带有LCD显示的定时闹钟.doc

设计总说明 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用6个7段LCD显示器来进行显示，LCD采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LCD能够较为准确地显示时、分、秒，利用四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用汇编语言编程，整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和定时的功能。选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 关键词：单片机，LCD，定时器，闹钟 目录 1设计要求与实现思路 - 1 - 1.1设计要求 - 1 - 1.2实现思路 - 1 - 2电子时钟 - 2 - 2.1电子时钟简介 - 2 - 2.2电子时钟的基本特点 - 2 - 3单片机 - 3 - 3.1程序存储器 - 3 - 3.2 MCS-51内部数据存储器 - 3 - 4控制系统的硬件设计 - 4 - 4.1器件的选择及功能原理 - 4 - 4.1.1单片机型号的选择 - 4 - 4.1.2液晶显示器的选择 - 4 - 4.1.3按键的选择 - 4 - 4.1.4电源的选择 - 5 - 4.1.5计时部分的选择 - 5 - 4.2总体设计思想及原理 - 6 - 4.2.1时钟电路的设计 - 6 - 4.2.2键盘电路设计 - 7 - 4.2.3闹铃功能的实现 - 8 - 4.2.4中断服务的设计 - 9 - 4.2.5显示器驱动电路 - 9 - 4.3整个电路原理图 - 10 - 5控制系统的软件设计 - 12 - 5.1程序设计 - 12 - 5.2程序流程图 - 12 - 5.3仿真图 - 13 - 5.4仿真结果分析 - 14 - 设计总结 - 16 - 参考文献 - 17 - 程序源代码 - 18 - 1设计要求与实现思路 1.1设计要求 1）能显示时时—分分—秒秒。 2）能够设定定时时间、修改定时时间。 3）定时时间到能发出报警声或者启动继电器，从而控制电器的启停。 1.2实现思路 电子钟设计与制作既可以采用数字电路来实现,也可以采用单片机来完成。 方案一：采用数字电路来实现，所设计的电路相当复杂，大概需要十几片数字集成块，其功能主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现，焊接的过程比较复杂,成本也非常高。 方案二：采用单片机来实现，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，不仅降低了硬件电路的复杂性，而且成本也降低不少。 最终方案：采用单片机的方式来实现定时闹钟。 电子闹钟的系统框图如下所示： 图1-1 电子闹钟的系统框图 电子闹钟的主电路指的是图1-1中虚线框内部分，主要涉及到CPU电路和按键按钮电路。主机的设计具体地说有：1）系统时钟电路设计；2）系统复位电路设计；3）按键与按钮电路设计；4）闹铃声指示电路设计。 2电子时钟 2.1电子时钟简介 时钟是将小时、分钟、秒钟显示于人的肉眼的计时装置。而单片机模块中最常见的正是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 由于时钟的实用性和在人们生活中的重要性，所以尝试设计以单片机为核心的数字时钟是很有意义的。钟表原先的报时功能已经原不能满足人们日益增长的要求，现代的电子时钟多带有类似自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等功能，本设计中LCD电子时钟采用LCD显示时间，直观实用，而且可以方便的校调。 2.2电子时钟的基本特点 LCD电子定时闹钟是以单片机为基础的数字电路实现对时、分、秒的数字显示的数字计时装置,它的计时周期24小时，另外应有校时功能和一些显示日期、闹钟等附加功能。一个基本的数字钟电路主要由计数器、校时电路、报时电路、振荡器和显示电路组成。目前电子钟广泛用于各种私人和公众场合,成为我们生活、工作和学习中不可缺少的好帮手。 3单片机 3.1程序存储器 MCS-51单片机的程序存储器用于存放应用程序和表格之类的固定常数。可扩充的程序存储器空间最大为64K字节。程序存储器的使用应注意以下两点： （1）整个程序存储器空间可以分为片内和片外两部分，CPU访问片内和片外程序存储器，可由引脚所接的电平来确定。 EA=1，即引脚接高电平时，