51單片機(jī)制作電子鬧鐘設(shè)計(jì)方案及原理與實(shí)現(xiàn)過程

ID:243797 · 發(fā)表于 2017-10-29 14:53

（一）設(shè)計(jì)任務(wù)
  1、采用四位LED動(dòng)態(tài)顯示小時(shí)、分單元。
  2、具有自動(dòng)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。
  3、可以通過四個(gè)開關(guān)設(shè)定修改時(shí)間，保證準(zhǔn)確性。
  4、通過LED燈的顯示，實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。
（二）設(shè)計(jì)方案
顯示時(shí)、分，打開電源時(shí)，應(yīng)當(dāng)顯示的數(shù)據(jù)為00：00，秒鐘通過右邊的LED燈的閃爍來顯示，每閃爍一次代表計(jì)時(shí)一秒，然后電路會(huì)自動(dòng)開始計(jì)時(shí)。電路中應(yīng)當(dāng)有時(shí)、分的時(shí)間調(diào)整按鈕。當(dāng)顯示數(shù)據(jù)變?yōu)?0：00時(shí)，而不是24：00。時(shí)間調(diào)整按鈕按下時(shí)間小于1s時(shí)，時(shí)鐘進(jìn)入休眠狀態(tài)；大于1s時(shí)，進(jìn)入時(shí)間調(diào)整狀態(tài)，每按1次，顯示值加1。K1~K4每按一下，開關(guān)狀態(tài)取反。當(dāng)鬧鐘開關(guān)k1開啟，則顯示鬧鐘設(shè)置時(shí)間，且中間藍(lán)色LED指示燈亮（藍(lán)色LED滅則顯示時(shí)鐘時(shí)間），K2進(jìn)行小時(shí)+1設(shè)置，K3進(jìn)行分鐘+1設(shè)置，若開關(guān)k4開啟，則允許鬧鐘開啟，當(dāng)時(shí)間到達(dá)鬧鐘設(shè)定時(shí)間時(shí)，左邊鬧鐘的綠色LED燈閃爍，進(jìn)行報(bào)時(shí)，閃爍延時(shí)一分鐘后熄滅。
程序執(zhí)行后工作LED指示燈閃動(dòng)，表示程序開始執(zhí)行，LCD顯示“00：00”，按下操作鍵K1～K4動(dòng)作如下：
  (1) K1—顯示鬧鐘設(shè)置的時(shí)間。
  (2) K2—時(shí)調(diào)整
  (3) K3—分調(diào)整
  (4) K4—鬧鈴ON/OFF的狀態(tài)設(shè)置，ON鬧鐘開啟，OFF鬧鐘關(guān)閉。

（三）設(shè)計(jì)原理
  本設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的是4位數(shù)的顯示。一般來說，控制多位數(shù)碼管常采用的方法是掃描顯示法，即各位數(shù)碼管共用輸入數(shù)據(jù)，但各數(shù)碼管的顯示控制線則單獨(dú)控制。  用掃描顯示法來完成多位數(shù)字顯示設(shè)計(jì)，程序執(zhí)行時(shí)，先使要顯示的數(shù)字位數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管允許點(diǎn)亮；然后，將要顯示的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)碼管；顯示時(shí)間到了之后，再切換到下一個(gè)數(shù)碼管來顯示，秒鐘通過右邊LED閃爍來顯示，每一秒閃一下。  報(bào)時(shí)方面設(shè)計(jì)采取使用左邊的LED燈閃爍進(jìn)行報(bào)時(shí)，燈閃爍一分鐘后熄滅。
（四）硬件電路設(shè)計(jì)
  電路設(shè)計(jì)：由以上的分析知，電路中除了單片機(jī)之外，還需要4個(gè)數(shù)碼管，4個(gè)開關(guān)按鈕，三個(gè)LED閃關(guān)燈和三個(gè)電阻

（五）程序設(shè)計(jì)及流程圖
流程圖：

單片機(jī)源程序如下:

