带温度显示的电子闹钟的设计

0华北水利水电学院水利职业学院电气自动化（三年制专科）毕业论文（设计）带温度显示的电子闹钟的设计姓名：夏松行学号：113126136指导老师：陈素完成时间：2013年12月带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行1摘要本设计主要以AT89S52单片机为核心，由电源电路、单片机外围电路、按键电路、温度采集电路、显示电路、闹铃电路等组成。采用八位共阴数码管显示时间，时间为24小时制。闹铃电路采用+5V有源蜂鸣器做为报警提示音。该设计接口简单、功耗低、性能高，解决了目前常用实时时钟占用单片机资源多的问题。该设计具有时钟和闹铃以及温度显示功能，可以方便快速地设置时间和读取温度，可以在日常的生活工作中放心使用，具有很高的使用价值。该设计经过测试，各项性能指标都能成功达到开始的设计的目标和要求。关键词单片机时钟实时温度LCD显示带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行2目录摘要.....................................................1第一章绪论..............................................41.2.1设计背景.....................................51.2.2设计意义....................................51.3当前研究现状......................................51.4本论文设计目标....................................6第二章基本理论知识及开发具介绍..........................62.1总体设计..........................................72.2设计原理图........................................82.3单片机的介绍......................................82.3.1单片机定义..................................82.3.2单片机分类..................................82.4数字钟介绍.......................................102.5LCD电子闹钟的特点和功能介绍.....................102.5.1电子钟设计特点..............................102.5.2电子钟的主要功能............................112.6特殊功能寄存器...................................112.7按键的选择.......................................122.8发音部分的设计...................................13第三章开发过程.........................................143.1硬件系统设计原则和硬件系统框图...................143.1.1硬件系统设计原则............................143.1.2硬件系统框图................................143.2系统硬件电路组成.................................153.2.1数码管显示电路..............................153.3控制系统软件设计.................................183.3.1应用软件设计原则............................183.3.2系统软件设计................................183.4显示程序.........................................223.5中断定时器的设置.................................233.6电子闹钟设计.....................................243.6.1电子闹钟设计步骤............................243.6.2闹钟的实现.................................25第四章调试.............................................26带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行34.1硬件调试.........................................264.2软件调试.........................................264.3软硬件联调.......................................264.4实验结果.........................................27结论..................................................28致谢....................................................29附录一源程序..........................................30附录二原理图..........................................52附录三元器件清单......................................53附录四仿真图..........................................54带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行4第一章绪论1.1引言从古代的滴漏更鼓到近代的机械钟，从电子表到目前的数字时钟，为了准确的测量和记录时间，人们一直在努力改进着计时工具。钟表的数字化，大力推动了计时的精确性和可靠性。20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。电子闹钟在科学技术高度发展的今天,千家万户都少不了它,所以很多家庭带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行5个人都需要有一个电子闹钟，为人们提供报时方便。本文给出了一种AT89S52电子闹钟设计方法，具有设定时间和闹钟以及显示温度的功能，从而给人们带来更为方便的工作与生活。1.2设计背景及意义1.2.1设计背景随着生活水平的提高，人们越来越追求人性化的事物，传统的时钟已不能满足人们的需求。现代的时钟不仅需要模拟电路技术而且需要数字电路技术和单片机技术，增加时钟的功能。数字电子钟可利用软件编程尽量做到硬件电路简单稳定，减小电磁干扰和其他环境干扰,减小因元器件精度不够引起的误差；尽管如此数字钟还是可以改进和提高，比如选用更精密的元器件。但与机械式时钟相比已经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。1.2.2设计意义一、复习和巩固所学过的知识，利用此毕业设计正好可以对所学过的知识进行系统的回顾和总结。二、拓展知识面，课堂的知识是远远满足不了设计的要求的，这就需要我们主动去找寻更多的资料，了解更多的知识。三、培养了设计能力和解决实际问题的能力，同时增强了自学能力，通过设计完整的单片机系统也初步掌握了组成系统、编程、调试等能力。四、通过本LCD电子钟的设计初步了解了单片机应用系统开发研制过程，软件和硬件设计的方法。1.3当前研究现状本设计应解决的主要问题有两大方面，即硬件电路设计和软件设带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行6计两大方面。其中硬件电路部分又可分为四个模块：键盘模块、显示模块、计时模块和发声模块。硬件电路部分致力于低成本、低功耗和易实现性。软件部分则应做到代码的精简、准确、易读懂。最后通过硬软件的结合实现数字钟的精确计时、校时、三组闹钟设置和定时报警功能。1.4本论文设计目标1．显示时间的功能。按下“T0”按键，此时进入时间调整状态，可以用“T0”按键改变位，用“T1”按键改变数字，设置完后，再一次按下“T0”按键，电子闹钟就开始工作了。2．复位电路的功能。若想设置闹铃，应先按下复位按键，然后长时间按下设置按键，第一个数码管会显示”C”,然后变为”00-00-00”，此时进入闹铃设置状态。3．显示温度的功能。一上电先用后三个数码管显示采集到的温度，按一下切换键，可切换到时钟显示部分。4.闹铃功能设置好闹铃时间后，能按设置好的时间准时闹第二章基本理论知识及开发具介绍本LCD定时闹钟，是以单片机及外围接口电路为核心硬件，辅以其他外围硬件电路，用汇编语言设计的程序来实现的。根据C51单片机的外围接口特点扩展相应的硬件电路，然后根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，再利用软件执行一定的程序来实现数字钟的功带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行7能。由于采用集成芯片性的单片机来制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多、精确度高，也可方便扩充其他功能，实现也十分简单。本设计是利用AT89C51单片机为主控芯片，由LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成硬件电路，通过编写软件程序来实现和控制的数字定时闹钟。2.1总体设计本课题设计并制作了带温度显示的电子闹钟，主要包括按键电路，数码显示电路，单片机工作电路，外接电源以及发音电路几个模块。整个系统的原理框图如图2-1所示。...图2-1系统原理框图工作原理：用5V电源供电，上电后，数码管显示及时温度，如需要设定闹钟，则长按T0键，待数码管显示P时，再长按T0键，待数码管由P变成C时，按T1键设定闹钟，设置完成后按T0键。如不需要设定闹钟，长按T0键，数码管显示为P时，按T1设定时间。闹钟时间到后，由蜂鸣器提示，然后按复位键停止。按键与按钮电路复位等辅助电路ＣＰＵ电源统系8位数码管显示电路闹铃指示电路带温度显示的电子闹钟的设计机电与信息工程系夏松行82.2设计原理图2-2设计原理图2.3单片机的介绍2.3.1单片机定义“单片机”就是将计算机的基本部件集成到一块芯片上，包括CPU（CentralProcessingUnit）、ROM(ReadOnlyMemory)、RAM（RandomAccessMemory）、并行口（ParallelPort）、串行口(SerialPort)、定时器／计数器(Timer/Counter)、中断系统(InterruptSystem)、系统时钟及系统总线等。2.3.2单片机分类单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类。通用型单片机具有比较丰富的内部资源，性