定时闹钟设计

无线电调试工技师资格考评论文论文题目:定时闹钟设计单位名称：中航雷达与电子设备研究院作者：2012年10月24日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、绪论 4\o"CurrentDocument"引言 4\o"CurrentDocument"1.2选题背景与意义 4二、单片机应用系统的一般硬件组成 5\o"CurrentDocument"三、 定时闹钟的PROTEUS设计与仿真 7\o"CurrentDocument"ProteusISIS简介 73.2ProteusISIS编辑环境及参数设置 76、电气检测 9\o"CurrentDocument"四、 定时闹钟软件程序设 15定时闹钟软件程序框图 153.2定时闹钟软件程序设计 16DISPLAY: 16DISPLAY1: 19INT_T0: 21\o"CurrentDocument"参考文献 26[4]李金平等编著.电子系统设计．北京：电子工业出版社，2007年 26摘要】本文叙述了基于AT89C51单片机的定时闹钟软、硬件设计过程。实现了从00：00：00开始计时并显示；能够通过计时启、停键，“分”、“时”调整键等对计时时间进行调整；通过方式转换键、闹铃设定键设定闹钟定时,定时时间到蜂鸣器会发出“滴”、“滴”的闹铃声。关键词：时钟、蜂鸣器、单片机一、绪论引言在古代，作息遵循所谓日出而作，日落而息。随着社会的前进，人们的生活节奏日益加快，上学、上班都需要遵守固定的时刻，闹钟已成为生活中必不可少的一个日常用品，有着广泛的需求市场。选题背景与意义进入信息时代，计算机的影子无处不在，带有像单片机一类嵌入式处理器的小型智能化电子产品，已经成为家用电器的主流，市场需求前景广阔，因此，掌握小型单片机应用系统设计方法，已成为当今电子应用工程师所必备的技能，电子闹钟具备小型单片机应用系统的一切要素，由于其结构简单、成本低廉、走时精确、设置方便，作为毕业设计的练兵之作无疑是合适的。研究现状越来越多的定时闹钟在市场上出现，闹钟的功能已被嵌入到手机、电脑甚至收音机、台灯等产品中；闹铃也由普通铃声变成了音乐和语音提示如今，市面上既有时尚的液晶显示小闹钟、七彩闹钟、正品蓝光音乐闹钟、夜光炫彩桌钟，又有美观新颖，可作为家庭程设的闹钟新品种。论文主要研究内容论文介绍了定时闹钟硬件电路、软件程序的设计过程。整个设计基于PROTEUS、制作的样机能够实现定时闹钟的计时、显示、闹钟提醒等功能。二、单片机应用系统的一般硬件组成由于单片机主要用于工业测控，因而其典型应用系统应包括单片机系统，用于测控目的的前向传感器输入通道、后向伺服控制输出通道以及基本的人机对话通道。大型复杂的测控系统是一个多机系统，还包括机与机之间进行通信的相互通道。图2.1是一个典型单片机应用系统的结构框图。图2.1典型单片机应用系统结构框图前向通道的组成及特点前向通道是单片机与测控对象相连的部分，是应用系统的数据采集输入通道。包括光电隔离、信号放大、滤波、A/D转换等电路。后向通道的组成及特点后向通道是应用系统的伺服驱动通道。作用于控制对象的控制信号通常有两种：一种是开关量控制信号，另一种是模拟控制信号。开关量控制信号的后向通道比较简单，只需采用隔离及电平转换。模拟控制信号的后向通道需要进行D/A转换、隔离放大、功率驱动等处理。人机通道的结构及其特点单片机应用系统中的人机通道是用户为了对应用系统进行干预(如启动、参数设置等)以及了解应用系统运行状态所设置的对话通道，主要有键盘、显示器、打印机等通道接口。三、定时闹钟的PROTEUS设计与仿真3.1ProteusISIS简介ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。3.2ProteusISIS编辑环境及参数设置1、编辑环境双击桌面上的ISIS6Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”一“程序”f“Proteus6Professional”->“ISIS6Professional”，出现如图4-1所幕，表明进入ProteusISIS集成环境。图3-1启动时的屏幕ProteusISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图1-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。图3-2ProteusISIS的工作界面2、参数设置⑴图形编辑窗口ISIS中坐标系统的基本单位是10nm,主要是为了和ProteusARES保持一致。但坐标系统的识别（read-out）单位被限制在1th。坐标原点默认在图形编辑区的中间，图形的坐标值能够显示在屏幕的右下角的状态栏中。⑵预览窗口该窗口通常显示整个电路图的缩略图。在预览窗口上点击鼠标左键，将会有一个矩形蓝绿框标示出在编辑窗口的中显示的区域。其他情况下，预览窗口显示将要放置的对象的预览。⑶对象选择器窗口通过对象选择按钮，从元件库中选择对象，并置入对象选择器窗口，供今后绘图时使用。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。3.3ProteusIS原理图设计步骤1、建立、保存、打开文件单击菜单中的“FILE-NEWDESIGN”，弹出新建设计的对话框。直接单击“OK”按钮，则以默认的模版建立一个的新的空白文件。单击工具按钮“SAVE”，取文件名后再单击“保存”按钮，则完成新建文件操作，文件名为*.DSN,后缀DSN是系统自动加上的。若文件已存在，则可单击工具栏中的按钮“OPEN”，选择所要求的设计文件（*.DSN）.2、 从库中选取元器件单击“P”按钮，贝V跳出元器件选择框。在“Keywords”栏中输入元器件的关键字，如“AT89C51”，则可看到元器件列表。从列表中选中AT89C51行后，再双击，便可将AT89C51选入对象选择器中。3、 元器件操作在对象选择器中选取要放置的元器件，再在ISIS编辑区空白处单击。4、 连线、布线布线分自动布线和手工布线。自动布线是只要单击连线的起点和终点，系统会自动以直角走线，生成连线。手工布线要进行手工直角画线，直接在移动鼠标的过程中单击即可。5、 放置电源、地（终端）单击工具栏中的终端按钮，从终端符号选择POWER（电源）、GROUND（地）。6、 电气检测设计电路完成后，单击工具栏中电气检查按钮，会出现检查结果窗口。窗口前面是一些文本信息，接着是电气检查结果列表。若有错，会有详细的说明。7、元器件属性设置双击所选器件，则跳出属性设置栏。8、 生成、加载目标代码文件和设置时钟频率单击ISIS菜单中的Source选项，弹出下拉菜单。单击“Add/RemoveSourceFile”选项，弹出添力口/删除源程序文件框，单击“CodeGenerationTool"下方框中的按钮，弹出下拉菜单，选择代码生成工具。再单击"NEW”按钮，在弹出的对话框中的文件名框中的文件名框中写入源程序文件名.ASM。单击“打开”按钮，在接着弹出的小对话框中单击按钮“是”，然后在弹出的提示栏中单击“0K”按钮。双击单片机，则弹出加载目标文件和设置频率的窗口。单击在ProgramFile栏右侧“打开”按钮，弹出文件列表，从中选择目标代码文件.HEX；在ClockFrequency栏中填上时钟频率，再单击按钮0K,则可完成加载目标文件和设置时钟频率的操作。9、 仿真单击仿真按钮，即可全速仿真。3.4定时闹钟的Proteus设计1、将所需元器件加入到对象选择器窗口。PickingComponentsintotheSchematic单击对象选择器按钮1=1，弹出“PickDevices”页面，在“Keywords”输入AT89C51，系统在对象库中进行搜索查找，并将搜索结果显示在“Results"中，如图4-3所示。3-3搜索单片机界面在“Results”栏中的列表项中，双击“AT89C51”，则可将“AT89C51”添加至对象选择器窗口。接着在“Keywords”栏中重新输入7SEG，如图所示。双击“7SEG-MPX8-CC-BLUE”，则可将“7SEG-MPX8-CC-BLUE”（8位共阴7段LED显示器）添加至对象选择器窗口。同理可得在“Keywords”栏中重新输入74LS245、RES、LED-YELLOW，如图所示。双击“74LS245”、“RES”、“LED-YELLOW”，则可将“74LS245”、“RES”、“LED-YELLOW”添加至对象选择器窗口。图3-4搜索数码管界面2、放置元器件至图形编辑窗口PlacingComponentsontotheSchematic

