基于單片機(jī)的可調(diào)時(shí)數(shù)字鬧鈴畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，各種方便于生活的電子產(chǎn)品開始進(jìn)入了人們的生活，電子時(shí)鐘就是其中之一。他已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?，廣泛用于家庭、車站、碼頭、劇院、辦公室等場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)校、工作、娛樂(lè)帶來(lái)了極大的方便。本設(shè)計(jì)采用stc89c52為微處理器，通過(guò)lcd1602液晶顯示當(dāng)前日期、時(shí)間。系統(tǒng)還具有對(duì)日期、星期、時(shí)間及鬧鈴的設(shè)置功能。經(jīng)測(cè)試，本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)字時(shí)鐘功能。具有外圍電路簡(jiǎn)單、成本低、易操作的特點(diǎn)。考慮到成本，計(jì)時(shí)及數(shù)據(jù)處理均由單片機(jī)處理。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；數(shù)字時(shí)鐘；lcd1602；可調(diào)時(shí)鬧鈴abstract：with the development of

2、 society, the progress of science and technology, all kinds of convenience in life of electronic products began to enter into people's life, electronic clock is one of them.it has become the people daily lifes necessities, widely used in family, station, wharf, theatres, offices and other places

3、, to people's lives, school, work, entertainment brought great convenience.this design uses microprocessor stc89c52, through the lcd1602 liquid crystal display the current date and time.the system also has the function setting date, week, time and alarm.according to the test, this design can ach

4、ieve the basic digital clock function. with peripheral circuit is simple, low cost, easy to operate features. considering the cost, time and data processing were determined by single chip microcomputer processing.key words:51 scm; digital clock; lcd1602;time adjustable alarm 目 錄引言 11 設(shè)計(jì)思路及流程 11.1 功能

5、分析 11.2 系統(tǒng)模塊圖 12 硬件電路 22.1 主要器件 22.1.1 stc89c5單片機(jī) 22.1.2 lcd1602液晶 33 電路原理圖 53.1單片機(jī)電路53.2 電源指示電路 53.3 按鍵電路 63.4 鬧鈴電路 63.5 lcd電路 64 程序設(shè)計(jì) 74.1 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 74.2 c語(yǔ)言源程序 75 心得體會(huì) 8謝辭 9參考文獻(xiàn) 10附錄 11引言 電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚奈锲罚瑥V泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們已不再滿足于鐘表原先簡(jiǎn)單的報(bào)時(shí)功能，希望出現(xiàn)一些新的功能，諸

6、如日歷的顯示、鬧鐘的非接觸式止鬧跑表功能、重要日期倒計(jì)時(shí)顯示等，以帶來(lái)更大的方便，而所有這些，又都是以數(shù)字化的電子時(shí)鐘為基礎(chǔ)的。因此，研究實(shí)用電子鐘的應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義，具有很大的實(shí)用價(jià)值。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使電子鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。現(xiàn)在市場(chǎng)上已有現(xiàn)成的電子鐘集成電路芯片出售，價(jià)格便宜，使用也靈活，如可以隨意設(shè)置時(shí)、分、秒的輸出，改變顯示數(shù)字的大小等，并且由于集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是mos 集成電路技術(shù)的發(fā)展，使電子鐘具有體積小、攜帶方便的特點(diǎn)，這里介紹的實(shí)用電子鐘可以滿足使用者的一些基本

7、要求，輸出方式靈活、功耗低、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)用電子鐘是一個(gè)時(shí)間控制系統(tǒng)，既能作為一般的時(shí)間顯示器，也可作為一個(gè)定時(shí)控制器，驅(qū)動(dòng)負(fù)載或顯示信息，同時(shí)可以根據(jù)需要擴(kuò)展其功能。在此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)研究過(guò)程中需綜合運(yùn)用所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用等課程的知識(shí)，掌握實(shí)用電子鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法，利用現(xiàn)代的單片機(jī)等新電子技術(shù)以及現(xiàn)代的設(shè)計(jì)手段，系統(tǒng)地培養(yǎng)了綜合設(shè)計(jì)、操作調(diào)試、故障處理的能力，達(dá)到綜合素質(zhì)以及創(chuàng)新能力的提高。1 設(shè)計(jì)思路及流程 1.1 功能分析（1）時(shí)間、日期顯示：系統(tǒng)采用24小時(shí)制。正常情況下，系統(tǒng)顯示當(dāng)前日期、時(shí)間，由lcd顯示。（2）鬧鈴功能：當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間與用

