电子闹钟课程设计摘要:本课程设计主要就是通过单片机系统,综合运用定时器、中断、数码显示等知识设计一个可定时的电子钟。
它包括系统总体方案及硬件设计,软件设计,Proteus软件仿真等部分。
硬件设计的主要任务就是根据总体设计要求,以及在所选机型的基础上,确定系统扩展所要用的存储器,I/O电路及有关外围电路等然后设计出系统的电路原理图。
合理的软件结构就是设计出一个性能优良的单片机应用性系统软件的基础,因此必须充分重视。
编写完程序后在用Proteus软件仿真检查设计就是否合理。
一.课程设计的概况通过对51单片机的扩展,接键盘,显示器等相应的外围器件。
在LED显示器中分成静态显示与动态显示两类,在本设计中主要用了它的动态显示功能,动态显示利用了人视觉的短暂停留,在数据的传输中就是一个一个传输的,且先传输低位。
键盘就是由若干个按键组成的开关矩阵,就是一种廉价的输入设备。
键盘通常包括有数字键,字母键以及一些功能键。
操作人员可以通过对键盘向计算机输入数据,地址,指令或其她的控制命令,实现简单的人机对话。
这里采用非编码式键盘。
通过51单片机的P1口扩展出独立连接式键盘。
外围扩展复位,时钟电路,利用软件源程序代码实现相应的功能。
二.课程设计实现的功能: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、定时时间到能发出警报声或者启动继电器,从而控制电器的起停。
三.设计方案使用就是单片机作为核心的控制元件,使得电路的可靠性比较高,功能也比较强大, 而且可以随时的更新系统,进行不同状态的组合。
本系统采用单片机AT89C51作为本设计的核心元件,利用7段共阴LED作为显示器件。
接入共阴LED显示器,可显示时,分钟,秒,单片机外围接有定时报警系统,定时时间到,扬声器发出报警声,提示预先设定时间电器的起停时间到,从而控制电器的起停。
电路由下列部分组成:时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示,报警电路,芯片选用AT89C51 单片机。
系统框图:四.硬件设计1、单片机AT89C51AT89C51就是一个低电压,高性能CMOS型 8位单片机,片内含4KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器(ROM)与128 B的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器与Flash存储单元,内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。
引脚使用说明:I/O端口的编程实际上就就是根据应用电路的具体功能与要求对I/O寄存器进行编程。
具体步骤如下:l)根据实际电路的要求,选择要使用哪些I/O端口。
2)初始化端口的数据输出寄存器,应避免端口作为输出时的开始阶段出现不确定状态,影响外围电路正常工作。
3)根据外围电路功能,确定FO端口的方向,初始化端口的数据方向寄存器。
对于用作输入的端口可以不考虑方向初始化,因为FO的复位缺省值为输入。
4)用作输入的FO管脚,如需上拉,再通过输入上拉使能寄存器为其内部配置上拉电阻。
5)最后对I/O端口进行输出(写数据输出寄存器)与输入(读端口)编程,完成对外围电路的相应功能。
几个特殊管脚:XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平。
2、时钟电路单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式与外部时钟方式。
本系统中AT89C51单片机采用内部时钟方式。
最常用的内部时钟方式就是采用外接晶体与电容组成的并联谐振回路。
振荡晶体可在1、2MHz～12MHz之间。
电容值无严格要求,但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小与振荡电路起振速度有少许影响,一般可在20pF～100pF之间取值。
时钟电路图如下:3、数码管显示电路AT89C51XTAL2XTAL1JZ12MC1 30P F C2 30P F单片机中通常使用7段LED,LED就是发光二极管显示器的缩写。
LED显示器由于结构简单,价格便宜,体积小,亮度高,电压低,可靠性高,寿命长,响应速度快,颜色鲜艳,配置灵活,与单片机接口方便而得到广泛应用。
LED显示器就是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件,当发光二极管导通时,相应的一个点或一个笔划发光,控制不同组合的二极管导通,就能显示出各种字符。
LED显示器有多种形式,在单片机系统中使用最多的就是七段数码显示器。
LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字符,根据内部发光二极管的连接形式不同,LED有共阴极与共阳极两种,如下图所示引脚与其内部结构:五.软件设计1、设计流程图2、程序模块ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP TIME//主程序部分ORG 0100HMAIN:MOV SP,#50HMOV 20H,#00H ;秒钟BINMOV 21H,#00H ;分钟BINMOV 22H,#00H ;小时BINMOV 23H,#01HMOV 24H,#01HMOV 25H,#00HMOV 30H,#00HMOV 31H,#00HMOV 32H,#00HMOV 33H,#00HMOV 34H,#00HMOV 35H,#00HMOV 36H,#01HMOV 37H,#00HMOV 38H,#01HMOV 39H,#00HMOV TMOD,#01H ;16位计数器MOV TH0,#03CH ;赋计数初值MOV TL0,#0B0HMOV IE,#10000111BSETB TR0 ;T0启动计数MOV R2,#14HMOV P2,#0FFHLOOP: LCALL TIMEPROLCALL DISPLAY1JB P1、1,M1LCALL SETTIME ;调用设定时间程序LJMP LOOPM1:JB P1、2,M2LCALL SETATIME ;调用设定时间程序LJMP LOOPM2:JB P1、4,M4LCALL LOOKATIME ;调用设定闹钟时间程序M4:LJMP LOOPDELAY:MOV R4,#030H ;延时时间DL00:MOV R5,#0FFHDL11:MOV R6,#9HDL12:DJNZ R6,DL12DJNZ R5,DL11DJNZ R4,DL00RET//设定时间程序SETTIME:L0:LCALL DISPLAY1 ;调用时间允许程序MM1: JB P1、2,L1MOV C,P1、2JC MM1LCALL DELAY1 ;调用延时JC MM1MSTOP1: MOV C,P1、2JNC MSTOP1 ;判断P1、2就是否释放？