在对象选择器窗口中，选中7SEG-MPX8-CC-BLUE,将鼠标置于图形编辑窗口该对象的欲放位置、单击鼠标左键，该对象被完成放置。同理，将AT89C51、RES、74LS245放置到图形编辑窗口中。如图所示。j^gwriTLHD-1STS 匚疤网E.LZ!*!YlawE.』：已 ta*K'Si* D«eLaq S^m*jaQ.+'biacTaupZkiA三宜K^lp75EGMF^i=T^EG-MPO：^EGMF^S^EGMP-i：［凹“|RIA■!訂9El■Eimi舟：*畋礙咳ES75EGMF^i=T^EG-MPO：^EGMF^S^EGMP-i：图3-5放元器件3、布线根据原理图将各元器件连接起来，如图所示。¥"1*"Jl-iLcLLtr-u'** ■_0*a^«&. ^bi'-LT-S*! Ii-bbac了百Skic-v^耳百1口IfU 虚刃口IWS］|启|却十呻说曰吱口SiP 屈闻JimMM■■生：!>e•严毘竹爲ahia=- *站匡］凹spijtTmpiDUZZEHCAPEAP-ELEE匚pijtTmpiDUZZEHCAPEAP-ELEE匚ITF■二T.dLLEDVEl_l_ClWHI'dr-ouNner“ii:.__弦諾r'EELfFirll:SHf图3-6布线定时闹钟的Proteus设计就完成了。3.5定时闹钟的Proteus仿真1、单击仿真按钮，初始状态如图所示。