8、戶設(shè)置時(shí)間一致時(shí)，鬧鈴報(bào)警。報(bào)警過(guò)程中可以按下按鍵停止報(bào)警。（3）設(shè)置功能：用戶可以對(duì)時(shí)間、日期、星期及鬧鈴時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。用戶連續(xù)按下set鍵，依次進(jìn)入日期設(shè)置、星期設(shè)置、時(shí)間設(shè)置、鬧鈴設(shè)置、退出。鬧鈴時(shí)間可調(diào)小時(shí)和分鐘。在進(jìn)行設(shè)置時(shí)，光標(biāo)停留在相應(yīng)位，按下num_up鍵、num_down鍵對(duì)數(shù)值進(jìn)行加、減調(diào)整。通過(guò)next鍵，在各個(gè)數(shù)位間移動(dòng)。1.2 系統(tǒng)模塊圖 由功能分析，電子時(shí)鐘系統(tǒng)分為鍵盤模塊、顯示模塊、鬧鈴模塊、時(shí)鐘部分、電源模塊和單片機(jī)模塊，考慮成本時(shí)鐘模塊可由單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器模擬實(shí)現(xiàn)。見如圖1。（1）鍵盤模塊有四個(gè)按鍵，分別是set，next，num_up,num_down（2）

9、顯示模塊負(fù)責(zé)顯示系統(tǒng)的日期、星期、時(shí)間、加上分隔符。（3）鬧鈴模塊采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)。（4）電源模塊采用+5v直流供電。（5）單片機(jī)模塊內(nèi)部計(jì)數(shù)器負(fù)責(zé)時(shí)鐘，通過(guò)程序模擬生成時(shí)間走時(shí)。同時(shí)負(fù)責(zé)掃描鍵盤，并將時(shí)間送lcd顯示。 圖12 硬件電路 2.1 主要器件 系統(tǒng)中主要可編程器件為stc89c52rc單片機(jī)，外圍器件包括：蜂鳴器，lcd1602液晶。2.1.1 stc89c52單片機(jī)stc89c52是由宏晶科技生產(chǎn)的一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用

10、系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)flash，512字節(jié)ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4kb eeprom，max810復(fù)位電路，2個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外stc89c52 可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， 圖2.1ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35mhz，6t/12t可選。引腳分布圖見圖2.1。2.1.2 lcd160

11、2液晶 1602液晶也叫1602字符型液晶（見圖3），它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用 圖2.2自定義cgram，顯示效果也不好）。 1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。（1）接口信號(hào)說(shuō)明(圖2.2.1)圖2.2.11602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口（2）ram地址映射圖（圖2.2.2）控制器內(nèi)部帶有80b的ram緩沖區(qū)，對(duì)應(yīng)

12、關(guān)系如圖圖2.2.2（3）數(shù)據(jù)指針設(shè)置(圖2.2.3)控制器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過(guò)他們?cè)L問(wèn)內(nèi)部的全部80b的ram。圖2.2.3（4）其他設(shè)置（圖2.2.4）圖2.2.4（5）初始化設(shè)置 顯示模式設(shè)置（圖2.2.51）圖2.2.51顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置（圖2.2.52）圖2.2.52（6）寫操作時(shí)序（圖2.2.6）分析時(shí)序圖可知操作1602液晶的流程如下：通過(guò)rs確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標(biāo)顯示/不顯示、光標(biāo)閃爍/不閃爍、需/不需要移屏、在液晶的什么位置顯示，等等。讀/寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。將數(shù)據(jù)或命令送達(dá)數(shù)據(jù)線上。給e一個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器

