电子时钟设计
本科生毕业论文（设计）
基于单片机的电子时钟设计
独创性声明
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年月日
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签名：
年月日
指导教师签名：
年月日
摘要
本文详细介绍了51单片机应用的数据转换显示,动态扫描显示原理，单片机的定时中断原理、从而达到学习，了解单片机相关指令在各方面的应用。电子时钟系统由AT89C51、LCD显示器、按键、二极管等部分构成，能实现日历的功能,能进行时、分、秒的显示，也具有日历计算、显示、校准、定时时间的设定、温度显示，实现三路开关定时输出等功能。
关键词：电子时钟；单片机
ABSTRACT
In this paper,detailed information on the application of 51 single.chip display data conversion, digital display principle,dynamic scan shows the principle of single.chip timing interruption principle,to achieve the learning and understanding of single.chip instruction in all aspects related to the application. Electronic clock system consists of A T89C51,LCD digital tubes, buttons, diodes and other components,to achieve the function of the calendar , can be hours, minutes and seconds display.Also has a calendar calculation, display and clock,a
calendar of the calibration,set the time from time to time、temperature display ,the realization of three.way output functions.
Key words: electronic clock；Single Chip Microcomputer
目录
1绪论 (1)
1.1课题研究的目的和意义 (1)
1.2电子时钟发展动态 (1)
2电子时钟设计硬件结构 (2)
2.1单片机简介 (2)
2.1.1单片机的基本概念 (2)
2.1.2单片机的工作原理 (2)
2.2 AT89C51简介 (4)
2.3 DS1302简介 (6)
2.4温度传感器DS18B20简介 (6)
2.4.1 DS18B20的性能特点 (7)
2.4.2 DS18B20与单片机的接口电路 (7)
2.5 LCD显示 (7)
2.6电子时钟的原理图 (8)
3电子时钟软件设计 (9)
3.1程序设计思想和相关指令介绍 (9)
3.1.1计时功能的实现与中断服务程序 (9)
3.1.2时钟误差分析 (10)
3.1.3时间控制功能与比较指令 (10)
3.2程序电路图 (10)
3.2.1程序流程图 (10)
3.2.2定时中断流程图 (11)
3.2.3调时功能流程图 (13)
4电子时钟软件仿真 (14)
4.1Protues介绍 (14)
4.2 Proteus ISIS的仿真步骤 (14)
4.3 Keil uVision2调试软件 (15)
4.4电子时钟仿真及其结果 (17)
总结 (20)
参考文献 (21)
附录 (22)
致谢 (31)
1绪论
随着现代技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现电子时钟变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。在现代社会各领域中，广泛需要各种不同的定时系统，来完成定时操作功能。用单片机实现定时控制，是当前实时控制的发展方向。而一些定时系统只能满足特定的需要，而定时时间是由研发者根据用户需要输入到系统存储器中的，在使用中用户无法更改。本系统采用通用单片机定时系统，具有很强的通用性，实用性．并且其定时时间可以根据需要，由用户任意更改，并且可以设定多个定时时间，极大地方便了使用者。系统选用单片开发机。具有体积小、电路简单、操作便捷、价格低廉、运用灵活、使用方便等特点。系统中，定时时间到达时将相应的LED灯点亮，此功能也可变为其他功能从而应用到更广泛的领域．例如：定时开启电源、打开阀门自动浇水等。
1.1课题研究的目的和意义
数字电子时钟是一个无处不在的电子产品，经过多年的发展技术已经相当成熟了，目前广泛应用的电子时钟大多用AT89C51单片机为核心部件制作的，可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，通过扩展可实现对电子钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车站、医院、机场等公共场所的时间显示。与机械钟表和3V电源半机械钟表相比，数字电子钟有时间精确、减少汞电池的使用等优点。本课题将通过对市场上的电子时钟的研究，制作一个以AT89C51单片机为核心控制部件的数字式电子时钟，该时钟具有显示年、月、日、时、分、秒，正点报时，温度显示等功能，可以使人们在得到准确时间显示的同时提醒接下来的时间安排，方便人们的生活。
1.2电子时钟发展动态
二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子时钟，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子时钟），从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的数字显示方
