智能音乐闹钟设计

由谷道西峰整理而来希望对大家课程设计和毕业设计有所帮助。III目录摘要.............................................................IAbstract...........................................................II第1章绪论.......................................................11．1应用背景...................................................11．2本项目实现的功能...........................................2第2章总体设计.....................................................32．1方案设计与论证............................................32．2系统结构框图...............................................42．3器件说明...................................................42.3.1时钟芯片..............................................42.3.1单片机................................................7第3章电路设计....................................................103．1主体电路..................................................103．2单片机系统................................................113．3键盘电路..................................................113．4功放电路..................................................123．5显示电路..................................................133．6时钟电路..................................................13第4章程序设计....................................................144.1主程序流程图...............................................144．2比较闹钟与时间程序........................................154．3键盘扫描程序..............................................164．4对DS1302操作的程序.......................................184．5播放音乐程序..............................................20第5章系统仿真....................................................215.1软件调试...................................................215.2硬件调试...................................................22第6章总结........................................................23参考文献...........................................................24致谢...............................................................25附录...............................................................26I摘要本文介绍了一种智能音乐闹钟的设计。本设计是由中央控制器、时钟系统、显示器及键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C51，时钟系统采用美国DALLAS公司生产的DS1302实时时钟芯片，它将产生的时间信号传递给单片机，单片机通过74LS48译码，使LED8段数码管显示当前的时间,在计时过程中当到达所设定的闹铃时间后，将播放音乐，并且此时LED数码管所显示的不再是时间而是一个代码，只有用户在将这个代码从键盘上正确的输入进去，才能将其音乐关闭，否则音乐将一直播放下去。用户可以通过键盘设置闹铃的时间和校正时间。关键词：单片机、DS1302、智能闹钟IIAbstractInthispaper,asmartalarmclockmusicdesign.Thisdesignisfromthecentralcontroller,theclocksystem,monitorandkeyboardparts.ControllersusingSCMAT89C51,theclocksystemusestheU.S.company'sDS1302DALLASreal-timeclockchip,itwillhavethetimetosignaltransmittedtothemicrocontroller,SCMthrough74LS48decoding,LED8ofthedigitaldisplayofthecurrentTime,Wheninthecourseoftimesetbythearrivalofthealarmtime,willplaymusic,andatthistimeoftheLEDdigitaldisplayisnolongertimebutacodethatonlyusersofthiscodefromthekeyboardonthecorrectinputintotheMusiccanbeclosed,otherwise,wouldhavebeenbroadcastonmusic.Userscansetthealarmthroughthekeyboardofthetimeandcorrectiontime.Keywords：singlechip、DS1302、Smartalarmclock1第1章绪论1．1应用背景自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。电子技术和计算机技术应用领域不断扩大，单片机技术已成为电子技术领域中的一个新的亮点，随着单片机技术的迅猛发展和应用领域不断扩大,纵观20年来单片机发展里程可以看出，单片机技术渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。基于单片机的通用定时控制系统正是属于单片机技术范围。特别是在智能化控制高度发展的前提下，定时控制是不可或缺的条件。可以说只要有智能化的存在，就必须要用到定时控制。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，民用豪华轿车的安全保障系统，全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机通用定时技术。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，基于单片机的通用定时控制的学习是非常重要的也是非常关键的。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，单片机应用系统的软件（常称为监控程序或固件——固化到单片机内部或外部的程序存储器内）一般由主程序和若干个中断程序组成，以作完善。基于单片机的通用定时控制也是如此。带有闹时装置的钟。既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。43年前,现代闹钟的前辈们承担了1964年东京奥运会的计时工作。从那时起，电子闹钟就慢慢的进入了我们的日常生活之中，为我们的生活与工作带来了意想不到的结果。目前市面上的数字闹钟种类繁多，有可爱型的，有带计算器的，有数码管显示的，有液晶显示的等等。其中在欧西亚公司所倡导的数字生活中，有几款很有特色的电子闹钟：法拉利版电子投影闹钟，BAR839HG和RMR826HG等型号的闹钟，不仅具有显示时间的功能，炫酷的外形，记忆最高/最低温度值、时钟、2日历、闹钟、第二时区、夜光等功能还可以将时间投影到墙上，天花板上，让你在黑暗里只要一睁眼就能看到时间，除了能闹醒大家外，还提供了6种甜睡的音乐帮助用户入睡。1．2本项目实现的功能本设计是一个音乐智能闹钟，与普通的音乐闹钟不同的是当闹钟响起时只有输入相应的代码才能使其关闭否则将一直响起。以单片机作为核心主控芯片，采用美国DALLAS公司生产的实时时钟芯片，产生时间信号传递给单片机，经单片机处理再通过LED8段数码管完成当前时间的显示,当到达所设定的闹铃时间后，音乐将播放出来，并且此时LED8段数码管所显示的不再是时间而是一个代码，只有用户在将这个代码从键盘上正确的输入进去，才能将其音乐关闭。我们可以通过键盘设置闹铃的时间和校正当前的时间。拥有4个LED8段数码管作为显示输出，可显示时钟的时与分。该系统具有易操作，较为人性化等特点，对增强人们的时间观念，对一些有意义事件能给予人们以提醒和警觉，对随时提醒人们注意把握时间具有重要作用。故具有实际运用价值。3第2章总体设计2．1方案设计与论证(1）、对于单片机的选择：a)、如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用。b)、8051或8052系列具有片内ROM或EPROM，而52子系列与51子系列的不同之处在于：片内数据存储器增支256字节；片内程序存储器增之8KB（8032无）；有3个16位定时/计数器，6个中断源。8051片内程序存储器为4KB，对于本设计来说已经足够，因此选择8051弹片机。（2）、时钟功能的实现方案：a）、用软件实现，直接用单片机的定时器编程以实现时钟；b）、用专门的时钟芯片实现时钟的记时，再把时间数据送入单片机，由单片机控制显示。比较两种方案，用软件实现时钟固然可以，但是程序运行的每一步都需要时间，多一步或少一步程序都会影响记时的准确度，用专用时钟芯片可以实现准确记时。因此选择b方案。（3）、显示器：a）、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。b）、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，因此我们选择了方案b。（4）、发音部分用软件方法产生波性输出，通过三极管放大后驱动喇叭发音，这样就可以省去硬件振荡电路，降低成本。（5）、键盘4a)：4*3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。b)：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，此方案适用于按键较少的情况。因此选择方案a。2．2系统结构框图图2-1系统框图本设计以单片机AT89C51作为核心主控芯片，采用美国DALLAS公司生产的DS1302实时时钟芯片，产生时间信号传递给单片机，经单片机处理再通过LED8段数码管完成当前时间的显示,当到达所设定的闹铃时间后，音乐将播放出来，并且此时LED数码管所显示的不再是时间而是一个代