13、，完成寫操作。圖2.2.63 電路原理圖按照功能模塊框圖，電子鐘分為按鍵電路、顯示電路、鬧鈴電路以及單片機(jī)相關(guān)電路。且單片機(jī)電路是整個(gè)系統(tǒng)的主控電路。3.1 單片機(jī)電路單片機(jī)電路主要由單片機(jī)電路（圖3.1）、震蕩電路組成。電路圖如下：圖3.1震蕩電路（圖3.1左）及復(fù)位電路（圖3.1右）圖3.1p2口的p2.0p2.3用于接按鍵。p3.5用于接蜂鳴器。p0口用于接lcd1602的714口。p2.5、p2.6、p2.7分別接lcd的rs、rw、en口。3.2 電源指示電路（圖3.2）由一個(gè)led指示電源接通狀態(tài)。圖3.23.3 按鍵電路（圖3.3左）由于外部設(shè)備并不復(fù)雜，為方便布線，采用獨(dú)立按鍵

14、。3.4 鬧鈴電路（圖3.3中）鬧鈴電路用于提供鬧鈴報(bào)警，主要由蜂鳴器構(gòu)成。單片機(jī)通過(guò)控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而控制蜂鳴器的鳴叫。3.5 lcd電路（圖3.3右）圖3.3由可調(diào)電阻調(diào)節(jié)lcd背光亮度以達(dá)到顯示清晰。4 程序設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）由單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器模擬時(shí)鐘的走時(shí)，通過(guò)內(nèi)部中斷返回信息。（2）按鍵掃描程序。（3）處理數(shù)據(jù)并輸出給1602顯示程序。（4）蜂鳴器控制程序。4.2 c語(yǔ)言源程序源程序及流程圖參見附錄。5 心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)從選題到最后的實(shí)際成型經(jīng)歷了近一個(gè)多星期，中間的過(guò)程并不一直都很順利。雖然接觸單片機(jī)也有半年的時(shí)間了，自己實(shí)際動(dòng)手完整的完成一個(gè)小項(xiàng)目，這還

15、是第一次。從選題、確定方案、仿真、繪圖再到繪制pcb以及制版，中間需要收集許多資料，在閱讀資料的過(guò)程中找到了理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，這引起了我極大的興趣。為確保實(shí)際成品的成功，我借用了proteus仿真軟件進(jìn)行仿真，這極大的提高了設(shè)計(jì)及調(diào)試的效率。程序的調(diào)試是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程，這中間不斷會(huì)有新的想法涌現(xiàn)。在達(dá)到目標(biāo)功能的前提下，我盡量地優(yōu)化程序，希望達(dá)到更高的效率。由于受到自身知識(shí)水平的限制，雖然盡了最大努力，最終成型的程序滿足基本要求但并未達(dá)到自己的期望的地步，稍有遺憾。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深切的體會(huì)到理論與應(yīng)用之間還是存在很大的差距。將理論應(yīng)用到實(shí)際，其中的過(guò)程可能并不如自己想象的順利。

16、但當(dāng)順利地完成自己設(shè)想的效果時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)最大的樂(lè)趣就是解決問(wèn)題的過(guò)程。謝 辭平時(shí)忙于學(xué)習(xí)，很少有機(jī)會(huì)自己實(shí)際動(dòng)手進(jìn)行一些小的電子制作。感謝學(xué)院提供這樣一個(gè)讓我們親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)，同時(shí)也十分感激*老師對(duì)我們的理解，開放性的題目給了我們更多的發(fā)揮空間。操作過(guò)程中我得到了同學(xué)的耐心幫助。在我遇到難題時(shí)，是他們給了我好的想法，有了他們的幫助這個(gè)制作才得以順利完成，在此一并表示感謝。參考文獻(xiàn)1 郭天祥.新概念51單片機(jī)c語(yǔ)言教程m.電子工業(yè)出版社，2009，147156.2 劉坤、趙洪波、張憲棟.51單片機(jī)c語(yǔ)言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全m.人民郵電出版社，2012，5305393 賀敬凱、劉德新、管明祥.單片機(jī)系統(tǒng)

