電子鬧鐘設計方案介紹

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(shù)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(nèi)容加一，并依次對秒、分、小時寄存器的內(nèi)容加一；六個數(shù)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(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(shù)據(jù)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(chǎn)，兼容標準MCS—51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)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(nèi)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(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。MCS-51內(nèi)部有一個用于構(gòu)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(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容CX1和CX2構(gòu)成并聯(lián)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(xiàn)的。片內(nèi)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(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)起來方便。如圖由P3.0、 P3.1、P3.6、P3.7作為輸入端，構(gòu)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(jīng)過一段時間間隔后，再調(diào)用顯示掃描程序。通過這種反復調(diào)用來實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描。

6. 輸出控制電路
由INT1控制輸出，經(jīng)通過三極管構(gòu)成的放大電路驅(qū)動喇叭發(fā)聲。 此部分的放大電路簡單容易實現(xiàn)。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：