带有LCD显示的定时闹钟

由天下分享时间：2025/2/21 7:26:53 加入收藏我要投稿点赞

西安建筑科技大学课程设计（论文）

设计总说明

单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，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进行仿真。关键词：单片机，LCD，定时器，闹钟

西安建筑科技大学课程设计（论文）

1设计要求与实现思路 ............................................ - 1 -

1.1设计要求 ................................................ - 1 -

1.2实现思路 ................................................ - 1 - 2电子时钟 ...................................................... - 2 -

2.1电子时钟简介 ............................................ - 2 - 2.2电子时钟的基本特点 ...................................... - 2 - 3单片机 ........................................................ - 3 -

3.1程序存储器 .............................................. - 3 - 3.2 MCS-51内部数据存储器 ................................... - 3 - 4控制系统的硬件设计 ............................................ - 4 -

4.1器件的选择及功能原理 .................................... - 4 -

4.1.1单片机型号的选择 .................................. - 4 - 4.1.2液晶显示器的选择 .................................. - 4 - 4.1.3按键的选择 ........................................ - 4 - 4.1.4电源的选择 ........................................ - 5 - 4.1.5计时部分的选择 .................................... - 5 - 4.2总体设计思想及原理 ...................................... - 5 -

4.2.1时钟电路的设计 .................................... - 6 - 4.2.2键盘电路设计 ...................................... - 7 - 4.2.3闹铃功能的实现 .................................... - 7 - 4.2.4中断服务的设计 .................................... - 9 - 4.2.5显示器驱动电路 .................................... - 9 - 4.3整个电路原理图 ......................................... - 10 - 5控制系统的软件设计 ........................................... - 12 -

5.1程序设计 ............................................... - 12 - 5.2程序流程图 ............................................. - 12 - 5.3仿真图 ................................................. - 13 - 5.4仿真结果分析 ........................................... - 14 - 设计总结 ....................................................... - 16 - 参考文献 ....................................................... - 17 - 程序源代码 ..................................................... - 18 -

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1设计要求与实现思路

1.1设计要求

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）定时时间到能发出报警声或者启动继电器，从而控制电器的启停。

1.2实现思路

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。方案一：采用数字电路来实现，所设计的电路相当复杂，大概需要十几片数字集成块，其功能主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现，焊接的过程比较复杂,成本也非常高。

方案二：采用单片机来实现，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，不仅降低了硬件电路的复杂性，而且成本也降低不少。

最终方案：采用单片机的方式来实现定时闹钟。电子闹钟的系统框图如下所示：

按钮电路电源复位、时钟等ＣＰＵ闹铃声指示电6位数码管显示图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。

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2电子时钟

2.1电子时钟简介

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。

2.2电子时钟的基本特点

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。

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3单片机

3.1程序存储器

MCS-51单片机的程序存储器用于存放应用程序和表格之类的固定常数。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。

3.2 MCS-51内部数据存储器