89C051电子闹钟课程设计.docx
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89C051电子闹钟课程设计
题目:
电子闹钟
专业电子信息工程
班级09电信一班
学号090507149
姓名陈清祥
指导老师郭海燕
内容摘要:
本电路采用89C2051单片机设计硬件电路如图1所示。
电路可设置时间分钟小时,设置闹钟分钟小时,正常24小时走时等。
正常走时显示,D2、D3两位数码管间的LED灯闪烁;在设置模式可设置时间,闹钟时间以及闹钟音乐,设置时相应的数码管闪烁。
关键词:
数码,闹钟,AT89C2051,蜂鸣器,时钟
目录
1设计要求1
2.硬件及电路原理1
2.1AT89C2051介绍1
2.2显示电路2
2.3按键电路3
2.4蜂鸣器驱动电路3
2.5秒闪电路4
2.6电路原理图4
3.电路功能5
4.软件设计5
4.1软件平台及开发工具5
4.2程序流程图6
5.系统调试7
5.1proteusisis仿真7
5.2电路功能测试8
6.结论8
7.参考文献8
8.附件8
8.1原件清单8
8.2电路原理图9
8.3pcb图9
1设计要求
1.124小时制,可设定实时时间。
1.2可设定闹钟时间,时间到演奏一首音乐。
1.3要求单片机用AT89C2051,按键可3至4个。
2硬件设计及电路图
本电路以一片AT89C2051单片机为主体,其显示数据从P1.0-P1.7口输出通过四个数码管显示时分,P3口输出对应的六位位选信号。
电子钟程序设计时使用了T0定时中断控制蜂鸣器发出音乐,T1定时器控制主程序循环时间5ms。
用四个按键sw1、sw2、sw3、sw4来完成所有的设置。
2.1AT89C2051介绍
AT89C205是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含2kbytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大AT89C2051单片机可提供许多高性价比的应用场合。
AT89C2051是一个功能强大的单片机,但它只有20个引脚,15个双向输入/输出(I/O)端口,其中P1是一个完整的8位双向I/O口,两个外中断口,两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口,一个模拟比较放大器。
主要功能特性:
·兼容MCS51指令系统·2k可反复擦写(>1000次)FlashROM
·15个双向I/O口·6个中断源
·两个16位可编程定时/计数器·2.7-6.V的宽工作电压范围
·时钟频率0-24MHz·128x8bit内部RAM
·两个外部中断源·两个串行中断
·可直接驱动LED·两级加密位
·低功耗睡眠功能·内置一个模拟比较放大器
·可编程UARL通道·软件设置睡眠和唤醒功能
管脚说明
89C2051共有20条引脚,详见图一,从图中可见,P1口共8脚,准双向端口。
P3.0~P3.6共7脚,准双向端口,并且保留了全部的P3的第二功能,如P3.0、P3..1的串行通讯功能,P3.2、P3..3的中断输入功能,P3.4、P3.5的定时器输入功能。
在引脚的驱动能力上面,89C2051具有很强的下拉能力,P1,P3口的下拉能力均可达到20mA.相比之下,89C51/87C51的端口下拉能力每脚最大为15mA。
但是限定9脚电流之和小于71mA.这样,引脚的平均电流只9mA。
89C2051驱动能力的增强,使得它可以直接驱动LED数码管。
为了增加对模拟量的输入功能,2051在内部构造了一个模拟信号比较器,其输入端连到P1.0和P1.1口,比较结果存入P3.6对应寄存器,(P3.6在2051外部无引脚)2。
图一
89C2051单片机端口设置:
Pl口分别接数码管的段码口(a~h);P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、分别接按键的1脚;P3.4接LED负极,P3.5接按键的2脚;P3,7驱动蜂鸣器。
C4、R14构成上电复位电路。
T1~T4为数码管显示驱动三极管。
电路中没有画出电源部分,电路中的电源可以利用学生电源直接提供。
2.2显示电路
上图使用8段共阳数码管显示时间的时分,该数据由单片机的P1.0-P1.7经470Ω输入,数码管的3、8脚为公共端,每只数码管通过开关管9012控制阳极电源。
控制9012导通的为cs0—cs3,分别为P3.0—P3.3。
2.3按键电路
按键电路如右图,cs0—cs5分别对应单片机P3.0—P3.5,当cs5=0,相应键按下使相应I/O输入0,表明有键按下。
2.4蜂鸣器驱动电路
右图为单片机驱动蜂鸣器播放音乐电路。
P3.7口通过控制开关管9012的导通频率使蜂鸣器播放不同的音乐。
单片机演奏一个音符,是通过引脚,周期性的输出一个特定频率的方波。
这就需要单片机,在半个周期内输出低电平、另外半个周期输出高电平,周而复始。
周期为频率的倒数,可以通过音符的频率计算出半周期。
演奏时,要根据音符频率的不同,把对应的、半个周期的定时时间初始值,送入定时器,再由定时器按时输出高低电平。
2.5秒闪电路
通过右图所示电路指示秒时走动。
每秒钟LED1,LED2闪烁一次,亮灭时间各占500ms。
LED的工作电流为3mA到10mA,工作电压1.8V左右。
故限流电阻R9选择330Ω。
2.6电路原理图
3电路功能
本时钟电路采用24小时制,使用四个数码管显示时间,两个LED做秒闪烁。
本电路只有四个操作键SW1、SW2、SW3、SW4。
SW1键按一下进入设置时间模块在此模块通过SW3修改时间,SW1选择修改的数码管,SW1每按一下数码管位右移一位右移到最后一位再按下SW1进入走时模块。
在设置模块时按下SW2进入设置闹钟模块,闹钟设置模块可设置两个闹钟并且可通过SW4键为闹钟设置音乐。
每到一个闹钟时间,蜂鸣器会播放设置好的音乐半分钟后音乐自动关闭在这段时间内还可以通过按键SW4手动关闭音乐。
4软件设计
4.1软件平台及开发工具
编写程序软件为KeiluVision2
烧写程序软件为TOOP2000
4.2程序流程图
5系统测试
5.1proteus7.7ISIS仿真
在proteus7.7ISIS软件中仿真,电路结合程序能够实现预设功能。
5.2电路功能测试
将程序用TOOP2000烧写到AT89C2051中,用学生电源调节到5v,电路板可实现预设功能。
6结论
本次课程设计使用AT89C2051制作电子闹钟,实现了基本要求,并添加4首音乐选择功能,成功完成了本次课程设计要求。
设计过程中通过使用proteusisis仿真软件,大大提高了设计速度。
本次设计的电子钟是智能化器仪表的一种,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域。
它以微控制器为核心,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表发展的新方向,具有一定的实用价值。
7参考文献
7.参考文献
[1]倪云峰主编.单片机原理与应用.西安电子科技大学出版社,2009
8.附录
8.1原器件明细表
器件名称
器件型号
数量(个)
器件名称
器件型号
数量(个)
集成芯片
AT89C2051
1
瓷片电容
104
2
三极管
9012
5
10PF
2
蜂鸣器
1
敷铜板
8*10
1
晶振
12MHZ
1
按键
自锁
4
数码管
共阳
4
LED
红色
2
8.2电路原理图
8.3PCB电路图
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- 关 键 词:
- 89 C051 电子 闹钟 课程设计
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