17、設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用基于keil和proteus仿真平臺(tái)m.西安電子科技大學(xué)出版社，2011,137150.附 錄pcb布線圖（附圖1）附圖1proteus仿真圖（附圖2）程序流程圖（附圖3）：附圖3c語(yǔ)言源代碼/*程序說(shuō)明：可調(diào)時(shí)鬧鈴*/#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table0=" 2000-00-00 mon "uchar code table1=" 00:00:00 "uchar count;uint alar

18、m_time2=55,55;uint time_buff2=61,25;/給初值超過(guò)小時(shí)和分鐘的范圍，避免鬧鈴時(shí)間在00時(shí)的沖突char shi,fen,miao;char year_h,year_l,month,day;sbit bell=p35;sbit rs=p25;sbit rw=p26;sbit lcd_en=p27;sbit set=p20;sbit next=p21;/next鍵指示修改位置sbit num_up=p22;/修改位數(shù)字加sbit num_down=p23;/修改位數(shù)字減/*延時(shí)程序1ms*/void delay(uint ms)uint i,j;for(i=ms;

19、i>0;i-)for(j=120;j>0;j-);/*lcd的寫數(shù)據(jù)和寫指令程序段*/void write_com(uchar com)rs=0;p0=com;delay(5);lcd_en=1;delay(5);lcd_en=0;void write_data(uchar date)rs=1;p0=date;delay(5);lcd_en=1;delay(5);lcd_en=0;/*寫入時(shí)、分、秒、星期、年月日*/void write_sfm(uchar add,uchar date)uchar shi,ge;write_com(0x80+0x40+add);shi=date/1

20、0;ge=date%10;write_data(0x30+shi);write_data(0x30+ge);write_com(0x80+0x40+add);void write_week(uchar week)/寫入星期write_com(0x80+12);switch(week) case 1: write_data('m'); delay(5); write_data('o'); delay(5); write_data('n');break;case 2:write_data('t');delay(5);write_dat

21、a('u');delay(5);write_data('e');break;case 3:write_data('w');delay(5);write_data('e');delay(5);write_data('n');break;case 4:write_data('t');delay(5);write_data('h');delay(5);write_data('u');break;case 5:write_data('f');delay(5);

22、write_data('r');delay(5);write_data('i');break;case 6:write_data('s');delay(5);write_data('a');delay(5);write_data('t');break;case 7:write_data('s');delay(5);write_data('u');delay(5);write_data('n');break; void write_nyr(uchar add,uchar

23、 date)/寫入年、月、日格式uchardate_s,date_g;date_s=date/10;date_g=date%10; write_com(0x80+add);/設(shè)置所設(shè)置的十位write_data(0x30+date_s);/轉(zhuǎn)為ascii碼delay(5);write_data(0x30+date_g);write_com(0x80+add); /將游標(biāo)返回/*/*鍵盤檢測(cè)*/void keyscan_set_sfm(set_alarm_flag)/當(dāng)設(shè)置到分秒修改檢測(cè)next,num+,num-uchar next_num;while(set)if(next=0)delay(

24、5);if(next=0)while(!next);next_num+;switch (next_num)case 1: write_com(0x80+0x40+7);/分鐘位break;case 2:write_com(0x80+0x40+4);/小時(shí)位if(set_alarm_flag=1)/調(diào)鬧鈴模式下跳過(guò)秒位的調(diào)節(jié)next_num=0;break;case 3:if(set_alarm_flag!=1)write_com(0x80+0x40+10);/非鬧鈴模式下停留在秒位next_num=0;break; if(num_up=0)/數(shù)字的加操作delay(5);if(num_up=0

25、)while(!num_up);if(set_alarm_flag=1&&next_num=0)next_num+=2;switch (next_num)case 0: miao+;if(miao=60)miao=0;write_sfm(10,miao);break;case 1:fen+;if(fen=60)fen=0;write_sfm(7,fen);break;case 2:shi+;if(shi=24)shi=0;write_sfm(4,shi);break;if(num_down=0)/數(shù)值的減操作delay(5);if(num_down=0)while(!num_d