#include<reg52.h>
unsigned char code table[]={0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F};
unsigned int num,tt;
unsigned char ALARM,ALA_SWITCH,ALA_SHI,ALA_FEN,SHI,FEN,num1,num2,num3,num4;
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit GLED=P0^0;
sbit RLED=P0^1;
sbit CLOCK_ADJ=P0^2;
void delay(unsigned int a);
void display(unsigned char a,unsigned char b);
void readkey();
void main()
{
RLED=0;
ALARM=0;
ALA_SWITCH=0;
CLOCK_ADJ=1;
ALA_SHI=12;
ALA_FEN=0;
SHI=0;
FEN=0;
num=0;
tt=0;
TMOD=0x01;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
TH0=(65536-50000)/256;//50ms
TL0=(65536-50000)%256;
while(1)
{
if(tt>=10)
{ RLED=!RLED;
tt=0;
num++;
if(num>=120)
{
num=0;
FEN++;
}
if(FEN>=60)
{
FEN=0;
SHI++;
}
if(SHI>=24) SHI=0;
}
if(ALA_SHI>=24)ALA_SHI=0;
if(ALA_FEN>=60)ALA_FEN=0;
if(SHI==ALA_SHI&&FEN==ALA_FEN)ALARM=1;
else ALARM=0;
readkey();
if(CLOCK_ADJ==1)display(SHI,FEN);
if(CLOCK_ADJ==0)display(ALA_SHI,ALA_FEN);
}
}
void delay(unsigned int a)
{
unsigned int x,y;
for(x=a;x>0;x--)
for(y=100;y>0;y--);
}
void time0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
tt++;
if(ALARM==1&&ALA_SWITCH==1)GLED=!GLED;
}
void display(unsigned char a,unsigned char b)
{
num1=a/10;
num2=a%10;
num3=b/10;
num4=b%10;
P3=0xFF;
P2=table[num1];
P3=0x0E;
delay(2);
P3=0xFF;
if(num%2==0)
P2=table[num2]|0x80;
else P2=table[num2];
P3=0X0D;
delay(2);
P3=0xFF;
P2=table[num3];
P3=0X0B;
delay(2);
P3=0xFF;
P2=table[num4];
P3=0X07;
delay(2);
}
void readkey()
{
if(K1==0)
{
delay(5);
delay(5);
if(K1==0)CLOCK_ADJ=!CLOCK_ADJ;
while(!K1) ;
delay(5);
delay(5);
}
if(K2==0)
{
delay(5);
delay(5);
if(K2==0)
{
if(CLOCK_ADJ==1)SHI++;
if(CLOCK_ADJ==0)ALA_SHI++;
}
while(!K2);
delay(5);
delay(5);
}
if(K3==0)
{
delay(5);
delay(5);
if(K3==0)
if(CLOCK_ADJ==1)FEN++;
if(CLOCK_ADJ==0)ALA_FEN++;
while(!K3) ;
delay(5);
delay(5);
}
if(K4==0)
{
delay(5);
delay(5);
if(K4==0)
{
GLED=1;
ALA_SWITCH=!ALA_SWITCH;
}
while(!K4);
delay(5);
delay(5);
}
}

復(fù)制代碼

（六）設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)
  1、本系統(tǒng)只采用了4個(gè)數(shù)碼管，而是通過LED燈閃爍來實(shí)現(xiàn)秒的計(jì)數(shù)，電路中可多加兩個(gè)數(shù)碼管，來顯示秒的計(jì)時(shí)，來提高電子鬧鐘的準(zhǔn)確性。
  2、我們可以把LED燈閃爍報(bào)時(shí)換成蜂鳴器音樂報(bào)時(shí)，這樣更能實(shí)現(xiàn)“鬧鐘”報(bào)時(shí)功能，使我們更能感知到。
  3、數(shù)碼顯示管可以外加一些三極管，電阻和電容，讓電路設(shè)計(jì)更合理。