基于单片机的定时闹钟课程设计报告书

任务书一、设计目的本设计主要是对51单片机的一个方面的扩展，是能实现一般定时闹钟功能的设计。需要实现某一功能时，按对应的按键即可，经过多次验证，此设计灵活简便，可以实现显示、定时、修改定时、定时时间到能发出报警声的功能。二、设计要求1、能显示时时—分分—秒秒。2、能够设定定时时间，并修改定时时间。3、定时时间到能发出警报声。

目录1.绪论 .绪论系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用单片机来完成。由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有8KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外,STC89C52的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有512B的RAM、32条I/O口线、3个16位定时计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）等。在LED显示器中，分成静态显示和动态显示两类，在这个设计的最小系统中主要用了它的动态显示功能，动态显示器利用了人视觉的短暂停留，在数据的传输中是一个一个传输的，且先传输低位。2.方案论证单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，利用两个4位7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，蜂鸣器发出报警声，提示预先设定时间到。电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示、报警电路，芯片选用STC89C52单片机。系统基本框图如图2.1所示：图2.1系统基本框图3.方案说明此设计主要是通过单片机系统，综合运用定时器、中断、数码显示等知识设计一个可定时的电子钟。它包括系统总体方案及硬件设计，软件设计，Proteus软件仿真等部分。系统总体方案及硬件设计是本设计的重要组成部分，在这部分详细介绍了时钟原理，硬件设计，数码管LED，以及在设计过程中考虑到技术指标，机型的选择，器件的选择等一系列问题。硬件设计的主要任务是根据总体设计要求，以及在所选机型的基础上，确定系统扩展所要用的存储器，I/O电路及有关外围电路等然后设计出系统的电路原理图。合理的软件结构是设计出一个性能优良的单片机应用性系统软件的基础，因此必须充分重视。在本设计中采用应用广泛的C语言。用Proteus软件仿真检查设计是否合理。4.硬件方案设计4.1单片机STC89C52STC89C52是一个低电压，高性能CMOS型8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和512B的随机存取数据存储器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的STC89C52提供了高性价比的解决方案。其引脚图如下图4.1所示：图4.1STS89C52STC89C52具体介绍如下：1）主电源引脚（2根）VCC(40)：电源输入，接＋5V电源GND(20)：接地线2）外接晶振引脚（2根）XTAL1(19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(18)：片内振荡电路的输出端3）控制引脚（4根）RST/VPP(9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(30)：地址锁存允许信号PSEN(29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。4）可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。PO口（39～32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（1～8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（21～28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7P3口（10～17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.74.2时钟电路单片机的时钟产生方法有两种:内部时钟方式和外部时钟方式。本系统中STC89C52单片机采用内部时钟方式。最常用的内部时钟方式是采用外接晶体和电容组成的并联谐振回路。振荡晶体可在1.2MHz～12MHz之间。电容值无严格要求，但电容取值对振荡频率输出的稳定性、大小和振荡电路起振速度有少许影响，一般可在20pF～100pF之间取值。STC89C52单片机的时钟电路如图4.2所示。图4.2时钟电路4.3数码管显示电路单片机中通常使用7段LED，LED是发光二极管显示器的缩写。LED显示器由于结构简单，价格便宜，体积小，亮度高，电压低，可靠性高，寿命长，响应速度快，颜色鲜艳，配置灵活，与单片机接口方便而得到广泛应用。