26、own);if(set_alarm_flag=1&&next_num=0)next_num+=2;switch (next_num)case 0:miao-;if(miao=-1)miao=59;write_sfm(10,miao);break;case 1:fen-;if(fen=-1)fen=59;write_sfm(7,fen);break;case 2:shi-;if(shi=-1)shi=23;write_sfm(4,shi);break;if(set_alarm_flag=0)/非調(diào)鬧鈴模式time_buff0=fen;/將原數(shù)據(jù)保存，送緩沖區(qū)time_buff1=

27、shi;elsealarm_time0=fen;alarm_time1=shi;fen=time_buff0;/鬧鈴時(shí)間設(shè)定完成后將原數(shù)據(jù)送回給時(shí)鐘shi=time_buff1;write_sfm(7,fen);write_sfm(4,shi);void keyscan_set_week()uchar week_count;while(set)/當(dāng)set鍵未按下則進(jìn)入week檢測(cè)if(num_up=0)delay(5);if(num_up=0)while(!num_up);week_count+;switch (week_count%7)case 1: write_week(1);break;

28、case 2: write_week(2);break;case 3: write_week(3);break;case 4: write_week(4);break;case 5: write_week(5);break;case 6: write_week(6);break;case 0: write_week(7); break;write_com(0x80+12);if (num_down=0)delay(5);if(num_down=0)while(!num_down);week_count-;if (week_count=-1)week_count=7;switch(week_co

29、unt%7)case 1: write_week(1); break;case 2: write_week(2);break;case 3: write_week(3);break;case 4: write_week(4);break;case 5: write_week(5);break;case 6: write_week(6);break;case 0: write_week(7);break;write_com(0x80+12);void keyscan_set_nyr()/用按鍵設(shè)置年月日uchar next_num;year_h=20;while(set)if(next=0)de

30、lay(5);if(next=0)while(!next);next_num+;switch(next_num)case 1:write_com(0x80+6);break;case 2:write_com(0x80+3);break;case 3:write_com(0x80+1);break;case 4:write_com(0x80+9);next_num=0;break;if(num_up=0)/加操作delay(5);if(num_up=0)while(!num_up);switch(next_num)case 0: day+;if(day=32)day=1;write_nyr(9,

31、day);break;case 1:month+;if(month=13)month=1;write_nyr(6,month);break;case 2:year_l+;if(year_l=100)year_l=0;write_nyr(3,year_l);break;case 3:year_h+;if(year_h=100)year_h=0;write_nyr(1,year_h);break;if(num_down=0) /減操作delay(5);if(num_down=0)while(!num_down);switch (next_num)case 0:day-;if(day=-1)day=

32、31;/當(dāng)一開始便對(duì)day位進(jìn)行減操作時(shí)，調(diào)節(jié)顯示信息if(day=0)day=31;write_nyr(9,day);break;case 1:month-;if(month=-1)month=12;if(month=0)month=12;write_nyr(6,month);break;case 2:year_l-;if(year_l=-1)year_l=99;write_nyr(3,year_l);break;case 3:year_h-;if(year_h=-1)year_h=99;write_nyr(1,year_h);/*總的按鍵檢測(cè)程序*/void keyscan()uchar

33、set_num;if(set=0)delay(5);if(set=0)while(!set); /松手檢測(cè)tr0=0;/關(guān)閉計(jì)數(shù)器中斷set_num+;switch (set_num)case 1:write_com(0x80+9);write_com(0x0f);keyscan_set_nyr();/修改年、月、日break;case 2:write_com(0x80+12);/修改星期keyscan_set_week();break;case 3:write_com(0x80+0x40+10);/進(jìn)入修改時(shí)分秒模式keyscan_set_sfm(0);break;case 4:write_com(0x80+0x40);/設(shè)置鬧鈴模式write_data('a');write_data('r');write_com(0x80+0x40+10);write_data(' ');write_data(' ');write_com(0x80+0x40+4);keyscan_set_sfm(1);break;case 5:write_com(0x80+0x40);/推出修改，繼