基于單片機的電子鬧鐘設計

一、系統(tǒng)功能要求
電腦時鐘的任務要求為：系統(tǒng)一運行就從00點00分00秒開始計時，并在數碼管上顯示時、分、秒當前值。
二、系統(tǒng)整體方案
1、明確任務
基本工作原理：每百分之一秒對百分之一秒寄存器的內容加一，并依次對秒、分、小時寄存器的內容加一；六個數碼管動態(tài)顯示時、分、秒的當前值。
2、 硬件和軟件功能的劃分
本課題要求實現的功能比較簡單。百分之一秒的控制由at89s51的定時器T0完成；百分之一秒寄存器的內容加一由T0中斷完成；動態(tài)顯示、矩陣式鍵盤。
整體框圖如下：

1. 單片機的選擇
AT89S52，它是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，內含4k bytes的可反復擦鞋的制度程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS—51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機的AT89S52提供了高性價比的解決方案。其內部有足夠本系統(tǒng)對存儲器的要求，不用外擴電路簡單。

2. 時鐘電路的論證和分析
此系統(tǒng)的時鐘電路設計是采用的內部方式，即利用芯片內部的振蕩電路。MCS-51內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容CX1和CX2構成并聯諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22uF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。

3. 復位電路的論證和分析
MS-51的復位是由外部的復位電路來實現的。片內復位電路是復位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的S5P2，由復位電路采樣一次。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位倆種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復位電路，如圖3所示。當時鐘頻率選用6MHz時，C取22uF，Rs約為200歐，Rk約為1k歐。

4. 按鍵控制電路：
此系統(tǒng)鍵的輸入是通過獨立式鍵盤來完成的，編程容易易懂，結構簡單，實現起來方便。如圖由P3.0、 P3.1、P3.6、P3.7作為輸入端，構成獨立式按鍵接口方式。

5. 顯示電路：
采用動態(tài)掃描方式，從左到右進行，顯示緩沖區(qū)首地址為79H。因此各位顯示器都掃過一遍之后，就返回監(jiān)控程序。經過一段時間間隔后，再調用顯示掃描程序。通過這種反復調用來實現LED顯示器的動態(tài)掃描。

6. 輸出控制電路
由INT1控制輸出，經通過三極管構成的放大電路驅動喇叭發(fā)聲。 此部分的放大電路簡單容易實現。主要采用了一個小功率PNP型硅管9012，利用“分壓偏置式工作點穩(wěn)定直流通路”，達到了對靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。分壓電阻分別選擇1k和5.5k。揚聲器一端接晶體管的發(fā)射極。
四、軟件設計
1、流程圖：