式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求。电子时钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子时钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚，但目前市场上各式各样的LCD数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点，因此有必要对数字电子钟进行改进。
2电子时钟设计硬件结构
2.1单片机简介
2.1.1单片机的基本概念
单片机，是集CPU，ROM，RAM，计数和多种接口于一体的微控制器。自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高，价格低廉、可靠性高、灵话性好、开发较为容易，广泛应用于智能生产和工业自动化上。单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），简称单片机。就是将微处理器（CPU），存储器（存放程序或数据的ROM和RAM），总线，定时器/计数器，输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要应用领域为智能化电子产品。
2.1.2单片机的工作原理
单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条
条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用命令的形式写
下来，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机
的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一
特定任务，把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和
执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功
能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，指令就
存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。
程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行，单片机的芯片如2-1所示。
图2-1 单片机芯片
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路是一块大PCB板,但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别,因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能、高效率、以及高可靠性。
由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸,对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于
单片机来讲是不能接受的。单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。
2.2 AT89C51简介
AT89C51是一种4K字节闪存可编程可擦除只读存储（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C52是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用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，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，外形及引脚排列如图2-2所示。
图2-2 A T89C51引脚图
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 INT0（外部中断0）
P3.3 INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应
不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，对外部时钟信号的脉宽无要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
2.3 DS1302简介
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V，采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
DS1302的外形及引脚排列如图2-3所示。
图2-3 DS1302引脚图
VCC1: 后备电源。
VCC2：主电源，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由VCC1或VCC2两者中的较大者供电。当VCC2大于VCC1＋0.2V时，VCC2给DS1302供电。当VCC2小于VCC1时，DS1302由VCC1供电。
X1,X2: 振荡源，外接32.768kHz晶振。
RST: 复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送. RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。
