【正文】 個(gè)功能按鍵可以時(shí)間對(duì)事件的修改和定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到后蜂鳴器發(fā)出響聲。 定時(shí)鬧鐘的系統(tǒng)可以分為六個(gè)環(huán)節(jié)，分別是電源電路模塊、時(shí)鐘電路模塊、復(fù)位電路模塊、時(shí)間顯示模塊、控制按鍵模塊和鬧鈴模塊。模塊的相互連接如下圖所示： 圖 模塊的相互關(guān)系 復(fù) 位 電 路 模 塊 時(shí) 鐘 電 路 模 塊 電 源 電 路 模 塊 控 制 按 鍵 模 塊 時(shí) 間 顯 示模 塊 鬧 鈴 模 塊 6 時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案 方案一：運(yùn)用所學(xué)的數(shù)字電 子技術(shù)知識(shí)， 555 秒脈沖發(fā)生器和 74 系列等相關(guān)芯片設(shè)計(jì)出純硬件的電子鬧鐘原理圖。 方案二：使用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)器，根據(jù)單片機(jī)是利用 MCS51 中的 89C52作為其核心部分，其內(nèi)部的定時(shí) /計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。 方案三：使用時(shí)鐘芯片 優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)就不怕掉電且時(shí)間精確； 缺點(diǎn)：這種芯片比較貴，況且，設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要是為了學(xué)習(xí)單片機(jī) 程序的編寫(xiě)和調(diào)試以及設(shè)計(jì)硬件電路的一些方法，因此采用軟件的方法來(lái)計(jì)時(shí)而沒(méi)有采用價(jià)格較高的時(shí)鐘芯片。 顯示方案 方案一：靜態(tài)顯示。該方式每一位都需要一個(gè) 8 位輸出口控制。 缺點(diǎn)：所顯示的位數(shù)較多時(shí)，靜態(tài)顯示所需的 I/O 口太多，造成了資源的浪費(fèi)。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是 一位一位的輪流點(diǎn)亮各個(gè)位，對(duì)于顯示器的每一位來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。動(dòng)態(tài)顯示節(jié)省了 I/O 口，降低了能耗。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也于點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。如果選擇此方案，將會(huì)降低系統(tǒng)的功耗，這樣就可以用電池供電，便于攜帶。 由于數(shù)碼管使用起來(lái)較為方便，在夜間看時(shí)間也很方便，以及節(jié)省 I/O 口和降低能耗出發(fā)，本設(shè)計(jì)采用方案二。 Keil 軟件介紹： Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。程序主要負(fù)責(zé)顯示模塊的處理，鍵盤(pán)輸入信息處理 以及驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，本程序運(yùn)用軟件定時(shí)，最后把程序燒到單片機(jī)中。 設(shè)置當(dāng)前時(shí)間：按 S1 鍵 LED 停止閃動(dòng)，即進(jìn)入時(shí)間設(shè)置狀態(tài)，按 S2鍵調(diào)整小時(shí)，每按一次數(shù)值增一，按 S3 鍵調(diào)整時(shí)間，設(shè)置完成后按 S4， LED 恢復(fù)閃爍，及設(shè)置完成，進(jìn)入正常走時(shí)狀態(tài)。鬧鈴開(kāi)關(guān)設(shè)置：鬧鈴時(shí)間設(shè)定后，再按 S4 鍵，進(jìn)入鬧鈴開(kāi)關(guān)設(shè)置。 8 3. 方案實(shí)施 單片機(jī)的功能 AT89S52 芯片由 CPU、振蕩器與時(shí)序電路、 4KB 的 ROM、 256KB 的 RAM、兩個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 和 T 4 個(gè) 8 位的 I/O 端口（ P0、 P P P3）、串行口等組成，其中振蕩器時(shí)序電路與外時(shí)鐘組成了一個(gè)定時(shí)控制部件。 GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí) ，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。單片機(jī)的生產(chǎn)工藝不同，時(shí)鐘的產(chǎn)生方式也不同，有內(nèi)部和外部?jī)煞N時(shí)鐘產(chǎn)生方式，根據(jù)該設(shè)計(jì)需要，采取內(nèi)部方式。交流電壓 220V 通過(guò)變壓器變壓以后，經(jīng)過(guò)橋式整流變成直流電壓，然后經(jīng)過(guò)電容濾波和 7805 穩(wěn)壓，最后輸出 +5V 的電源，然后在電源電路中加上一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)電源接通后發(fā)光二極管會(huì)亮。