LED显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔划发光，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。LED显示器有多种形式，如：“米”字型显示器，点阵显示器和七段数码显示器等，在单片机系统中使用最多的是七段数码显示器。LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字符，根据内部发光二极管的连接形式不同，LED有共阴极和共阳极两种，如图4.3.1所示为4为7段共阴数码管的引脚图。图4.3.14段共阴数码管引脚图采用高亮共阴型s位数码管，为示区别，显示秒的两个数码管个头较小，另外4个较大。共阴数码管连接线路如下：一般用7个发光二极管构成显示数字和符号，另外还用一段发光二极管显示小数点。这种显示器一般分为两种，共阳极显示器和共阴极显示器，共阳极显示器是把每个二极管的正端连在一起，共阴极显示器是把每个二极管的阴极连在一起。一只显示器是有8个发光二极管构成，当把某段加正向电压时，则该段所对应的笔划亮，不加正向电压则暗，为了保护各段不受损坏需要加限流电阻，无论是共阳极显示器还是共阴极显示器，它的8段排列顺序都是一样的：A段、B段、C段、D段、E段、F段、G段和DP段。在单片机中通常使用7段LED。数码管的显示电路如下图4.3.2所示：图4.3.2数码管的显示电路数码管中二极管电流的计算二极管本身有2V的电压降，一般二极管电流取10mA，则需添加的电阻为R=（U-ULed）/ILed，代入相关数值，即为300Ω。本设计中，选用的电阻为470Ω，则电流为I=（U-ULed）/R´,代入实际数值，即为6.4mA，能够满足显示效果。4.4键盘电路设计方案中使用的是3个开关键组成的键盘电路，如下图4.4所示：图4.4键盘电路图4.5报警电路设计方案中，采用的是蜂鸣器和PNP型三极管组成的报警电路。如下图4.5所示：图4.5报警电路5.软件方案设计5.1系统软件设计该系统软件主要有主程序模块，定时中断服务程序，中断等待服务程序，键盘程序，显示子程序服务程序等六大模块组成，因为C语言容易理解和记忆，所以我们用C语言来写此程序。5.2键盘程序键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦有键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束后再返回。5.3LED七段LED由七个发光二极管按日字排开，所有发光二极管的阳极连在一起成共阳极，阴极连在一块称共阴极接法。当采用芯片驱动时不需要加限流电阻，其他情况下一般应外接限流电阻。动态显示电路有显示块，字形码封锁驱动器，字位锁存驱动器三部分组成。5.4音响报警电路在STC89C52外围的一个管口上加蜂鸣器，通过软件与硬件的结合可实现定时闹钟功能。5.5程序流程图图5.5程序流程图6.调试设几个按键从左往右为K1,K2,K3。K1与P1.0相连，K2与P1.1相连,K3与P1.2相连。按一下启动开关，显示为时间显示。按一下K1，进入时间显示的小时设定状态；按两下K1，进入时间显示的分钟设定状态；按三下K1，进入定时的小时设定状态；按四下K1，进入定时的分钟设定状态；按五下K1，退出设定，进入当前时间显示状态；K2和K3分别是对当前设定值的加和减。如下图6.1和6.2所示。图6.1调时仿真效果图图6.2定时仿真效果图7.小结在做课程设计的过程中，我进一步认识到全面专业知识以及逻辑思考方式对研究问题的重要性，同时我也更加具体的掌握了课程设计的基本方法。经过不断的努力，我终于完成了这次课程设计，总的来说，我学到了不少的东西，知道了理论联系实际的重要性。在设计过程中我遇到了很多的困难，但没放弃，查阅了许多相关的书籍，自己独立思考和借鉴了前人的许多优秀成果，并与所学的知识紧密的结合了起来。我相信这过程对我今后的学习和工作有着积极的影响，并搭好了平台。通过这次设计，我对这门课有了更好的理解，尤其结合了这几年学的相关的专业知识，对各门课都有了一个较全面的理解。这必将对我以后的学习和工作有很大的帮助。本次课程设计的定时闹钟电路，可以满足人们的基本要求，但因为知识水平有限，此电路中存在一定的问题，虽可以通过增加电路解决，但过于复杂和现有水平有限，本次设计就未深入涉及，想要更好的改进电路，需要进一步的努力，如果有好的意见，希望老师给予支持指导。8.参考文献[1]何立民.单片机应用技术选编10.北京：北京航空航天大学出版社[2]林立.单片机原理及应用.北京：电子工业出版社[3]沙占友等.单片机外围电路设计.西安：电子工业出版社[4]江力.蔡骏.王艳春.董泽芳.单片机原理与应用技术.北京，清华大学出版社[5]潘永红.柳殊.单片机原理与应用.西安，西安电子科技大学出版社