I'hKI42 ±h'*J>liA-Q.-feb'LitTnaplh^：I'hKI42 ±h'*J>liA-Q.-feb'LitTnaplh^：A L■・ jjAlp-oo-00-00如iTTjrjGU.eiiOiXOlBZH空L*n1空巴IT图3-7 初始状态图2、秒针开始计数co.'r七+心宗J：□*co.'r七+心宗J：□*=「bw\nrJ:..-l"A・ZllAT33CS1BUTTONBUZZERCAPCAP€UE匚CRYSTALLEDnELLQw:■■SOUH&er00-00*03AMIMATINR0QW03W[CFU3d?说1HB££-ISISPsU-EEMXX.cinxl{Afiina-tin«3E-JtbJtxJ1-b 4A£d.lt和bfa-M~yIc-aIe 4Q h'k-pl'i £*bu<T*rtDlAC.*1□耳■1- 毎血11O乐1*丨屮回■迪）出sc1图-8 3时钟计数图3、按闹钟设置键，定时1分钟

［镭育IT一:tSI!SF靈 Ctozf1::LnE)JIBIKIElIvVj £d.itJLibrwyHoml.iiBv»ln2r«pjh 卫［镭育IT一:tSI!SF靈 Ctozf1::LnE)JIBIKIElIvVj £d.itJLibrwyHoml.iiBv»ln2r«pjh 卫■bug;T-aEplituSi^i«:wi21«lp」g： li SDSiIEE■!■+畋曰吱口TL 对*■■愜#ttt尸占m >：曲-点=••可bPim叵pwm匚r吟ED4riPW8lC：MLLiEAT33C510LITTONBUZZERCAPCAP-ELECCFT-fST^LLED滤LLOWRES□□UHDE口|| +4300 WOlh图3-9设置闹钟图4、1分钟到时，灯亮并显示1分钟五秒钟MS«£-XSI£Pr-nf-narxionail(AxtJiKMf;inf：> ［^~|何|濟|乂1.丹Efli-1L>-bru'yX-jc-Lr *-1-^匕sp七卫^b*±f 匸直mH*Zp三-云-三】E36H石］囤|m**盘包嘎£3巧m~于％屮门HH■■I论*»t・旨齢成|直1>C0-焊••口BhE3m4K":・住A51AT&S251BUTT口Z0LEZER3FiAF・ELEGCFTr'iTALled-t-ellow口E1贏■SOUNDER|Ijj|Iafjimatinqati5co?s\cfukiHd汹冷j图3-10 闹钟时间到图四、定时闹钟软件程序设4.1定时闹钟软件程序框图图4-1 总流程图JLL..吞少-fiTT肖’<>>

^2riirfr力仃I茹」<1rFbJ-力口1工小m吗工小m吗Z^S\J2-1斗齐孑二^图4-2 中断图3.2定时闹钟软件程序设计1、显示模块：负责定时闹钟的时间显示功能;(1)时钟显示模块：DISPLAY:MOVA,SECOND;显示秒MOVB,#10DIVABCLRP3.6MOVCA,@A+DPTRMOVP0,A

LCALLDELAYSETBP3.6MOVA,BCLRP3.7MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.7CLRP3.5MOVP0,#40H ;显示分隔符LCALLDELAYSETBP3.5MOVA,MINUTE ;显示分钟MOVB,#10DIVABCLRP3.3MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.3

MOVA,BCLRP3.4MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.4CLRP3.2MOVP0,#40H ;显示分隔符LCALLDELAYSETBP3.2MOVA,HOUR ;显示小时MOVB,#10DIVABCLRP3.0MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.0MOVA,BCLRP3.1MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.1RET(2)闹钟设置时的显示模块DISPLAY1:MOVA,SECOND1 ;显示秒MOVB,#10DIVABCLRP3.6MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.6MOVA,BCLRP3.7MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAY

SETBP3.7CLRP3.5MOVP0,#40HLCALLDELAYSETBP3.5MOVA,MINUTE1MOVB,#10DIVABCLRP3.3MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.3MOVA,BCLRP3.4MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETBP3.4CLRP3.2;显示分隔符;显示分钟MOVP0,#40H ;显示分隔符LCALLDELAYTOC\o"1-5"\h\zSETB P3.2MOVA,HOUR1 ;显示小时MOV B,#10DIV ABCLR P3.0MOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDELAYSETB P3.0MOV A,BCLRP3.1MOVCA,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DELAYSETBP3.1RET2、控制模块：负责定时闹钟的中断处理和按键扫描INT_T0:

MOVTH0,#(65536-50000)/256MOVTL0,#(65536-50000)MOD256INCTCNTMOVA,TCNTCJNEA,#20,RETUNE ;计时1秒INCSECONDMOVTCNT,#0MOVA,SECONDCJNEA,#60,RETUNEINCMINUTEMOVSECOND,#0MOVA,MINUTECJNEA,#60,RETUNEINCHOURMOVMINUTE,#0MOVA,HOURCJNEA,#24,RETUNEMOVHOUR,#0MOVMINUTE,#0MO