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单片机课程设计音乐闹钟定时器.docx

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资源评论

0、任务

书...............................................................................2

1、系统总体设计方案规划与选定.......................................2

2、硬件设

计...........................................................................5

3、软件设

计...........................................................................6

4、调

试...................................................................................8

5、新增功能及实现方

法.......................................................8

6、小结与体

会.......................................................................9

7、参考文

献...........................................................................9

8、附

录.................................................................................10

单片机课程设计

0.任务书

基于 51 单片机设计一个电子数字钟，显示时、分、秒，且具有闹钟功

能。用 8255 接口实现 4*8 键盘及 8 位 LED 显示。

32 个键：0~9 共 10 个键，调时（设置当前时间）键；设定闹钟（定时）

键；走时键；光标左右移动各一个键。

要求键复位后，应该最后面的 LED 上显示 H（待命状态）。

1. 系统总体设计方案规划与选定

1.1 主控制芯片选择

方案一：采用 ARM 微处理，做主控芯片，计算速度快，缺点；成本高，

控制较复杂，不容易焊接。

方案二：采用 80C51 单片机做主控制器，由单片机来完成采集和信号

处理等底层的核心计算，做主控芯片，成本低，易控制，易实现。

经过以上两个方案比较，在此题方案二明显优于方案一，故采用 80C51

单片机做主控制器。

1.2 定时模块选择

方案一：采用时钟芯片 DS1302。

DS1302 可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记

录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，且较单片机计时简单节约硬

件资源，但存在时钟精度不高，易受环境影响，出现时钟混乱等缺点。

方案二：采用单片机内部的定时系统，外接晶振进行分频脉冲计数。

单片机课程设计

此系统采用 12MHz 晶振。

由于方案二使用简单，比方案一更适用该系统设计，所以选择方案二。

1.3 LED 显示及计时模块选择

方案一：74LS192 计数器——74LS47 七点显示译码器

74LS192 芯片是一块可预置数可逆计数芯片，功能强大。将

74LS192 芯片 CPU 引脚接高电平可实现减法计数，以倒计时显示。可通过

74LS47 与 LED 共阳极数字显示器配合使用。

方案二：使用移位寄存器 74HC595 与译码器相连

74HC595 具有 8 位移位寄存器和一个存储器，使用时可直接与数字显

示器相连。

方案三：使用 8255 扩展 LED 显示计时模块

8255 是一个可编程并行接口芯片，有一个控制口和三个 8 位数据口，

外设通过数据口与单片机进行数据通信，各数据口的工作方式和数据传送方

向是通过用户对控制口写控制字控制的。我们用到了 A 与 B 口分别进行对

数码显示管的片选和段选，且 B 口同时作为键盘扫描模块的输入口，与数码

显示模块分时复用。故采用方案三

1.4 蜂鸣器的选择

方案一：电磁式蜂鸣器

电磁式蜂鸣器主要是利用通电导体会产生磁场的特性，用一个固定的永

久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。电磁式由于音色好，

所以多用于语音、音乐等设备。对于不同提示音且考虑实际，此种较好。

方案二：压电式蜂鸣器

单片机课程设计

压电式蜂鸣器用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时

压电材料会产生电荷。同样，当通电时压电材料会发生形变。压电式结构简

单耐用但音调单一音色差，适用于警报器等设备。

由于闹铃为音乐闹铃，所以使用电磁式蜂鸣器更为合适。

2. 硬件设计

2.1 芯片的选择

2.1.1 单片机 80C51

2.1.1.1 单片机 80C51 的组成

80c51 单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、

定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地

址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：

中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是 8 位数据宽度的处理器，

能处理 8 位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协

调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

数据存储器(RAM)

8051 内部有 128 个 8 位用户数据存储单元和 128 个专用寄存器单元，

它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，

而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的 RAM 只有 128 个，可存放读

写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

程序存储器(ROM)：

8051 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。

单片机课程设计

定时/计数器(ROM)：

8051 有两个 16 位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断

用于控制程序转向。

并行输入输出(I/O)口：

8051 共有 4 组 8 位 I/O 口(P0、 P1、P2 或 P3)，用于对外部数据的传

输。

2.1.1.2 MCS-51 的引脚说明：

MCS-52 系列单片机中的 8031、8051 及 8751 均采用 40Pin 封装的双列

直接 DIP 结构，右图是它们的引脚配置，40 个引脚中，正电源和地线两根，

外置石英振荡器的时钟线两根，4 组 8 位共 32 个 I/O 口，中断口线与 P3 口

线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：

MCS-51 的引脚说明：

MCS-52 系列单片机中的 8031、8051 及 8751 均采用 40Pin 封装的双列

直接 DIP 结构，右图是它们的引脚配置，40 个引脚中，正电源和地线两根，

外置石英振荡器的时钟线两根，4 组 8 位共 32 个 I/O 口，中断口线与 P3 口

线复用。

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三岁就放肆

2022-12-27

感谢大佬分享的资源，对我启发很大，给了我新的灵感。

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