I/O: 串行数据输入输出端(双向)。
SCLK: 输入端，只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。
2.4温度传感器DS18B20简介
DS18B20温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
2.4.1 DS18B20的性能特点
DS18B20的性能特点：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V ；零待机功耗；温度以9或12位数字量读出；用户可定义的非易失性温度报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
2.4.2 DS18B20与单片机的接口电路
DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式。本设计采用电源供电方式，如图2-4所示。
图2-4 DS18B20采用电源供电的电路图
2.5 LCD 显示
显示电路选用AMPIRE128×64，其显示器LCD 的引脚图如2-5所示。
单片机AT89C51
VCC
P3.7
3 2 1
DS18B20
3 2 1
图2-5 LCD的引脚图
管脚一共18个。CS1：左半屏片选端，CS2：右半屏片选端；V0：液晶显示驱动电压，通过一个电位器接到VCC；RS：数据指令选择信号，H为数据，L为指令，也叫D/I；R/W：读写选择信号，H为读，L为写；E：LCD使能端，R/W为L时，E信号下降沿锁存DB7-DB0；R/W为H时，E为H，DDRAM数据读到DB7-DB0。DB0-DB7：数据传输端口。RST：复位信号。-VOUT和V0：液晶显示驱动电压。
128×64是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字。
2.6电子时钟的原理图
本设计主要由单片机、时钟芯片、液晶显示器和温度传感器等几部分组成。其中时钟芯片用于显示日历、定时各种功能的实现。通过温度传感器与单片机的连接从而显示出温度，在确定了选用AT89C51型号的单片机后，就要确定外围电路如时钟输入部分、复位部分、晶振部分、显示部分、定时部分组成，其原理图如图2-6所示。
图2-6 电子时钟原理图
3电子时钟软件设计
3.1程序设计思想和相关指令介绍
本系统的主程序主要完成时间显示和定时输出判断功能。而年月日显示和各时间单元进位，时间设定时，调定时间设定时等功能全部在中断服务程序中完成。
3.1.1计时功能的实现与中断服务程序
时间的运行依靠定时中断子程序对时钟单元数值进位调整来实现的。计数器T0打开后，进入计时，满100毫秒后，重装定时。中断一次，满一秒后秒进位，满60秒后即为1分钟，分钟单元进位，60分到了后，时单元进位，24小时满后，天单元进位。这样然后根据进率，得到年、月、日、时、分、秒存储单元的值，并经译码后，通过扫描程序送LCD中显示出来，实现时钟计时功能。累加是用指令INC来实现的。
进入中断服务程序以后，执行PUSH PSW和PUSH A将程序状态寄存器PSW的内容和累加器A中的数据保存起来，这便是所谓的保护现场.以保护现场和恢复现场时存取
关键数据的存储区叫做堆栈。在软件的控制之下，堆栈可在片内RAM中的任一区间设定，而堆栈的数据存取与一般的RAM存取又有区别，对它的操作，要遵循后进先出的原则。
3.1.2时钟误差分析
开启定时器/计数器0，使之开始计时，中断后进入中断程序。自停止计数到计数又开始，中间执行了7条指令，也就是延迟了13个单周期共用时间26us，这样，每个中断的总时间应为为100.026ms，而原来定时是100ms，所以，也就是说每次中断定时多了26us.这样，可改变计数重装值，使每次中断定时时间为99.974ms，加上原来的7 条指令所用的时间，正好100ms.计数10次得1s.这样就可得到较精确的计时秒数，然后根据进率，得到时、分的值。
3.1.3时间控制功能与比较指令
系统的另一功能就是实现对执行设备的定时开关控制，其主要控制思想是这样的：先将执行设备开启的时间和关闭时间置入RAM某一单元，在计时主程序当中执行几条比较指令，如果当前计时时间与执行设备的设定开启时间相等，就执行一条CLR指令，将对应的那路P3置为高电位，开启；如果当前计时时间与执行设备设定的关闭时间相等，就执行SETB对应的P3置低电位，二极管截止。实现此控制功能用到的比较指令为CJNE A，#direct，rel，其转移条件是累加器A中的值与立即数不等则转移。
3.2程序电路图
本系统的软件设计电路图主要由程序流程图、定时中断流程图、调时功能流程图等组成。
3.2.1程序流程图
程序流程图如图3-1所示。
图3-1 程序流程图
3.2.2定时中断流程图
主程序 开始
显示/定时判断/开定时中断 调用程序 条件 中断 T0
与设 定时 同？
按SB4?
按 SB0?
进入定时中断 程序（最高级）
中断0
中断1
秒分时日 月年进位
对应P0.3/ P0.4/P0.5 输出
转换显示 年月日（3S 返回）
调整时间 （改变时间值）
设定定时 （三路定时）
定时中断流程图如图3-2所示。
定时中断
重装定时常数
加100ms
整秒
调整秒单元
整分
调整分单元
整时
调整时单元
整日
调整日单元
整月
调整月单元
整年
调整年单元
图3-2 定时中断流程图
3.2.3调时功能流程图
调时功能流程图如图3-3所示。
图3-3 调时功能流程图
中断开始(SB0)
按键开始扫描
进入1路调整
年单元 月单元 日单元 时单元 分单元 开 单元加1
调整2路 调整3路 单元加1
调整年单元 单元加1
调整月单元 单元加1
调整日单元 单元加1
调整时单元 关定时
调整分单元
调整秒单元
中断返回
按SB1
按SB3
