基于单片机多功能音乐闹钟的设计毕业论文

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1、湖南工业大学电气与信息工程学院课程设计说明书课题：基于单片机多功能音乐闹钟的设计学院（部）：电气与信息工程学院专业：机电一体化技术班级:机电0823班学号：08395182309姓名：安军2010年11月43湖南工业大学电气与信息工程学院第1部分概述1.1设计目的（1）、熟悉集成电路的引脚安排。（2）、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。（3）、了解硬件电路的焊接方法。（4）、了解音乐钟的组成及工作原理。（5）、熟悉音乐钟的设计与制作。1.2设计思路本次设计音乐闹钟电路，使用了AT89S51单片机芯片控制电路，单片机控制电路简单且省

2、去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用按键来调整时钟的时、分、秒，设定闹钟和挑选铃音，用一蜂鸣器来进行定时提醒和播放铃音，同时使用C语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：按键、芯片、蜂鸣器、数码管显示即可满足设计要求。1.3设计功能说明（1）时间以24小时为一个周期，本设计采用C语言程序设计，使单片机控制数码管显示时、分、秒，当秒计数计满60时就向分进位，分计满60后向时进位，小时按“23翻0”规律计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送数码管显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正

3、。设计采用的是时、分、秒显示，单片机对数据进行处理同时在数码管上显示。（2）正常显示时、分、秒：12.00.00，闹钟显示：12.00-1，铃音欣赏显示：--01--；（3）有校时功能，可以分别对时、分秒进行单独校时，使其校正到标准时间；（4）计时过程具有报时和闹铃功能，当时间到达整点进行蜂鸣报时，达到闹钟调定时间播放调定闹钟对应音乐（闹钟的优先级高于整点报时），并显示当前闹钟的序号，闹铃音乐可在任意时候强行停止，一共可调定9个闹铃；（5）在正常显示状态下，通过按键可以挑选音乐欣赏，在非闹铃音乐播放时显示当前播放音乐的序号，并且

4、能够在任意时候强行停止音乐，一共有11首音乐可供选择。（6）为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。43湖南工业大学电气与信息工程学院第2部分硬件电路的设计2.1电子钟的原理图2.2复位电路MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。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，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。上电按键复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接

5、一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。为了调试方便，我们设计了按键复位电路，只要在复位电容上并接一个串电阻的按键即可，当按键按下时RST引脚高电平，单片机复位。电路图如下：43湖南工业大学电气与信息工程学院2.3时钟电路时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊

6、的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本设计用的是内部时钟方式。电路图如下：MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。2.4按键电路按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的I/O端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要

7、经过一定的过程才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。抖动持续时间的常长短与开关的机械特性有关，一般在5-10ms之间。为了避免CPU多次处理按键的一次闭合，应采用措施消除抖动。本设计采用的是独立式按键，直接用I/O口线构成单个按键电路，每个按键占用一条I/O口线，每个按键的工作状态不会产生互相影响。电路图如下：43湖南工业大学电气与信息工程学院P1.0（K1）口：表示功能移位键，按键选择要调整的时位、分位或秒位，按第一下时位闪烁，按第二下分位闪烁，按第三下秒位闪烁，按第四下调整完毕，回到正常显示界

8、面。当按一下此键后再按一下P1.3（K4）键（按几下进入第几个闹钟）进入闹钟调整状态，用同样的方法可选择调整时和分位。P1.1（K2）口：当在时间或闹钟调整状态下按下此键后表示数字“+“键，按一下则对应的数字加1。P1.2（K3）口：当在时间或闹钟调整状态下按下