一、概述

电子闹钟在科学技术高度发展的今天,千家万户都少不了它,所以很多家庭个人都需要有一个电子闹钟，为人们提供报时方便,但普通电子闹钟不够方便实用。本文给出了一种以基于8051芯片电子闹钟设计方法，从而给人们带来更为方便的工作与生活。

1. 51电子闹钟发展趋势

现代的快节奏生活给人们的精神上带来了很大压力。如何排解或缓解这些压力已经成为很多人关心的问题。单片机电子闹钟是具发前闹钟创新性的系统，它代表了时代的发展趋势。2007年，无论从国内外行业发展趋势，还是从闹钟市场准入的要求来看，节能、环保、创新都已成为中国家电企业无法回避的大问题。在原材料价格不断上涨、下游渠道商实力膨胀、价格战越来越激烈、行业利润日趋微薄的背景下，日前，中国的电子闹钟在节能化、环保化、创新型转变过程中，正进行新一轮闹钟赛跑。

目前，国内专业51电子闹钟厂家的数量正在迅速增长。51电子闹钟市场在未来的三五年内会高速增长，新技术、新产品也会不断出现并投入应用。

2. 本课题研究的主要内容

设计一个51电子闹钟 能随意设定走时起始时间。

（1） 12小时／24小时两种制式可选，以适应不同的需要。 （2） 能显示秒钟节奏，用LED的亮灭指示

（3） 采用交直流供电电源。与石英钟不同的是，电子钟一般采用数码管等显示介质，因而必须以交流供电为主，以直流电源为后备辅助电源，并能自动切换。该设计主要包括:按键、显示程序单元部分。、AT89S51单片机芯片、74HC245驱动LED显示电路,集成电路74HC245和LM386各1个。

3. 51电子闹钟简介

3.1开发的目的和意义

目的：使用AT89C51单片机设计一个简易的定时闹钟。

程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，LED显示“00：00”，按下操作键K1～K4动作如下：

(1) K1—设置现在的时间。 (2) K2—显示闹钟设置的时间。 (3) K3—设置闹铃的时间。

(4) K4—闹铃ON/OFF的状态设置，设置为ON时连续三次发出“哗”的一

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声，设置为OFF发出“哗”的一声。

设置当前时间或闹铃时间如下。 (1) K1—时调整。 (2) K2—分调整。 (3) K3—设置完成。

(4) K4—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。 意义：电子闹钟已经是现代生活中经常用到的工具之一，传统的电子闹钟只是机械控制,另外，体积也很大,又不美观也不实用.而现在我设计的电子闹钟是用单片机做的.只要简单的设置好后，她就能按照主人的意思，定时的把你闹醒啦！也能给人们的生活带来方便。

3.2 51电子闹钟的优点

（1）、简单好用、美观、体积小、实用。 （2）、用电量少、电压低,节能、环保、创新。

按键、显示程序单元部分。AT89S51单片机芯片、74HC245驱动LED显示电路。外接4个按钮组成键盘，AT89S51为51内核。另外，AT89S51本身无专门的液晶驱动接口，因此，本时钟采用数码管显示方式。数码管作为一种主动显示器件，具有亮度高、价格便宜等优点，而且市场上也有专门的时钟显示组合数码管。

51电子闹钟的用途：我设计的电子闹钟是用单片机做的.只要简单的设置好后，她就能按照主人的意思，定时的把你闹醒啦！也能给人们的生活、工作学习带来方便。

3.3 51电子闹钟的特点

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3.简单好用，可任意设24式时间。 4.使用LED发光，省电，灯泡寿命长。

5. 只要简单的设置好后，她就能按照主人的意思，定时的把你闹醒啦！也能给人们的生活、工作学习

2.数码管作为一种主动显示器件，亮度高、价格便宜等，显示数字清晰。

二、 方案的选择和论证

1.单片机型号的选择

通过对多种单片机性能的分析，最终认为AT89C51是最理想的电子时钟开发芯片。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性

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能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程序存储器和1000次擦写循环，数据保留时间为10年，是最好的选择。

2.按键的选择

方案一：4×4矩阵式键盘。如果选择此方案，那么在修改时钟或设置闹铃时间时就可以直接从键盘输入，方便、快捷，但程序较为复杂。

方案二：独立式按键。如果设置过多按键，将会占用较多I/O口，而且会给布线带来不便，因此，此方案适用于按键较少的情况。如果选择此方案，由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单

由于并不需要经常修改时间和设置闹铃时间，而且方案二的程序简单，按键少、成本低，因此，选择方案二。

3.显示器的选择

方案一：液晶显示器。如果选择此方案，将会降低系统的功耗，这样就可以用电池供电，便于携带。但液晶显示器的驱动电路复杂，使用起来有一定的难度。 方案二：用数码管作为显示器。数码管的驱动电路简单，使用方便，如果选择了此方案，那么在夜间看时间的时候就不需要有光源，非常方便。其缺点是功耗较大。

由于数码管使用起来较为方便，在夜间看时间也很方便，因此我选择了方案二。

4.发音部分的设计

通过三极管放大后驱动蜂鸣器工作，再通过软件这时产生等时时间方波驱动蜂鸣器发出间断嘀声，这样就可以省去硬件振荡电路，降低成本。

5.显示器驱动电路

由于通过数码管公共极的电流较大且避免过多地使用分立元件，采用了一片74LS245来驱动段码，用P3口作位码驱动。

6.电源的选择

电源是单片机系统的重要组成部分，它不仅为系统提供多路电压源，还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。AT89C51单片机和一般的数字芯片一样，都是5V电压供电，所以可以共用一个5V电源。

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三、 单元电路设计和分析

1. 设计原理

系统原理图

图 1 系统原理图

2.主程序部分的设计

程序部分主要采用了程序结构的模块化设计，避免了一些函数的不必要的重复书写，使程序变得单间易懂。程序在执行时，主程序要须通过调用子函数就可完成相应的功能 。主程序流程图如下图。

图 2 主程序流程图

3.中断定时器的设置

数字电子钟设计中主要使用定时器T0中断ET0，利用ET0中断进行计时时

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