大作业（**）
课程名称单片机课程设计。
题目： 带有lcd显示的定时闹钟。
院 （系信息与控制工程学院。
专业班级。姓名。
学号。指导教师。
2013年6月17日到2013年6月23日。
西安建筑科技大学课程设计（**）任务书。
专业班级： 学生姓名： 指导教师（签名。
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**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**。
关键词：单片机，lcd，定时器，闹钟。
3） 基本功能要求为：字符型lcd（16*2）显示器；显示格式为“时时：分分：秒秒”；一旦时间到，发出声响，同时继电器启动，可控制家电开启和关闭。
4） 程序执行后工作指示灯led闪烁，表示程序开始执行，lcd显示“00：00：00”，按下列顺序控制：
1）k1键---设置现在时间。
2）k2键---设置闹铃时间。
3）k3键---显示闹铃设置的时间。
4）k4键---定时“开始”按键，启动定时。
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。
本次课程设计用单片机来实现
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。
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。
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。
mcs-51单片机的程序存储器用于存放应用程序和**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，程序将从片内程序存储器开始执行；当pc值超出片内rom的容量时，会自动转向片外程序存储器空间执行程序；ea=0，即引脚接低电平时，单片机只执行片外程序存储器中的程序。
2）各中断服务程序的入口地址。
mcs-51单片机复位后，程序存储器pc的内容为0000h，故系统从0000h单元开始取指令，执行程序。
64k程序存储器中有5个单元具有特殊用途，如下：
0003h：外部中断0入口地址。
000bh：定时器0中断入口地址。
0013h：外部中断1入口地址。
001bh：定时器1中断入口地址。
0023h：串行口中断入口地址。
在系统中断相应之后，将自动转各中断入口地址处执行序，而中断服务程序一般无法存放于几个单元之内，因此在中断入口地址处往往存放一条无条件转移指令进行跳转，以便执行中断服务程序。
mcs-51单片机的片内数据存储器单元共有128个，字节地址为00h-7fh。
地址为00h-1fh的32个单元是4组通用工作寄存器区，每个区含8个8位寄存器，编号为r7-r0。
地址为20h-2fh的16个单元可进行共128位的位寻址。
地址为30h -7fh的单元为用户ram区，只能进行字节寻址。
由于传统的8031单片机内部没有存储器，需要另扩展外部程序存储器，系统构成较为复杂。 在众多的51系列单片机中，要算 atmel 公司的at89c51更实用，它是低功耗、高性能的cmos型8位单片机。at89c51采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2到4个时钟周期。
at89c51集成了许多系统级的功能，这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。另外，at89c51是一种高效微控制器，而且它与mcs-51兼容，且具有4k字节可编程序存储器和1000次擦写循环，数据保留时间为10年，是最好的选择。
at89c51单片机内部主要有以下部件：8031cpu、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内flash存储器、并行i/o接口、定时器和串行i/o接口。
为减少连接线路的复杂性，在此选用八位一体的共阴数码管，八位一体液晶显示器在内部已将段码相连，位选线则相互独立，可以很方便地外接为动态显示电路。其外部结构如下图4-1：
图4-1 lcd液晶显示器。
方案一：4×4矩阵式键盘。如果选择此方案，那么在修改时钟或设置闹铃时间时就可以直接从键盘输入，方便、快捷，但程序较为复杂。
方案二：独立式按键。如果设置过多按键，将会占用较多i/o口，而且会给布线带来不便，因此，此方案适用于按键较少的情况。
如果选择此方案，由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单。
由于并不需要经常修改时间和设置闹铃时间，而且方案二的程序简单，按键少、成本低，因此，选择方案二。at89c5的引脚如下图4-2：
图4-2 at89c51引脚。
如果是用电池供电，就比较方便携带，但是本系统，采用了数码管作为显示器，功耗较大，需要经常更换电池。况且，本系统的体积较大，即使使用电池供电也不能随身携带，因此，用电池供电不大合适，所以用5v外部稳压电源来供电。
如果使用时钟芯片，系统就不怕掉电且时间精确。但这种芯片比较贵，况且，设计本系统主要是为了学习单片机程序的编写和调试以及设计硬件电路的一些方法，因此采用软件的方法来计时而没有采用**较高的时钟芯片。
设计的总思路如图4-3：
图4-3 设计的总流程图。
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。
单片机课程设计
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