4电子时钟软件仿真
4.1Protues介绍
Protues软件是Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前应用广泛的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者以及从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的设计，是目前世界上将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器，在这次设计使用的是Keil编译器。
4.2 Proteus ISIS的仿真步骤
Proteus仿真时，单片机需要加载程序，加载程序为.HEX文件。在Proteus ISIS中，选中AT89C51并单击鼠标左键，对AT89C51进行设置，设置单片机时钟频率为12MHz，按照正确的文件路径加载.HEX文件，对单片机设置完毕后就可以开始仿真了。仿真过程中如有硬件问题可在Proteus ISIS中直接修改，如有软件问题可在KeiluVision2中直接修改，通过Keil与Proteus的联合调试就可以得到满意的结果。
Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，仿真界面如下图4-1所示。
图4-1 Proteus ISIS仿真界面
打开Proteus程序后，进入软件的主界面。通过左侧工具栏中的P(从库中选择元件命令)命令，在Pick Devices 左侧窗口中选择所需元件的关键字，然后放置元件并调整方向和位置以及参数设置，如图4-2所示。
图4-2元件选取界面
4.3Keil uVision2调试软件
Keil uVision2是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可
读性、可维护性上有明显的优势。
Keil uVision2软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面，使您能在很短的时间内就能学会使用keil uVision2来开发您的单片机应用程序。
Keil uVision2 的使用流程如下图4-3所示。
图4-3 Keil 的基本使用流程
Keil uVision 软件的调试界面如下图4-4所示。
图4-4 Keil uVision2 程序调试界面
单片机的类型选取界面如下图4-5所示，本设计选取的是AT89C51单片机。
打开软件Keil C51
新建工程文件
新建源代码文件类型为.c 或.asm
调试、编译并生成.hex 文件
电子钟课程设计
数字电子技术课程设计报告 设计题目：数字电子钟的设计 课程设计时间2011..24~2011..30 院系：XX纺织大学电子信息工程学院 班级：电气094 设计学生：杨海X爱祥 一、数电课程设计的目的： 数字电子技术课程设计是在学习完数字电子电路课程之后，按照课程教学的要求，对学生进行综合性训练的一个实践性教学环节。主要目的是培养学生综合运用理论知识能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力；了解数字电子电路的一般设计方法，初步掌握数字电子线路安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装、调试方法。 二、设计题目及内容 、设计题目：数字电子时钟 2、内容和要求： （）时间以24 小时为一个周期； （2）显示时、分、秒；
（3）有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； （4）根据要求阅读数字时钟电路原理图，阅读教材及查找相关资料，叙述工作原理； （5）画出包含+5 伏的稳压电源在内的原理电路图，根据原理图画出对应的印刷电路图，并在图中标出元器件的符号及代码； （6）安装、焊接、连线、调试电路； （7）最后提交调试好的设计作品，撰写并提交实验、调试报告，解答思考题。 三、功能及简单工作原理数字电子钟的原理方框图 如下图（）所示。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60 进制计数器，每累计60 秒发现一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60 进制计数器，每累计60 分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”“时计数器”采用24 进制计时器，可实现对一天24 小时的累计。。译码显示电路将“时”“分”“秒”计数器的输出状态由七段显示译码器译码，通过六位LED 七段显示器显示出来。校时电路是用来对“时”“分”“秒”显示数字进行校对调整的。
数字电子时钟设计
电子技术课程设计 数字电子时钟的设计 摘要： 设计一个周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，具有校时功能和报时功能的电子钟。本系统的设计电路由时钟译码显示电路模块、脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、整电报时模块、校时模
