基于单片机AT89C51定时闹铃时钟的设计 摘 要：本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个多功能数字时钟系统。该时钟系统主要由时钟模块、闹钟模块、环境温度检测模块、液晶显示模块、键盘控制模块以及信号提示模块组成。
关键词：实时时钟；应用系统设计；设计
1 引言
时钟，自从它被发明的那天起，就成为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲究效率的年代，时钟更是在人类生产、生活、学习等多个领域得到广泛的应用。然而随着时间的推移，人们不仅对于时钟精度的要求越来越高，而且对于时钟功能的要求也越来越多，时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。诸如闹钟功能、日历显示功能、温度测量功能、湿度测量功能、电压测量功能、频率测量功能、过欠压报警功能等。钟表的数字化给人们的生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。可以说，设计多功能数字时钟的意义已不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。
2 方案的选择和论证
根据课题的要求，本系统除了核心器件单片机外主要还包括了以下几个部分：
2. 1 按键的选择
方案一：4*4矩阵式键盘。如果选择此方案，那么在修改时钟或设置闹铃时间时就可以直接从键盘输入，方便、快捷，但程序较为复杂。
方案二：独立式按键。如果设置过多按键，将会占用较多I/O口，而且会给布线带来不便，因此，此方案适用于按键较少的情况。如果选择此方案，由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单。由于并不需要经常修改时间和设置闹铃时间，而且方案二的程序简单，按键少、成本低，因此，选择方案二。
2. 2 显示器的选择
方案一：液晶显示器。如果选择此方案，将会降低系统的功耗，这样就可以用电池供电，便于携带。但液晶显示器的驱动电路复杂，使用起来有一定的难度。
方案二：用数码管作为显示器。数码管的驱动电路简单，使用方便，如果选择了此方案，那么在夜间看时间的时候就不需要有光源，非常方便。其缺点是功耗较大。由于数码管使用起来较为方便，在夜间看时间也很方便，因此我们选择了方案二。
2. 3其它部分的选择
计时部分：如果使用时钟芯片，系统就不怕掉电且时间精确。但这种芯片比较贵，况且，设计本系统主要是为了学习单片机程序的编写和调试以及设计硬件电路的一些方法，因此采用软件的方法来计时而没有采用价格较高的时钟芯片；发音部分：用软件方法产生方波输出，通过三极管放大后驱动蜂鸣器发音，这样就可以省去硬件振荡电路，降低成本；显示器驱动电路：由于通过数码管公共及的电流较大，因此用三极管来驱动位码。为了避免过多地使用分立元件，采用了一片74LS573来驱动段码；电源：如果是用电池供电，就比较方便携带，但是本系统，采用了数码管作为显示器，功耗较大，需要经常更换电池。况且，本系统的体积较大，即使使用电池供电也不能随身携带，因此，用电池供电不大合适，所以用外部稳压电源来供电。
毕业设计说明书目录
1 引言……………………………………………………………………………………11
2 方案的选择与论证…………………………………………………………………11
3 总体方案设计………………………………………………………………………12
4 硬件设计………………………………………………………………………………12
4．1系统原理框图…………………………………………………………………12
4．2 单元部分的设计与分析………………………………………………………13
4．2．1 键盘部分的设计………………………………………………………13
4．2．2 显示部分的设计 ……………………………………………………13
4. 2. 3发音电路的设计………………………………………………………13
4. 3电路原理图以及工作原理……………………………………………………13
4. 4系统工作流程…………………………………………………………………14
4. 5器件介绍………………………………………………………………………14
4. 5. 1 89C51单片机引脚及功能……………………………………………14
4. 5. 2 8155的介绍……………………………………………………………15
5 软件设计…………………………………………………………………………………17
5．1 系统资源分配……………………………………………………………………17
5. 2 软件流程…………………………………………………………………………18
5．2．1系统主程序流程图………………………………………………………19
5．2．2各子程序流程图…………………………………………………………19
5. 3各模块的源程序…………………………………………………………………25
5．3．1主程序……………………………………………………………………25
5．2．2 各子程序…………………………………………………………………26
6 软硬件系统的调试………………………………………………………………………31
6. 1 硬件调试…………………………………………………………………………31
6. 2 软件调试…………………………………………………………………………31
6. 3 脱机进行…………………………………………………………………………31
7 附录………………………………………………………………………………………33
8 参考文献…………………………………………………………………………………34 参考文献
[1] 邓红，张越. 单片机实验与应用设计教程. 第1版. 北京：冶金工业出版社，2004
[2] 辛友顺，胡永生，薛小铃. 单片机应用系统设计与实现. 第1版. 福州：福建科学技术出版社，2005
[3]田丰．单片机原理及应用．第一版．北京：清华大学出版社，2004
[4]孙传友、孙晓斌、张一．感测技术与系统设计．北京：科学出版社
[5]孙梅生．电子技术基础课程设计．上海：科技出版社．
[6]李辉．PLD与数字系统设计．西安．电子科技大学出版社．
[7]吴金戌、沈庆阳、郭庭吉．8051单片机实践与应用．北京：清华大学出版社．
[8]陈明荧．8051单片机课程设计实训教材．北京：清华大学出版社．
[9]金伟正．单线数字温度传感器的原理与应用．电子技术应用报．
[10]胡健、刘玉宾、朱焕立等．单片机原理及接口技术实践教程．北京：机械工业出版社．
[11]沈小丽．数字钟集成电路应用及其功能扩展．中国计量学院学报．
[12]曾日波．多功能数字电子钟系统的设计与实现．乐山师范学院学报．
[13] David A．Hodges and Horace G．Jackon．1992．Microelectronic Circuits and Devices．New York：McGraw-Hill．
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