51單片機制作電子鬧鐘設計方案及原理與實現過程

ID:243797 · 發表于 2017-10-29 14:53

（一）設計任務
  1、采用四位LED動態顯示小時、分單元。
  2、具有自動整點報時功能。
  3、可以通過四個開關設定修改時間，保證準確性。
  4、通過LED燈的顯示，實現整點報時。
（二）設計方案
顯示時、分，打開電源時，應當顯示的數據為00：00，秒鐘通過右邊的LED燈的閃爍來顯示，每閃爍一次代表計時一秒，然后電路會自動開始計時。電路中應當有時、分的時間調整按鈕。當顯示數據變為00：00時，而不是24：00。時間調整按鈕按下時間小于1s時，時鐘進入休眠狀態；大于1s時，進入時間調整狀態，每按1次，顯示值加1。K1~K4每按一下，開關狀態取反。當鬧鐘開關k1開啟，則顯示鬧鐘設置時間，且中間藍色LED指示燈亮（藍色LED滅則顯示時鐘時間），K2進行小時+1設置，K3進行分鐘+1設置，若開關k4開啟，則允許鬧鐘開啟，當時間到達鬧鐘設定時間時，左邊鬧鐘的綠色LED燈閃爍，進行報時，閃爍延時一分鐘后熄滅。
程序執行后工作LED指示燈閃動，表示程序開始執行，LCD顯示“00：00”，按下操作鍵K1～K4動作如下：
  (1) K1—顯示鬧鐘設置的時間。
  (2) K2—時調整
  (3) K3—分調整
  (4) K4—鬧鈴ON/OFF的狀態設置，ON鬧鐘開啟，OFF鬧鐘關閉。

（三）設計原理
  本設計中實現的是4位數的顯示。一般來說，控制多位數碼管常采用的方法是掃描顯示法，即各位數碼管共用輸入數據，但各數碼管的顯示控制線則單獨控制。  用掃描顯示法來完成多位數字顯示設計，程序執行時，先使要顯示的數字位數對應的數碼管允許點亮；然后，將要顯示的數據輸出到數碼管；顯示時間到了之后，再切換到下一個數碼管來顯示，秒鐘通過右邊LED閃爍來顯示，每一秒閃一下。  報時方面設計采取使用左邊的LED燈閃爍進行報時，燈閃爍一分鐘后熄滅。
（四）硬件電路設計
  電路設計：由以上的分析知，電路中除了單片機之外，還需要4個數碼管，4個開關按鈕，三個LED閃關燈和三個電阻

（五）程序設計及流程圖
流程圖：

單片機源程序如下:

#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);
}
}

復制代碼

（六）設計方案的改進
  1、本系統只采用了4個數碼管，而是通過LED燈閃爍來實現秒的計數，電路中可多加兩個數碼管，來顯示秒的計時，來提高電子鬧鐘的準確性。
  2、我們可以把LED燈閃爍報時換成蜂鳴器音樂報時，這樣更能實現“鬧鐘”報時功能，使我們更能感知到。
  3、數碼顯示管可以外加一些三極管，電阻和電容，讓電路設計更合理。