块等部分组成。计数器采用异步双十进制计数器74LS90，发生器使用石英振荡器，分频器4060CD及双D触发器74LS74D，整电报时电路用门电路及扬声器构成。 一、设计的任务与要求 电子技术课程设计的主要任务是通过解决一，两个实际问题，巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。电子技术课程设计的主要内容包括理论设计、仿真实验、安装与调试及写出设计总结报告。衡量课程设计完成好坏的标准是：理论设计正确无误；产品工作稳定可靠，能达到所需要的性能指标。 本次课程设计的题目是“多功能数字电子钟电路设计”。要求学生运用数字电路，模拟电路等课程所学知识完成一个实际电子器件设计。 二、设计目的 1、让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统 的设计、安装、测试方法； 2、进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实 际问题的能力； 3、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； 4、培养书写综合实验报告的能力。
三、原理方框图如下 1、图中晶体振荡电路由石英32.768KHZ及集成芯。 2、图中分频器4060BD芯片及D触发器构成分频器。 3、计数器由二——五——十73LS90芯片构成。 4、图中DCD_HEX显示器用七段数码显示器且本身带有译码器。 5、图中校时电路和报时电路用门电路构成。 四、单元电路的设计和元器件的选择 1、十进制计数电路的设计 74LS90集成芯片是二—五—十进制计数器，所以将INB与QA 相连；R0（1）、R0（2）、R9(1)、R9（2）接地（低电平）；INA
单片机简易时钟课程设计
目录 1.概论 (1) 2.整体设计思路 (2) 2.1硬件各部分所能完成的功能 (3) 2.2系统工作原理 (4) 2.3时钟各功能分析及图解 (4) 2.4.1电路各功能图解分析 (4) 2.4.2电路功能使用说明 (7) 3. 软件设计思路 (8) 3.1 主程序模块 (8) 3.2 数码管动态扫描模块 (9) 3.3 当前时间计时模块 (9) 3.4 闹钟输入输出模块 (10) 3.5 当前时间调整模块 (12) 3.6复位模块 (13) 4.系统的调试和性能分析 (14) 4.1系统的调试方法 (14) 4.1.1输入按键的调试 (14) 4.1.2复位电路的调试 (14) 4.1.3显示电路的调试 (14) 4.1.4整个系统的联调 (14) 4.2心得体会 (15) 参考文献 (15) 附录 (16) 附录A 系统原理图 (16) 附录B 程序源代码 (17) 电气信息学院课程设计评分表 (28)
1.概论 单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面，其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。数字钟是采用数字电路实现对时，分，秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便[4]。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 电子钟在工业控制和日常生活中是很重要的，它不仅可以用于计时、提醒又可用于对机器的控制，在自动化的过程中必然有电子钟的参与，因此电子钟的应用会越来越广泛。而且向着精确、低功耗、多功能发展。基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。从而，使数字钟的精度仅仅取决于单片机的产生机器周期电路和定时器硬件电路的精确度。另外，程序较为简洁，具有可靠性和较好的可读性。如果我们想将它应用于实时控制之中，只要对上述程序和硬件电路稍加修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。 数字电子钟的设计方法有多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟还可以利用单片机来实现电子钟等等。这些方法都各有特点，其中，利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，便于功能扩充，精确度高等特点。
电子时钟课程设计.
单片机实训课题电子时钟 班级11电气本1班学号4110211140 姓名陈后亥 指导教师叶文通 日期2013.12.30~2014.1.3
摘要 随着时代的进步，越来越多的电子厂品趋向于低成本，高性能，耐用性好的方向发展。特别是趋向于自动化控制的方向走。89c51作为控制芯片是最好不过的选择啦。它具有强大的功能，并且简单易于操作，安全性与稳定性较高，价格便宜，适合中小型电子厂品开发中的控制器。就像我们的课程设计，基于89c51单片机的电子时钟的课程设计。 这款课程设计用到的主要材料有89c51单片机，1602液晶显示屏，矩阵键盘，以及一些电容电阻元件等等。 使用89c51作为电子时钟的控制器很简单，就是由于其经济型与稳定性和易操作性。显示电路上，选择使用1602液晶显示屏上。1602不仅操作上臂数码管简单许多，而且使用1602能在很大程度上是电路图尽量简化，便于操作与错误的检修。并且1602价格也比较便宜。 基于89c51电子时钟的设计，利用了单片机内部的一个自带定时/计数器来实现定时功能，并通过内部程序，实现对时分秒，年月日这几个输出数值的自增，并且通过编写程序，实现通过键盘控制时分秒，年月日大小的调整，这是必要的功能。最后通过1602液晶显示电路将时间显示在其上。 这样的电子时钟比较精准，其主要误差来源与晶振的误差，即使是这样，他的误差也只是微妙级别，对于日常生活中的时间计数是足够的。 关键词：89c51单片机；1602液晶显示屏；矩阵键盘；keil软件
目录摘要 1单片机简介 1.1 单片机概述 1.2 单片机基本结构 21602液晶显示屏简介 1.11602显示原理 1.21602指令集合 3 电子时钟硬件设计 3.1 功能框图 3.2 单片机复位与晶振电路 3.3 1602显示电路 3.4 总体电路设计 4 电子时钟软件设计 4.1 程序流程框图 4.2 程序源代码 参考文献 致谢
单片机电子时钟的设计报告
