件的結合可實現定 時鬧鐘功能。5.5程序流程圖6

15、調試設幾個按鍵從左往右為 K1,K2,K3。K1與P1.0相連，K2與P1.1相連,K3與 P1.2相連。按一下啟動開關，顯示為時間顯示。按一下K1，進入時間顯示的小時設定狀態；按兩下K1,進入時間顯示的分鐘設定狀態；按三下K1，進入定時的小時設定狀態；按四下K1，進入定時的分鐘設定狀態；按五下K1，退出設定，進入當前時間顯示狀態；K2和K3分別是對當前設定值的加和減。如下圖 6.1和6.2 所示。ClHFzn rr1x=KTAUPf W3 PI VT3MPJ也煜r2 MI36.1調時仿真效果圖旳噸 PZ 辭!口PZ TftlSP3CHUD nirrsP3STflP33MWTI 峠呦06-?n

16、 U圖6.2定時仿真效果圖7.小結在做課程設計的過程中，我進一步認識到全面專業知識以及邏輯思考方式對 研究問題的重要性，同時我也更加具體的掌握了課程設計的基本方法。經過不斷的努力，我終于完成了這次課程設計，總的來說，我學到了不少的 東西，知道了理論聯系實際的重要性。 在設計過程中我遇到了很多的困難， 但沒 放棄，查閱了許多相關的書籍，自己獨立思考和借鑒了前人的許多優秀成果， 并 與所學的知識緊密的結合了起來。我相信這過程對我今后的學習和工作有著積極 的影響，并搭好了平臺。通過這次設計，我對這門課有了更好的理解，尤其結合了這幾年學的相關的 專業知識，對各門課都有了一個較全面的理解。 這必將對我以

17、后的學習和工作有 很大的幫助。本次課程設計的定時鬧鐘電路，可以滿足人們的基本要求，但因為 知識水平有限，此電路中存在一定的問題，雖可以通過增加電路解決，但過于復 雜和現有水平有限，本次設計就未深入涉及，想要更好的改進電路，需要進一步 的努力，如果有好的意見，希望老師給予支持指導。8.參考文獻1 何立民 . 單片機應用技術選編 10. 北京：北京航空航天大學出版社2 林立 .單片機原理及應用 . 北京：電子工業出版社3 沙占友等 . 單片機外圍電路設計 . 西安：電子工業出版社4 江力.蔡駿.王艷春 .董澤芳 .單片機原理與應用技術 .北京，清華大學出版社5 潘永紅 . 柳殊 . 單片機原理與應

18、用 . 西安，西安電子科技大學出版社9.附錄：定時鬧鐘源程序#include unsigned char led12=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x00;/ 用一維數組定義 0-9 、橫杠、全滅unsigned char a8;unsigned char second=0,minute=0,hour=1;unsigned char minute1=0,hour1=0;unsigned char b8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; / 掃描unsigned ch

19、ar k=0;unsigned int temp; / 記錄毫秒為秒的變量unsigned char M,S_flag; /M 是 模式，更新時 間的種 模式加上正常 模式S_flag 閃爍標志sbit K仁 P1A0;sbit K2=PM1；sbit K3=P1A2;sbit BEEP=P3A3；void delay(unsigned n)/0.2 毫秒int x,y；for(x=0；xn；x+)for(y=0；y24；y+)；/ 定時器中斷函數/ 定時 ms/ 配合定時器定時 svoid time1() interrupt 3 TH1=0xfc；TL1=0x18；temp+； if(tem

20、p=1000)temp=0；second+； if(second=59)second=0； if(minute59) minute+； elseminute=0;hour+;hour%=24;/ 鬧鐘時間到 if(hour1=hour&minute1=minute&second10) if(M=0) BEEP=!BEEP; if(temp%250=0) / 每 msS_flag=!S_flag; / 閃爍標志位取反 if(k=8) k=0;P0=ak;P2=bk+;delay(1);P2=0xff; void display()switch(M)case 0: a0=ledhour/10; a

21、1=ledhour%10; a2=led10; a3=ledminute/10; a4=ledminute%10; a5=led10; a6=ledsecond/10; a7=ledsecond%10;break;case 1: if(S_flag=1) a0=ledhour/10; a1=ledhour%10; else a0=led11;a1=led11;a2=led10;a3=ledminute/10;a4=ledminute%10; a5=led10; a6=ledsecond/10; a7=ledsecond%10;break;case 2:a0=ledhour/10; a1=led

22、hour%10; a2=led10; if(S_flag=1)a3=ledminute/10; a4=ledminute%10;elsea3=led11;a4=led11;a5=led10;a6=ledsecond/10;a7=ledsecond%10; break;case 3:if(S_flag=1)a0=ledhour1/10; a1=ledhour1%10;elsea0=led11;a1=led11;a2=led10;a3=ledminute1/10;a4=ledminute1%10;a5=led11;a6=led11;a7=led11;break;case 4: a0=ledhour1/10; a1=ledhour1%10; a2=led10; if(S_flag=1) a3=led