释放则继续LCALL DELAY1 ;调用延时MOV C,P1、2JNC MSTOP1INC 22H ;小时增加1MOV A,22HCJNE A,#18H,GO12 ;判断小时就是否到24时？未到继续循环MOV 22H,#00H ;小时复位MOV 34H,#00HMOV 35H,#00HLJMP L0L1:JB P1、3,L2MOV C,P1、3JC L1LCALL DELAY1 ;延时JC L1MSTOP2: MOV C,P1、3JNC MSTOP2 ;判断P1、3就是否释放？释放则继续LCALL DELAY1 ;调用延时MOV C,P1、3JNC MSTOP2INC 21H ;分钟增加一MOV A,21HCJNE A,#3CH,GO11MOV 21H,#00H ;分钟复位MOV 32H,#00HMOV 33H,#00HLJMP L0GO11:MOV B,#0AH ;将A中的内容分成高低两部分DIV ABMOV 32H,BMOV 33H,ALJMP L0GO12: MOV B,#0AHDIV ABMOV 34H,BMOV 35H,ALJMP L0L2:JB P1、4,L0MOV C,P1、4JC L2LCALL DELAY1 ;调用延时MOV C,P1、4JC L2STOP1: MOV C,P1、4 ;判断按键P1、4就是否释放？JNC STOP1LCALL DELAY1 ;调用延时//设置闹钟时间SETATIME:LCALL DISPLAY2 ;调用时间运行N0:LCALL DISPLAY2MM2: JB P1、3,N1 ;判断P1、3就是否按下？MOV C,P1、3JC MM2LCALL DELAY1JC MM2MSTOP3: MOV C,P1、3 ;判断P1、3就是否释放？JNC MSTOP3LCALL DELAY1MOV C,P1、3JNC MSTOP3INC 24H ;设定小时增加1MOV A,24HCJNE A,#24,GO22MOV 24H,#00H ;时钟复位MOV 38H,#00HMOV 39H,#00HLJMP N0N1:JB P1、1,N2 ;判断P1、1就是否按下？MOV C,P1、1JC N1LCALL DELAY1JC N1MSTOP4: MOV C,P1、1 ;判断P1、1就是否释放？JNC MSTOP4LCALL DELAY1MOV C,P1、1JNC MSTOP4INC 23H ;设定闹钟分钟增加1MOV A,23HCJNE A,#60,GO21 ;判断A就是否到60分?MOV 23H,#00H ;分钟复位MOV 36H,#00HMOV 37H,#00HLJMP N0GO21:MOV B,#0AH ;将A中的内容分成高低两部分DIV ABMOV 36H,BMOV 37H,ALJMP N0GO22: MOV B,#0AHDIV ABMOV 38H,BMOV 39H,ALJMP N0N2:JB P1、4 ,N0 ;判断P1、4就是否按下？MOV C,P1、4JC N2LCALL DELAY1MOV C,P1、4JC N2STOP2: MOV C,P1、4 ;判断P1、4就是否释放？JNC STOP2LCALL DELAY1MOV C,P1、4JNC STOP2LJMP LOOPTIMEPRO:MOV A,21HMOV B,23HCJNE A,B,BK ;判断分钟就是否运行到设定的闹钟的分钟？MOV A,22HMOV B,24HCJNE A,B,BK ;判断时钟就是否运行到设定的闹钟的时钟？SETB 25H、0MOV C,25H、0JC XXXX: LCALL TIMEOUT ;调用时间闹钟响应程序BK:RETTIMEOUT:X1:LCALL BZ ;调用喇叭响应程序LCALL DISPLAY2CLR 25H、0JB P1、4, X1 ;判断P1、4就是否按下？LCALL DELAYCLR 25H、0LJMP DISPLAY1BZ: CLR P3、7 ;喇叭响应程序MOV R7,#250 ;响应延时时间T2: MOV R6,#124T3: DJNZ R6,T3DJNZ R7,T2SETB P3、7RETLOOKATIME:LCALL DISPLAY2 ;调用时间运行程序MM: JB P1、4,LOOKATIME ;判断按键P1、4就是否按下MOV C,P1、4JC MMLCALL DELAY1MOV C,P1、4JC MMSTOP3: MOV C,P1、4JNC STOP3LCALL DELAY1MOV C,P1、4JNC STOP3LJMP LOOPDELAY1: MOV R4,#14H ;时间延时DL001: MOV R5,#0FFHDL111: DJNZ R5,DL111DJNZ R4,DL001RET//延时时间DL1: MOV R7,#02H ;延时时间DL: MOV R6,#0200HDL6: DJNZ R6,$DJNZ R7,DLRETDSEG1:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66HDB 6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND六.系统仿真1、操作过程首先将几个按键从上往下为k1,k2,k3,k4 。