目录 1 引言 (1) 2 设计任务与要求 (2) 2.1. 设计题目 (2) 2.2. 设计要求 (2) 3 系统的功能分析与设计方案 (3) 3.1. 系统的主要功能 (3) 3.2. 系统的设计方案 (3) 3.3. 数码管显示工作原理 (4) 3.4. 电路硬件设计 (5) 3.4.1. 设计原理框图 (5) 3.4.2. 电源部分 (5) 3.4.3. 复位电路 (6) 3.4.4. 指示灯电路 (6) 3.4.5. 按键电路 (7) 3.4.6. 时钟电路 (7) 3.4.7. 驱动电路 (8) 3.4.8. 数码管连接电路 (8) 3.4.9. 主控模块AT89S52 (9) 3.4.10. 材料清单 (10) 3.4.11. 电路原理图、PCB图及实物图 (11) 3.5. 软件设计 (13) 3.5.1. 软件设计流程 (13) 3.5.2. 完整源程序 (15) 4 系统安装与调试 (21) 4.1. 硬件电路的安装 (21) 4.2. 软件调试 (21) 5 课程设计总结 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)
摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。这次课程设计通过对它的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的单片机电子时钟，包括硬件电路原理的实现方案设计、软件程序编辑的实现、电子时钟正常工作的流程、硬件的制作与软件的调试过程。电子时钟由5.0V直流电源供电，数码管能够比较准确显示时间，通过按键能够调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 关键词：单片机；AT89S52；电子时钟；数码管；按键
(完整版)数字电路课程设计--数字时钟
《数字时钟》技术报告 概要 数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24 小时，显示满刻度为23 时59 分59 秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555 震荡器，74LS90 及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。 在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。 实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！ 一、系统结构。 （1）功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24 小时，最大能显示23 时59 分59 秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。 2）系统框图
系统方框图 1 （3）系统组成。 1.秒发生器：由555 芯片和RC 组成的多谐振荡器，其555 上3 的输出频率由接入的电阻与电容决定。 2.校时模块：由74LS03 中的4 个与非门和相应的开关和电阻构成。 3.计数器：由74LS90 中的与非门、JK 触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90 与74LS08 相连接而得到秒、分、时的进分别进位。 4.译码器：选用BCD 锁存译码器4511，接受74LS90 来的信号，转换为7 段的二进制数。
5.显示模块：由7 段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511 的信号。本次选用的是共阴型的CD4511 。 二、各部分电路原理。 1.秒发生器：555 电路内部（图2-1）由运放和RS 触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC ，C1 处当 Uco=2/3Vcc>u11 时运放输出为1，同理C2 也一样。最终如图3 接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。 图 2-2 555 功能表 2.校时模块：校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成（图2-3），由其功能图看得出只要有一个输入端由H 到L 或者从L 到H 都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。
简单电子时钟设计单片机
基于单片机的简易电子时钟设计 一功能分析 1）．时制式为24小时制。 2）．采用LED数码管显示时、分，秒采用数字显示。 3）．具有方便的时间调校功能。 4）．计时稳定度高，可精确校正计时精度。 二总体方案设计论证比较 2.1 实现时钟计时的基本方法 利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。 (1) 计数初值计算: 把定时器设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20次即得时钟计时最小单位秒，而100次计数可用软件方法实现。 假设使用T/C0，方式1，50ms定时，fosc=12MHz。 则初值X满足（216-X）×1/12MHz×12μs =50000μs X=15536→0011110010110000→3CB0H (2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满20次为秒计时（1秒）； (3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。 2.2 电子钟的时间显示 电子钟的时钟时间在六位数码管上进行显示，因此，在内部RAM中设置显示缓冲区共8个单元。 LED8 LED7 LED6 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H 时十位时个位分隔分十位分个位分隔秒十位秒个位
