基于單片機的電子鬧鐘的設計

基于單片機的電子鬧鐘的設計組長：柏萬宏組員：薛春陽傅秋茗成臣任高建1、引言上個世紀末，電子技術得到了飛速地發(fā)展和進步，并在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品滲透了社會生活各個領域，有力推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度地提高。在現(xiàn)代電子科技日新月異的今天，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代節(jié)奏也越來越快。時間它對于任何人來說是寶貴的，是不可再生的，但是工作的忙碌和生活的繁雜總?cè)菀鬃屓瞬唤?jīng)意間遺忘。如果遺忘的是無關緊要的事，倒容易挽回，一旦出現(xiàn)重要事件的遺忘，代價可能讓人刻骨銘心。比如，火災的發(fā)生，很多都是人們一時忘記了關閉煤氣或是忘記了電器的充電時間。所以，一個準確的定時提醒系統(tǒng)對于人們?nèi)粘Ｉ钍呛鼙匾?。諸如定時報警、按時打鈴、時間程序自動控制、實時廣播、定時啟閉電路、定時開關等都是以數(shù)字鐘表為基礎，單片機自動控制程序為途徑的定時控制裝置。隨著生活水平的提高，人們越來越最求人性化的事物。傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的生活需求。因此，對單片機進行程序捎寫，利用模擬電路技術和數(shù)字電路技術進行電路設計的電子鬧鐘成為傳統(tǒng)機械鬧鐘很好的替代品，它與傳統(tǒng)機械鬧鐘相比，具有更好的準確性和直觀性，有更長的使用壽命，更加輕便，因此能得到更好的推廣應用。2、電子鬧鐘工作原理為保證電子鬧鐘能精確運行并準時告警，我們對電子鬧鐘工作狀態(tài)進行了控制，在編程過程中，對中斷控制程序進行精確編寫，使程序運行時間周期為1秒；同時，通過人機交互設計，用戶可根據(jù)自身需求設置定時時間和報警時間，使電子鬧鐘運行人性化。電子鬧鐘電路圖如圖1。圖1：電子鬧鐘電路圖3、電子鬧鐘結(jié)構(gòu)組成電子鬧鐘結(jié)構(gòu)（如圖2）由計時模塊、聲光報警發(fā)生模塊、顯示模塊和鍵盤輸入模塊組成。計時模塊進行實時準確計時，保證計時的精確度和準確性；聲光報警發(fā)生模塊在程序控制下，在報警時間發(fā)出蜂鳴聲音和閃光報警；顯示模塊顯示實時時間和設定報警時間，讓系統(tǒng)運行直觀明了；鍵盤輸入模塊是人機交互的重要組成部分，通過對鍵盤的操作，輸入需要定時的時間和進行實時時間調(diào)整。計時模塊計時模塊鍵盤輸入模塊顯示模塊聲光報警模塊電子鬧鐘圖2：電子鬧鐘硬件結(jié)構(gòu)圖4、電子鬧鐘硬件設計電子鬧鐘硬件由AT89C52單片機、4位七段數(shù)碼管、蜂鳴器、發(fā)光二級管和74HC138鎖存器等元器件構(gòu)成，根據(jù)設計要求，通過硬件電路的設計，為程序運行提供了硬件基礎。AT89C52單片機是設計電子鬧鐘相對理想的單片機類型。通過對多種類型單片機性能的分分析，發(fā)現(xiàn)它是一種8k的可反復擦鞋的flash只讀程序存儲器，兼容MCS-51指令系統(tǒng)，可以提供較復雜系統(tǒng)控制條件，并且它可反復擦鞋次數(shù)超過1000次，數(shù)據(jù)可保留時間為10年，因此是最佳選擇。在顯示方式的選擇上，通過對數(shù)碼管和液晶顯示器的對比，如果選擇液晶顯示器，雖然可以降低系統(tǒng)功耗，便于攜帶，但由于其驅(qū)動電路復雜，使用起來有一定難度，加之成本較高，不利于推廣；而選擇數(shù)碼管，在兼具除了耗能低的液晶顯示器的優(yōu)點外，使用方便，驅(qū)動電路簡單，價格低廉，易于接受。4*4矩陣鍵盤能夠直接輸入數(shù)據(jù)，且方便、快捷，比獨立按鍵節(jié)約I/0口，使用比較麻煩。圖3：電子鬧鐘設備圖5、電子鬧鐘軟件設計為保證電子鬧鐘實時接受和定時報警，需要軟件程序滿足預定的工作流程，即初始化設置、定時掃描鍵盤、顯示時間、報警。如果在工作期間，接受到鍵盤輸入信息，將在設置時間進行報警。圖4：電子鬧鐘工作流程圖圖5：電子鬧鐘中斷服務流程圖6、總結(jié)該電子鬧鐘時鐘能夠準確運行，實現(xiàn)“時”、“分”、“秒”的精確顯示，并在輸入定時報警指令后，在指定時刻產(chǎn)生聲光報警。達到了預期設計目的，實現(xiàn)時鐘準確運行，裝置定時報警的設計功能。圖6：電子鬧鐘仿真運行圖7、參考文獻[1]李全利、遲榮強,單片機原理及接口技術[M],北京：高等教育出版社，2004[2]凌玉華,單片機原理及應用系統(tǒng)設計[M],長沙：中南大學出版社，2006[3]張毅剛,MCS-51單片機應用設計[M],哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997[4]胡漢才,單片機原理及應用[M],北京：清華大學出版社，2004[5]張道德,單片機接口技術[M],北京：中國水利水電出版社，2007

附件：電子鬧鐘源程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitK1=P1^4; //調(diào)整鍵sbitK2=P1^5; //“+”鍵sbitK3=P1^6; //“-”鍵sbitK4=P1^7; //鬧鈴鍵ucharcodeport[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};ucharcodetab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};ucharint_time;ucharsecond;ucharminute;ucharhour;uchari;voiddelay(ucharx) //延時程序{uchari,j;for(i=0;i<x;i++){for(j=0;j<125;j++);}}voidDisplaySecond(uchars) //秒顯示程序{P2=0x40;P0=tab[s/10];delay(1);P2=0x80;P0=tab[s%10];delay(1);P2=0x00;}voidDisplayMinute(ucharm) //分顯示程序{P2=0x08;P0=tab[m/10];delay(1);P2=0x10;P0=tab[m%10];delay(1);P2=0x20;P0=0xbf;delay(1);P2=0x00;}voidDisplayHour(ucharh) //時顯示程序{P2=0x01;P0=tab[h/10];delay(1);P2=0x02;P0=tab[h%10];delay(1);P2=0x04;P0=0xbf;delay(1);P2=0x00;}voidTZ1(void) //小時調(diào)整程序{ if(K2==0){ delay(15); if(K2==0){ if(hour<23) hour++; elsehour=0;} } if(K3==0){ delay(15); if(K3==0){ if(hour>0) hour--; elsehour=23;} }}voidTZ2(void) //分鐘調(diào)整程序{if(K2==0){ delay(15); if(K2==0){ if(minute<59) minute++; elseminute=0;} } if(K3==0){ delay(15); if(K3==0){ if(minute>0) minute--; elseminute=59;} } }intalarm(uchara_hour,uchara_minute) //鬧鈴程序{ uchara_second=0; uchari=1,j=1; while(i) { DisplaySecond(a_second);delay(1); DisplayMinute(a_minute);delay(1);DisplayHour(a_hour);delay(1); if(K1==0){delay(15); if(K1==0) { while(j) //調(diào)整鬧鈴的小時數(shù) {for(i=0;i<150;i++) {P2=0x00;delay(1); P2=0x00;delay(1); P2=0x04;P0=0xbf;delay(1); DisplaySecond(a_second);delay(1); DisplayMinute(a_minute);delay(1);} if(K2==0){ delay(15); if(K2==0){ if(a_hour<23) a_hour++; elsea_hour=0;} } if(K3==0){ delay(15); if(K3==0){ if(a_hour>0) a_hour--; elsea_hour=23;} } for(i=0;i<150;i++) {DisplaySecond(a_second);delay(1); DisplayMinute(a_minute);delay(1); DisplayHour(a_hour);delay(1);} if(K1==0){ delay(15); if(K1==0){ while(j) //調(diào)整鬧鈴的分鐘數(shù) {for(i=0;i<150;i++) {P2=0x00;delay(1); P2=0x00;delay(1); P2=0x04;P0=0xbf;delay(1); P2=0x20;P0=0xbf;delay(1); DisplaySecond(a_second);delay(1); DisplayHour(a_hour);delay(1);} if(K2==0){ delay(15); if(K2==0){ if(a_minute<59) a_minute++; elsea_minute=0;} } if(K3==0){ delay(15); if(K3==0){ if(a_minute>0) a_minute--; elsea_minute=59;} } for(i=0;i<150;i++) {DisplaySecond(a_second);delay(1); DisplayMinute(a_minute);delay(1); DisplayHour(a_hour);delay(1);} if(K1==0){ delay(20); if(K1==0) {j=0;} } DisplaySecond(a_second);delay(1); DisplayMinute(a_minute);delay(1); DisplayHour(a_hour);delay(1); } }}}}} if(K4==0){delay(15);if(K4==0) {i=0;} } } { return(a_hour*100+a_minute);}}voidmain(void){ucharn,p=0,q=0;TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TH0=(65536-46083)/256;TL0=(65536-46083)%256;TR0=1;int_time=0;second=30;minute=59;hour=23;while(1){ i=1;DisplaySecond(second);delay(1); DisplayMinute(minute);delay(1); DisplayHour(hour);delay(1); if(K1==0){delay(15); if(K1==0) { while(i) //調(diào)整電子表的小時數(shù) {for(i=0;i<150;i++) {P2=0x00;delay(1); P2=0x00;delay(1); P2=0x04;P0=0xbf;delay(1); DisplaySecond(second);delay(1); DisplayMinute(minute);delay(1);} TZ1(); for(i=0;i<150;i++) {DisplaySecond(second);delay(1); DisplayMinute(minute);delay(1); DisplayHour(hour);delay(1);} if(K1==0){ delay(15); if(K1==0){ while(i) //調(diào)整電子表的分鐘數(shù) {for(i=0;i<150;i++) {P2=0x00;delay(1); P2=0x00;delay(1); P2=0x04;P0=0xbf;delay(1); P2=0x20;P0=0xbf;delay(1); DisplaySecond(second);delay(1); DisplayHour(hour);delay(1);} TZ2(); for(i=0;i<150;i++) {DisplaySecond(second);delay(1); DisplayMinute(minute);delay(1); DisplayHour(hour);delay(1);} if(K1==0){ delay(15); if(K1==0){ while(i) //調(diào)整秒數(shù) { {for(i=0;i<150;i++) {P2=0x00;delay(1); P2=0x00;delay(1); P2=0x20;P0=0xbf;delay(1); DisplayHour(hour);delay(1); DisplayMinute(minute);delay(1);} if(K2==0){ delay(15); if(K2==0){ if(second>=30){second=0; if(minute<59) minute++; elseminute=0;} elsesecond=0;} } if(K3==0){ delay(15); if(K3==0){ if(second>=30){second=0; if(minute<59) minute++; elseminute=0;} elsesecond=0;} } for(i=0;i<150;i++) {DisplaySecond(second);delay(