9.附录：定时闹钟源程序#include<reg52.h>unsignedcharled[12]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x00};//用一维数组定义0-9、横杠、全灭unsignedchara[8]; unsignedcharsecond=0,minute=0,hour=1;unsignedcharminute1=0,hour1=0;unsignedcharb[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //扫描unsignedchark=0;unsignedinttemp; //记录毫秒为秒的变量unsignedcharM,S_flag; //M是模式，更新时间的种模式加上正常模式 S_flag闪烁标志sbitK1=P1^0;sbitK2=P1^1;sbitK3=P1^2;sbitBEEP=P3^3;voiddelay(unsignedn) //0.2毫秒{intx,y;for(x=0;x<n;x++)for(y=0;y<24;y++);}voidtime1()interrupt3 //定时器中断函数{TH1=0xfc; //定时msTL1=0x18;temp++;if(temp==1000) //配合定时器定时s{ temp=0; second++; } if(second==59) { second=0; if(minute<59) minute++; else { minute=0; hour++; hour%=24; } }if(hour1==hour&&minute1==minute&&second<10) //闹钟时间到{if(M==0)BEEP=!BEEP;}if(temp%250==0)//每msS_flag=!S_flag; //闪烁标志位取反if(k==8)k=0; P0=a[k]; P2=b[k++]; delay(1); P2=0xff; } voiddisplay(){ switch(M) { case0: { a[0]=led[hour/10]; a[1]=led[hour%10]; a[2]=led[10]; a[3]=led[minute/10]; a[4]=led[minute%10]; a[5]=led[10]; 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display(); } }家庭理财规划书前言王先生：您好！首先非常感谢您对我的信任，让我有机会为您提供全面的理财规划服务。这份理财规划报告书是用来帮助您确认需要和目标，对您家庭的理财事务进行更好地决策，从而使您达到财务自由、决策自主、生活自在。在这份专为您量身定制的规划报告书中我所有的分析都是基于您目前的家庭情况、财务状况、生活环境、未来目标以及结合当前所处的经济形势对一些金融参数的假设，测算出的结果可能与您真实情况存在有一定的误差，因此您提供信息的完整性、真实性将有利于我们为您提供更精确的个人理财规划。为了能够使您满意，我将尽力凭着投资专业知识与能力，以您的利益为先，秉承诚信原则提供服务，注重“稳健为先、合理规划”，但由于市场情况变幻莫测，同时，鉴于您家庭情况、金融参数的估计假设、社会经济形势等均会发生变化，因此建议您与我保持定期联系，以便及时为您调整理财规划报告。您在此过程中，如果有任何疑问，欢迎您随时向我咨询。请您相信，我一定会为您和您的家庭制定一个合理的理财规划，使您能悠然面对未来生活，让富足永远与您相伴。2014年6月5日目录第一部分客户基本情况1、家庭成员资料2、近期家庭资产负债表3、年度家庭收支表第二部分家庭情况分析1、财务比率分析2、其他财务分析3、理财目标4、风险评估第三部分理财规划的制定1、家庭财务安全规划2、女儿大学教育金规划3、赡养双亲规划4、购房规划5、购车规划6、创业基金规划7、投资规划第四部分风险评估第五部分理财规划方案实施及监控1、理财规划方案实施2、理财规划方案监控第六部分归纳总结第一部分家庭基本情况家庭背景：王先生今年38岁，事业小有成就，公司中层技术干部，月收入5000元年底奖金两万元。他爱人在某公司当会计，月收入1500元；女儿今年15岁，是一名初三学生，学习成绩中等。王先生父母在农村，无收入，爱人父母是长沙市区退休工人。王先生家现有住房80平方米，无贷款，有存款10万元、股票基金15万元。王先生觉得女儿越来越大了，需要换一套大点的房子，再者考虑父母年老，想接来边照顾。今年公司计划在新区集资盖房，每平方米2000元，现有120平方米、140平方米、180平方米3种户型。近两年看到公司其他技术干部出去单干，不少人都干大了，王先生也想尽快积攒一笔50万元的创业基金，可一想到即将面临女儿升学、父母养老、供房子、买汽车等现实需求，他无时不刻会感受到来自工作与生活的双重压力。一、家庭成员资料家庭成员姓名年龄职业父亲王先生38岁公司中层母亲王太太38岁公司会计女儿15岁初三学生双方父母二、近期家庭资产负债表单位：万元（人民币）资产负债现金及活期存款信用卡贷款余额无预付保险费消费贷款余额无定期存款10汽车贷款余额无债券房屋贷款余额无债券基金其他无股票及股票基金15汽车及家电房地产投资自用房地产16资产总计（1）41负债总计（2）净资产（1）-（2）41三、年度家庭收支表单位：万元（人民币）收入支出本人工资收入6生活费支出1.8配偶工资收入1.8父母赡养费0年终奖2子女教育费0.1资产生息收入0.2保费支出0其他0收入合计10支出合计1.9结余8.1注：资产生息收入中除存款利息外，还包括分红和股息。