定时闹钟课程设计大作业

微型计算机控制

技术大作业

设计题目： 定时闹钟课程设计

院 系：计算机科学与信息工程学院

学生姓名： 曹紫莹

学 号： 201103010036

专业班级： 计算机科学与技术(嵌入式方向)11-1

图2.1

2.2 原理及工作过程说明

使用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的定时闹钟LCD时钟。

定时闹钟的基本功能如下：

显示格式为“时时：分分”。

由LED闪动来做秒计数表示。

一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电的开启和关闭。

程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：00”，按下操作键K1～K4动作如下：

(1) K1—设置现在的时间。

(2) K2—显示闹钟设置的时间。

(3) K3—设置闹铃的时间。

(4) K4—闹铃ON/OFF的状态设置，设置为ON时连续三次发出“哗”的一声，设置为OFF发出“哗”的一声。

设置当前时间或闹铃时间如下。

(1) K1—时调整。

(2) K2—分调整。

(3) K3—设置完成。

(4) K4—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。

本题目的难点在于4个按键每个都具有两个功能。

3、硬件设计

3.1 主控芯片AT89C51的设计

在本LCD电子闹钟设计中就是采用利用我们熟悉的AT89C51单片机为主控芯片。AT89C51单片机由微处理器，存储器，I/O口以及特殊功能寄存器SFR等部分构成。其存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间，片内程序存储器的容量为4KB，片内数据存储器为128个字节。89C51单片机有4个8位的并行I/O口：P0口，P1口，P2口和P3口。各个接口均由接口锁存器，输出驱动器，和输入缓冲器组成。P1口是唯一的单功能口，仅能用作通用的数据输入/输出口。P3口是双功能口除了具有数据输入/输出功能外，每条接口还具有不同的第二功能，如P3.0是串行输入口线，P3.1口是串行输出口线。在需要外部程序存储器和数据存储器扩展时，P0可作为分时复用的低8位地址/数据总线，P2口可作为高8位的地址总线。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号.

3.2 时钟电路部分设计

AT89C51系列的单片机的时钟方式分为内部方式和外部方式。内部方式就是在单片机的XTAL1和XTAL2的两引脚外接晶振，就够成了自激振荡器在单片机内部产生时钟脉冲信号。外部时钟方式是把外部已经有的时钟信号引入到单片机内部。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间。

本LCD电子闹钟设计是采用内部时钟方式，用一个12MHz晶振和两个30Pf瓷片电容组成，为单片机提供标准时钟，其中两个瓷片电容起微调作用.其电路图见图3.1。

图3.1

而之所以采用高性能的振荡电路，因为：

1.单片机电子钟的计时脉冲基准是由外部晶振的频率经过12分频后提供，采用内部的定时/计数器来实现计时功能。所以，外接晶振频率精确度直接影响电子钟计时的准确性。

2.单片机电 子钟利用内部定时/计数器溢出产生中断(12M晶振一般为50ms)再乘以相应的倍率来实现秒、分、时的转换。大家都知道从定时/计数器产生中断请求到响 应中断需要3-8个机器周期，定时中断子程序中的数据入栈和重装定时/计数器的初值还需要占用数个机器周期，还有从中断入口转到中断子程序也要占用一定的 机器周期。

3.3 LCD显示电路部分

为了获得更好的效果本设计并没有采用常见的LED，而是采用了型号为1602的 LCD。LCD有LED数码显示更好的更的直观效果，也更加经久耐用。液晶显示模块体积小功耗低、显示内容丰富，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件之一了。本LCD是2行16列液晶 可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口(共14线)，工作电压为5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样(除了调背光的二个线脚). 该模块也可只用

D4-D7作为四位数据分两次传送。这样的话可以节省MCU的I/O