单片机课程设计—带有LCD的定时闹钟(1).doc

郑州轻工业学院 软件学院 单片机与接口技术课程设计总结报告 设计题目:带有LCD的定时闹钟 学生姓名： 系别： 专业: 班级: 学号： 指导教师: 2011年12月16日 郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书 题目 带有LCD的定时闹钟 专业、班级学号姓名 主要内容: 设使用89C51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，若LCD 选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可以使用。 基本要求： 。字符型LCD（16*2)显示器 .显示格式"时时 分分". 。由LED闪动来做秒计数表示. .一旦时间到侧发动声响,同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。 .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ON时连续三次发出"哗"的一声，off置为哗的一声。设置当前时 间或闹铃时间如下: 1. K1—时的调整。 2. K2—分的调整。 3. K3—设置完成。 5. OFF发出"哗"K4—-—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。 除了显示当前时间的功能外，还可以扩充如下功能； .增加秒表计数. .闹铃时间到侧产生音乐声. .增加减计数功能。 。增加多组计数的功能. 参考文献 郭天祥 51单片机C语言教程—入门. 余发山 单片机原理及应用技术.中国矿业大学出版社. 涂世亮，张友德.单片微机控制技术.清华大学出版社。 一.设计本电子定时闹钟的目的和意义 以单片机为核心的数字时钟是很有社会意义和社会价值的.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。 1.1 本LCD电子闹钟的特点和功能介绍 数字钟介绍 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.而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,它的计时周期为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译码显示器、"时"，"分"，"秒","星期"计数器、校时 电路、报时电路和振荡器组成。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。 2 总体方案设计 2.1 总体设计方案 本LCD定时闹钟,是以单片机及外围接口电路为核心硬件,辅以其他外围硬件电路，用 汇编语言设计的程序来实现的.根据C51单片机的外围接口特点扩展相应的硬件电路，然 后根据单片机的指令设计出数字钟相应的软件，再利用软件执行一定的程序来实现数字 钟的功能。由于采用集成芯片性的单片机来制作电子钟，这样设计制作简单而且功能多 、精确度高，也可方便扩充其他功能,实现也十分简单.本设计是利用AT89C51单片机为主 控芯片，由LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件组成硬件电路，通 过编写软件程序来实现和控制的数字定时闹钟 。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。AT89C 51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 【单片机定时闹钟设计概述】 本次课程设计的目标是基于89C51单片机，设计一款带有LCD显示屏的定时闹钟。该设备具备显示时间、设置时间、闹钟提醒以及声音提示等功能，旨在提供一个实用的定时工具。LCD显示屏采用16*2字符型，能够清晰地展示“时时 分分”的时间格式。此外，系统还包含LED指示灯，以闪烁形式计秒，并在闹钟触发时启动继电器，以便控制其他设备的开关。 【系统功能详解】 1. **时间显示**：通过LCD屏幕实时显示当前时间，格式为“时时 分分”。 2. **秒计数**：LED灯闪烁进行秒数计数，提供视觉上的秒针效果。 3. **闹钟功能**：用户可以通过操作键K1-K4设定闹钟时间，闹钟时间到时，会发出声音提醒，并可通过K4键停止。 4. **操作键功能**： - K1：设置当前时间。 - K2：查看已设定的闹钟时间。 - K3：设置新的闹钟时间。 - K4：切换闹钟状态，ON/OFF，ON状态下设置会伴随三声提示音，OFF状态下为一声提示音。 5. **可扩展功能**： - 秒表计数：可以增加计时功能，满足不同需求。 - 音乐提示：闹钟触发时，产生音乐声，提升用户体验。 - 减计数功能：用于倒计时等场景。 - 多组计数：支持多个定时任务的设定，增强实用性。 【单片机选型与硬件设计】 1. **主控芯片**：AT89C51单片机，具有微处理器、存储器、I/O口及特殊功能寄存器，其4KB的程序存储器和128字节数据存储器足以应对本设计需求。 2. **时钟电路**：采用晶振产生时钟信号，支持内部和外部两种时钟方式，提供稳定的时间基准。 3. **外围电路**：包括LCD显示屏、LED指示灯、按键、继电器、喇叭等，构建完整的硬件系统。 4. **接口设计**：89C51的4个I/O口（P0-P3）各具特色，其中P0口在扩展存储器时可作为低8位地址/数据总线，P3口则有第二功能，如串行输入/输出等。 【设计意义与价值】 单片机定时闹钟不仅满足了基本的时间显示和提醒功能，还具备可扩展性，能适应多样化的应用场景。这种以单片机为核心的数字时钟具有高精度、易扩展、寿命长等特点，对于日常生活、工作和学习有着重要价值，尤其在自动控制、定时操作等方面发挥着重要作用。 这款带有LCD显示屏的89C51单片机定时闹钟设计，充分体现了单片机技术在数字时钟领域的应用和创新，通过合理的硬件设计和软件编程，实现了高效可靠的时间管理和提醒功能，具有很高的实践意义和教育价值。