第二部分家庭情况分析一、家庭财务比率家庭财务比率定义比率合理范围备注负债比率总负债/总资产020%-60%无负债流动性比率流动性资产/每月支出030%-60%净资产偿付比例净资产/总资产100%30%-60%净储蓄率净储蓄/总收入81%20%-60%从家庭财务比率来看，流动性比例过低，无法满足家庭对资产的流动性需求；零负债说明家庭无负债压力，投资配置管理尚有余地；净储蓄率过大说明家庭在满足当年支出以外，还可将50%左右的净收入用于增加储蓄或者投资；净资产偿付比例过大一方面说明家庭无负债压力，同时也说明没有充分利用起自己的信用额度。可以看出家庭财务情况稳健有余，回报不足；家庭财富的增长过分依赖工资收入，投资性资产占有比例过低，良好的信用额度没有充分利用。因此，应当运用好家庭收支的结余、适当的提高投资性资产以及回报率，是家庭财富快速积累、顺利实现家庭理财目标的关键。二、其他财务分析保障缺失：作为家庭经济支柱的王先生没有保险保障，这将威胁到整个家庭的财务安全，一旦发生意外，该家庭将会出现较为严重的经济问题，因此在理财规划中应首先满足王先生的保障需求。王先生父母为农民，且由于年龄较大，无法购买商业保险，王先生需要另外为父母准备医疗资金；王太太父母为城镇退休职工，有足够的医疗保险保障，因此不需额外准备医疗资金。财务目标优先性：由于子女教育以及赡养老人在时间和费用上没有弹性，因此该家庭的首要理财目标应该是为女儿准备教育费用、为王先生父母准备生活费和医疗备用金。家庭生命周期：处于家庭成长期，子女教育负担增加，保险需求达到高峰，生活支出平稳。三、王先生的理财目标王先生和太太工作都很稳定，收入在一般水平，综合家庭经济来源属于中等收入水平。根据王先生家庭财务状况、家庭状况和经济状况，分析其家庭理财目标：1、解决女儿教育金2、购买所需保险3、买房买车4、赡养双亲计划5、创业基金四、王先生的风险评估1、风险承受能力分析客观情况年龄职业稳健性家庭收入结构学历风险承受能力年轻人可承受风险大职业稳定可承受风险大来源越分散可承受风险大学历越高可承受风险大王先生是公司中层技术干部，职业还算稳定，收入较稳定，夫妻双方都有一定的收入，而且夫妻二人的学历较高。但是在资产投资选择上不是很科学。所以，从客观因素分析，王先生家庭风险承受能力属于中等。2、风险偏好分析（主观因素）从投资组合来看，王先生已有一定的理财意识和资产配置组合管理的意识，风险偏好属于中度偏高的范围。第三部分理财规划的制定理财规划的几点假设（根据长沙市目前市场平均水平得出）人均月生活费支出＝6000元/年收入增长率＝4%投资报酬率＝8.2%通货膨胀率＝生活支出增长率＝4%20年公积金贷款利率＝6%当前高中学费水平为1000元/年，当前大学学费水平为10000元/年学费增长率＝5%王先生父母余寿20年王先生父母赡养费标准为8000元/年导入：根据以上全部分析，结合王先生家的具体情况及理财需求，我作了以下理财规划。一、家庭财务安全规划1、紧急预备金紧急预备金是为了满足家庭对资产的流动性需求，一般应准备3-6个月的家庭固定开支，考虑到有女儿上学、房屋还贷以及赡养老人等因素，建议拿出1万元定期存款转存活期存款作为紧急预备金，同时申请一张建行信用卡，利用信用卡额度补充紧急预备金，以备不时之需。2、家庭保险规划家庭理财中，保险能够抵御家庭主要收入来源突然中断而对家庭财务带来的不良影响。王先生是家庭的经济支柱，但是只有在单位投保的基本保险，一旦王先生出现风险，家庭财务就可能陷入危机，因此必须考虑增加寿险和意外险的保额。考虑整个家庭财务状况，建议王先生购买定期寿险和意外险，年保费建议支出控制在0.7万元左右，这样才占到年家庭收入的7%，又能保障家庭的财务安全。二、女儿大学教育金规划按照当前大学费用每人每年1万，学费成长率5%计算，4年后大学一年级费用为：FV（PV1，N4，I/Y5%PMT0）=1.2155四年的大学费用为:PV[PMT1.2155,N4,I/Y(8.2%-5%)]=3.425女儿在4年后需要的大学费用为3.43万元由于子女教育在时间上没有弹性,且教育费用不能承受较大投资风险，建议将现有资产进行整体投资,投资于债券型基金,预期收益率为5%,所需要的投资金额为:PV(FV3.43,N3,I/Y5%)=2.9630万元因此建议将银行定期存款拿出3万元,投资于债券型基金。三、赡养双亲规划由于王太太父母均为城镇退休职工，每月有固定养老金收入，生活上不需要王先生资助，所以王先生需要每年拿出0.8万元赡养王先生父母。同时建议每年拿出0.3万元作为王先生父母医疗准备金。此笔资金投资于股票型基金。四、购房规划由于王先生还要尽快筹集50万创业基金，因此建议将旧房卖掉，和买方签订售后回租协议，在搬进新房之前暂住旧房。新房首付8.4万元，其余采用公积金贷款，20年期等额本息还款法每年还款额为：PMT(PV19.6,N20,I/Y6%)=1.8021万元出售旧房除支付两年1.6万元房租之外，剩余6万元投资到平衡型基金，待一年后新房交工时可作为装修费用，预期收益率为10%。届时装修费用为：FV(PV6,N1,I/Y10%)=6.6万元五、购车规划由于王先生集资的房子在星沙区，出行相对不便，因此建议在房子装修完毕（两年之后）时全款购买一部价值10万元的汽车，建议将剩余6万元定期存款全部投资到平衡型基金，每年从收入中拿出一定资金投资到平衡型基金，预期收益率为10%。所需要投资额为：PMT(