基于单片机的电子闹钟设计

一、系统功能要求
电脑时钟的任务要求为：系统一运行就从00点00分00秒开始计时，并在数码管上显示时、分、秒当前值。
二、系统整体方案
1、明确任务
基本工作原理：每百分之一秒对百分之一秒寄存器的内容加一，并依次对秒、分、小时寄存器的内容加一；六个数码管动态显示时、分、秒的当前值。
2、 硬件和软件功能的划分
本课题要求实现的功能比较简单。百分之一秒的控制由at89s51的定时器T0完成；百分之一秒寄存器的内容加一由T0中断完成；动态显示、矩阵式键盘。
整体框图如下：

 

1. 单片机的选择
AT89S52，它是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，内含4k bytes的可反复擦鞋的制度程序存储器（PEROM）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，内置功能强大的微型计算机的AT89S52提供了高性价比的解决方案。其内部有足够本系统对存储器的要求，不用外扩电路简单。

2. 时钟电路的论证和分析
此系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容CX1和CX2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22uF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠地工作。

3. 复位电路的论证和分析
MS-51的复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位俩种方式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路，如图3所示。当时钟频率选用6MHz时，C取22uF，Rs约为200欧，Rk约为1k欧。

4. 按键控制电路：
此系统键的输入是通过独立式键盘来完成的，编程容易易懂，结构简单，实现起来方便。如图由P3.0、 P3.1、P3.6、P3.7作为输入端，构成独立式按键接口方式。

5. 显示电路：
采用动态扫描方式，从左到右进行，显示缓冲区首地址为79H。因此各位显示器都扫过一遍之后，就返回监控程序。经过一段时间间隔后，再调用显示扫描程序。通过这种反复调用来实现LED显示器的动态扫描。

6. 输出控制电路
由INT1控制输出，经通过三极管构成的放大电路驱动喇叭发声。 此部分的放大电路简单容易实现。主要采用了一个小功率PNP型硅管9012，利用“分压偏置式工作点稳定直流通路”，达到了对静态工作点的稳定。分压电阻分别选择1k和5.5k。扬声器一端接晶体管的发射极。
四、软件设计
1、流程图：