2.3 电子钟的时间调整 电子钟设置3个按键通过程序控制来完成电子钟的时间调整。 A键调整时； B键调整分； C键复位 2.4 总体方案介绍 2.4.1 计时方案 利用AT89S51单片机内部的定时/计数器进行中断时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻炼与提高，对单片机的指令系统能有更深入的了解，从而对学好单片机技术这门课程起到一定的作用。 2.4.2 控制方案 AT89S51的P0口和P2口外接由八个LED数码管(LED8～LED1)构成的显示器，用P0口作LED的段码输出口，P2口作八个LED数码管的位控输出线，P1口外接四个按键A、B、C构成键盘电路。 AT89S51 是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微型计算机。它带有8K Flash 可编程和擦除的只读存储器（EPROM），该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内Flash 集成在一个芯片上，可用与解决复杂的问题，且成本较低。简易电子钟的功能不复杂，采用其现有的I/O便可完成，所以本设计中采用此的设计方案。 三硬件电路设计 根据以上的电子时钟的设计要求可以分为以下的几个硬件电路模块：单片机模块、数码显示模块与按键模块，模块之间的关系图如下面得方框电路图1所示。
基于单片机的电子时钟课程设计报告
目录 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········
一．引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路，实现在8个LED数码管上显示时间，通过4个按键进行调时、复位等功能，在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。
电子综合设计-基于单片机多功能数字时钟的设计(附完整程序)
课题：基于51单片机的多功能数字时钟系统设计 一、概述、设计思路 该设计方案是以MC51单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示系统，辅以闹钟模块，温度采集模块、日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒，数据显示(误差限制在30每天)，对闹铃方式与温度调节模块进行了重点设计实现SB0、SB1、SB2、SB3四个键实现时钟正常显示，调时，及闹钟时间设置。本系统设计大部分功能有软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性也得大大提高。 二、系统组成与工作原理 1、工作原理： 本设计采用STC89C51单片机作为本次课程设计的控制模块。单片机可把由DS18B20、DS1302、AT24C02中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的的数据显示出来，并且显示多样化，在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 2、总是设计框架图：
图二：系统总体电路图 三、单元电路的设计与分析 整个电子时钟系统电路可分为六大部分：中央处理单元（CPU）、复位电路部分、显示部分、键盘输入部分、温度采集部分。 1、MCS-51单片机 VCC： 89S51 电源正端输入，接+5V。 VSS： 电源地端。
XTAL1： 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。 RESET： 89S51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。 EA/Vpp： "EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。 ALE/PROG： 端口3的管脚设置： P3.0：RXD，串行通信输入。 P3.1：TXD，串行通信输出。 P3.2：INT0，外部中断0输入。
数字电子时钟逻辑电路设计
《数字逻辑》 课程设计报告 设计题目：数字电子钟 组员：黄土标黄维超蔡荣达孙清玉 指导老师：麦山 日期：2013/12/27 摘要数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，本次数字时钟电路设计采用GAL系列芯片来分别实现时、分、秒的24进制和60进制的循环电路，并支 持手动清零和校正的功能。 关键词数字电子钟；计数器；GAL 4040芯片；M74LS125AF三态门 1设计任务及其工作原理 1.1设计任务 设计一台能显示时，分，秒的数字电子钟。 技术要求: (1)秒、分为00?59六十进制计数器
⑵时为00?23二十四进制计数器 （3）可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。只要将开关置于手动位置，可分别对秒、分、时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正。并且可以手动按下脉冲进行清零。 1.2 工作原理 本数字电子钟的设计是根据时、分、秒各个部分的的功能的不同，分别用 GAL16V8D设计成六十进制计数器和用GAL22V10秒的个位，设计成十进制计数器，十位设计成六进制进制计数器（计数从00到59时清零并向前进位）。分部分的设计与秒部分的设计完全相同；时的个位，设计成二进制计数器，十位设计为四进制计数器，当时钟计数到23时59分59秒时，使计数器的小时部分清零，进而实现整体循环计时的功能。 2 电路的组成 2.1计数器部分：利用GAL16V8［和GAL22V1（芯片分别组成二十四进制计数器和六 十进制计数器，它们采用同步连接，利用外接标准脉冲信号进行计数。 2.2显示部分：将三片GAL芯片对应的引脚分别接到实验箱上的七段共阴数码显示管上，根据脉冲的个数显示时间。 3.3 分频器：由于实验箱上提供的时钟脉冲的时间间隔太小，所以使用GAL16V8D 和GAL16V8D 4040芯片和M74LS125AF三态门芯片设计一个分频器，使连续输出脉 冲信号时间间隔为0.5s