復(fù)位后 P0－ P3 口均 在 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。 復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路。 R21kC42 2 u FP9 圖 復(fù)位電路 12 控制按鍵電路 按鍵 S S S S4 分別接到 P P2 P2 P23 端口。 S2 鍵設(shè)置鬧鐘功能鍵、鬧鐘和當(dāng)前時(shí)間的小時(shí)設(shè)置。 S4 鍵為設(shè)置當(dāng)前時(shí)間后恢復(fù)鍵和鬧鈴開(kāi)關(guān)設(shè)置鍵。 設(shè)置鬧鈴時(shí)間： S2 鍵進(jìn)入鬧鈴設(shè)置時(shí)間設(shè)定狀 態(tài)， S2為設(shè)置鬧鈴功能鍵，再按 S2小時(shí)調(diào)整，按 S3分鐘調(diào)整。 時(shí)間顯示電路 顯示部分是采用 4 位共陽(yáng)極的數(shù)碼管，它們的公共端分別接到 、 、 、 端，它們的 abcdefg 和 DP 分別接到 、 、 、 、 、 、 、 端，自左到右分別顯示小時(shí)和分鐘。 接通電源后，蜂鳴器連續(xù)兩次發(fā)生響聲， LED 閃動(dòng)，程序 執(zhí)行。 14 4. 結(jié)果與結(jié)論 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 有電源開(kāi)具關(guān)及指示燈， 接通電源后，蜂鳴器連續(xù)兩次發(fā)出響聲，同時(shí)工作指示燈 LED 閃動(dòng)，表示程序執(zhí)行，數(shù)碼管顯示“ 0000” 接著設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。設(shè)置完成后，按S4， LED 恢復(fù)閃爍，即設(shè)置完成，進(jìn)入正常走時(shí)狀態(tài)。之后按下 S4 鬧鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)。鬧鈴時(shí)間設(shè)定完后，再按 S4，進(jìn)入鬧鈴開(kāi)、關(guān)設(shè)置。 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 在本次試驗(yàn)中，總體實(shí)現(xiàn)了要求功能，能夠正常實(shí)現(xiàn)鬧鐘的計(jì)時(shí)和定時(shí)功能，并且指示燈能過(guò)正確發(fā)光。我們?cè)?protues上進(jìn)行了成功仿真，但是在焊完電路板，并且燒入程序后，數(shù)碼管無(wú)法正常顯示，且一些按鍵有些問(wèn)題。對(duì)于該電路我們盡量讓自己達(dá)到設(shè)計(jì)的所有要求。制作生產(chǎn)所需要的成本，對(duì)整個(gè) 電路元件的選擇和實(shí)際中有所差別。 15 5. 收獲與致謝 在本次課設(shè)中我真的學(xué)了不少知識(shí)，自己的動(dòng)手能力也有了一定的提高。 本次課設(shè)主要用到了單片機(jī) AT89S5和其他一些器件，這些都是我在上課時(shí)略有接觸過(guò)的器件。這次課設(shè)可以說(shuō)是理論和實(shí)踐的統(tǒng)一，是學(xué)理論的一次實(shí)際的應(yīng)用，對(duì)于加強(qiáng)和鞏固知識(shí)及提高學(xué)習(xí)的積極性起著十分重要的作用。 通過(guò)這次課設(shè)，我深深的感到這一切的來(lái)之不易，現(xiàn)將具體的感受總結(jié)如下： 第一：要對(duì)我們學(xué)過(guò)的各種電路知識(shí)熟悉掌握以及學(xué)會(huì)運(yùn)用； 第二：在制作的過(guò)程中要有耐心，不能急躁，特別是在調(diào)試的過(guò)程中更要注意； 第三：在編寫(xiě)程序的時(shí)候先要畫(huà)出流程圖，理清思路； 第四：細(xì)心謹(jǐn)慎，才能避免不必要的錯(cuò)誤出現(xiàn)，在制作的各個(gè) 環(huán)節(jié)中都要注意； 第五：態(tài)度決定一切，我們要擺正自己的心態(tài)，相信自己有能力獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。 16 6. 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛，彭喜元，董繼成 .《 單片機(jī)原理及應(yīng)用 》 .高等教育出版社， 2020 [2] 童詩(shī)白，華成英 .《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 .高等教育出版社 ， 2020 [3] 張大明，劉振鵬 .《 單片微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)實(shí)操指導(dǎo)書(shū) 》 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [4] 徐晨，陳繼紅 ，王春明，徐慧 .《 微機(jī)原理及應(yīng)用 》 .高等教育出版社 ， 2020 17 7. 附件 原理圖