西安文理学院本科毕业设计（论文）

本次设计开关部分可以用蜂鸣器也可以用光耦合器。考虑到本设计蜂鸣器足以满足设计要求，而且蜂鸣器比光耦合器便宜，故选用蜂鸣器。

2.4 显示方式选择

在模拟电子和数字电子中,常用显示数据的有数码管和液晶显示器。

方案一：采用LED数码管显示。虽然功耗低，控制简单，但却只能显示数字和一些简单的字符，而且显示信息少，需要较多位的数码管，占用了较多的单片机I/O口，没有较好的人机界面。

方案二：采用LCD液晶显示，可以显示所有字符及自定义字符，并能同时显示多组数据、汉字，字符清晰。由于自身具有控制器，不但可以减轻主单片机的负担，而且可以实现菜单驱动方式的显示效果，达到友好的人机介面。LCD显示能解决LED只能显示数字等几个简单字符的缺点，性能好，效果多，控制方便，显示方式多，且能耗也较少。

这次设计中不仅要显示相应的时钟、定时组别、目前运行的模式，而且还要显示出相应的定时开始时间和结束时间，需要显示的信息较多，所以采用方案二，用LCD显示结果。

2.5 时钟的实现及单片机的选择

时钟的实现可已通过使用时钟芯片或者单片机的定时器实现。下面简要介绍几种方案的特点。单片机仅用于控制蜂鸣器、键盘，实现时钟和定时，用52结构的有STCmel的STC89CXX系列、STC89SXX系列、STC89C20系列（20引脚）或STC的所有单片机都可以实现。根据在学校比较流行的学习单片机是STC89C52系列，而且STC89C52单片机便宜，购买方便，下载方便，故单片机选用STC89C52单片机。

方案一：时钟通过使用时钟芯片来实现，控制部分通过使用单片机来实现。时钟芯片种类非常多，有内置晶振及充电电池的，也有外置晶振的，现在流行的时钟芯片有DS1302、 DS1307、PCF8485、SB2068等。使用时钟芯片可以得到准确的时钟走时，可用简单的程序实现定时开关打铃的定时功能。

方案二：时钟通过单片机的内部定时器来实现时钟。单片机的内部定时器可实现较为精确的时钟走时，定时50毫秒的误差率极小，可达到定时开关打铃的使用要求。使用单片机内部定时器可简化硬件电路，可以节省开支，但是编程的难度有所提高。

本次设采用方案一，使用1302可以得到较为准确的时间信号。

2.6 按键控制部分的实现

时钟时间和定时时间的设置功能可以通过按键来实现。按键的实现可以通过以下两种方案实现：

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方案一：单片机的每一个I/O口与一个按键相连，这样就可以根据扫描I/O口的电平变化实现相关功能。这样可以很简单的实现按键的功能。

方案二：使用矩阵键盘实现。矩阵键盘可以用较少的I/O口实现多个按键功能，能节省更多的I/O口，利于系统扩展功能。但是编程复杂。

根据本定时开关打铃的设置要求，用到6个按键。通过两个方案的对比，方案一的实施办法更符合要求。

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第三章 主要元器件原理及其应用

本章主要讨论了各模块元器件的选择以及元器件的工作原理。

3.1 单片机STC89C52简介

主CPU电路选用STC89C52RC系列单片机，STC89C52RC是采用8052核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-52指令系统及80C52引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C52RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8052 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8052 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。

3.1.1 主要特性

(1)增强型1T流水线/精简指令集结构8052CPU

(2)工作电压：3.4V-5.5V（5V 单片机）/2.0V-3.8V（3V 单片机）

(3)工作频率范围：0-35MHz，相当于普通8052的0～420MHz.实际工作频率可达48MHz.

(4)用户应用程序空间12K/10K/8K/6K/4K/2K字节 (5)片上集成522字节RAM

(6)通用I/O口（27/23个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8052传统I/O口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA

(7)ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片

(8)EEPROM功能 (9)看门狗

(10)内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，可省外部复位电路） (11)时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器。用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/时钟。常温下内部R/C振荡器频率为：5.2MHz～6.8MHz。精度要求不高时，可选择使用内部时钟，因为有温漂，请选4MHz ～8MHz

(12)有2个16位定时器/计数器

(13)外部中断2路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒

(14)PWM(4路）/PCA（可编程计数器阵列），也可用来再实现4个定时器或4个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可支持)

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(15)STC89Cc526AD具有ADC功能。10位精度ADC，共8路 (16)通用异步串行口(UART)

(17)SPI同步通信口，主模式/从模式 (18)工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃

(19)封装：PDIP-28，SOP-28，PDIP-20，SOP-20，PLCC-32,TSSOP-20(超小封状，定货)

3.1.2 引脚功能说明

管脚图如3.1所示。

图3.1 STC89C52管脚图

P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。

在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个 TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

引脚号第二功能

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