电子综合课程设计_多功能数字电子时钟

题目班级学号

多功能数字电子时钟**************

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指导时间

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2010 年12月18日瓷学院

电工电子技术课程设计任务书

1、总体方案与原理说明................................... .. (1)

2、单元电路1 ——单片机最小系统 (3)

3、单元电路 2 ——指示灯与数码管显示电

路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4、单元电路 3 ——键盘检测电

路 (7)

5、单元电路4 ——A T 2 4 C 0 2 存储电

路 (9)

6、总体电路原理相关说

明 (11)

7、总体电路原理

图 (13)

8、PCB印制电路板图 (14)

9、元件清

单.............................................................

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5

10 、参考文

献 (16)

11、设计心得体

会..............................................................

. . . . . . . . . . . . . . . 1 7

12 、附件： C 源程

序..............................................................

1、总体方案与原理说明

图1:作品总体框图

这是一个具有时间、日期、秒表、闹铃以及断电储存数据功能的多功能数字电子时钟。它主要由以下几部分组成：单片机最小系统；指示灯及数码管显示电路；按键电路；以及AT24C02存储电路。整机的逻辑框图如右图所示：

本时钟的主控芯片是一台AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 啦单片机，片含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATME公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8 位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM，32个外部双向输入/输出（I/O ）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT电路，片时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM勺数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP 和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

整个电路由一台单片机和一些外围电路组成。它的计时采用单片机部的定时器，其晶振频率为11.0592MHz其主要功能都是通过C语言编程来实现的。其显示部分用四位

数码管来显示，能同时显示小时和分钟。它主要有以下几个功能：

（1）时间显示及调整：在正常状态下显示当前时间，并随时可以通过控制按键进行调整。（2）日期显示及调整：在日期显示状态下可以显示当前日期，进入日期调整状态后还可以调整日期。（3）秒表功能：进入秒表状态后可以进行秒表计时，它能计时的长度为100分钟，当时间在0~1 0分钟计时精度为0.1 秒，四位数码管中第一位显示分钟，中间两位显示秒钟，最后一位显示0.1 秒表；当时间在1 0~1 00分钟计时精度为1 秒，四位数码管前两位显示分钟，后两位显示秒钟。（4）闹铃功能：在进入闹铃调整状态后可以设定闹铃时间，当时间到达设定好的时间时蜂鸣器就会发出“嘀嘀”的报警声。（5）整点报时功能：当时间到达整点时蜂鸣器会发出“嘀”的一声报警，以提示到达整点。（6）断电存储数据的功能：当时钟在运行时，它会实时将当前时间存入一个AT24C02存储器中，在每次启动时它会首先从该存储器中读取数据，这样将保证时钟在断电后数据不会丢失，再次接通电源后将接着上次的时间运行。

以下我将对各部分的原理进行详细的阐述。

2、单元电路1――单片机最小系统

图2:单片机最小系统

单片机最小系统由一个单片机加上一个复位电路和振荡电路组成。图中右下

角还有一个蜂鸣器电路，它用于闹铃的报警：

（1）复位电路

单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必

须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。（1）上电复位：8051系列单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC再连接一个电阻到GND 由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。（2）按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。

（2）振荡电路