简易电子时钟的设计
单片机课程设计报告设计题目：简易电子时钟的设计 院别： 专业班级： 学号：
姓名： 指导教师: 摘要 通过一学期单片机的学习，对其已经有了初步的了解，但是随着社会的不断发展，单片机的应用正在不断地走向深入，它特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。我们也借此课程设计的机会，对单片机有更深一步的了解与学习。 本次课程课程设计的目的是设计一个简易的电子时钟，通过一个8位共阴极数码管进行时、分、秒的显示，另外设置7个按键，一个用来调整小时，一个用来调整分钟，一个开关控制是否调整时间。 关键词：AT89C51,数码管，按键，DS1303时钟芯片
1.概述 本设计是锻炼我们的自学能力合作能力，依靠团队的力量去完成一项具体的任务系统的训练了所学知识，设计的过程必将是难忘的，这也将是大学向社会工作过度的一个重要阶段。 本阶段过后要去能够熟练的运用单片机中的计数器、定时器、中断、数码管显示等参考教材或者相关资料，采用C语言实现数字时钟功能，在数码管上实时显示，并运用Protues软件绘制电路原理图，并进行仿真验证和误差分析。 2.系统总体方案设计 2.1系统方案的确定 用6位数码管，可以显示出时、分、秒；用P2端口控制位选，由定时器进行时间的控制（秒）；当总按键按下时可以进行时间调整； 2.2方案分析 2.3系统总框图 图2.1
3.系统硬件系统设计 3.1复位电路 单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。 复位电路的工作原理： 在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。单片机复位电路如下图 图3.1 3.2时钟电路 单片机运行需要时钟支持——就像计算机的CPU一样，如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机，那单片机就不能执行程序。 单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路。 以5l单片机为例随明：51单片机为l2个时钟周期执行一条指令。也就是说单片机运行一条指令，必须要用r2个时钟周期。没有这个时钟，单片机就跑不起来了，也没有办法定时和进行和时间有关的操作。 时钟电路是微型计算机的心脏，它控制着计算机的二个节奏。CPU就是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能的。51的时钟信号可以由两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号：另一种为外部方式，时钟信号由外部引入。
数字电子钟课程设计实验报告
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书
中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：
指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日
目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般
基于51单片机的电子时钟设计源程序
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数字电子钟设计说明..
数字电子钟课程设计 一、设计任务与要求 (1)设计一个能显示时、分、秒的数字电子钟，显示时间从00: 00: 00到23: 59: 59; (2)设计的电路包括产生时钟信号，时、分、秒的计时电路和显示电路(3)电 路能实现校正 (5)整点报时 二、单元电路设计与参数计算 1. 振荡器 石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有 了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。 2. 分频器 由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲需要分频，本实验采用一片74LS90 和两片74LS160实现，得到需要的秒脉冲信号。
3. 计数器 秒脉冲信号经过计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及 “时”个位、十位的计时。“秒” “分”计数器为六十进制，小时为二十四进制。 （1）六十进制计数 由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完 成一分钟之内秒数目的累加，并达到 60秒时产生一个进位信号。本作品选用一 片74LS161和一片74LS160采取同步置数的方式组成六十进制的计数器。 （2）二十四进制计数 “24翻1”小时计数器按照“ 00— 01—02,, 22—23— 00—01”规律计数。与生 活中计数规律相同。二十四进制计数同样选用74LS161和74LS160计数芯片。但 清零方式采用的是异步清零方式。 MMgM 加 EHagij Z 1 进位信号 脉冲
简易电子闹钟的设计报告
编号：基础工程设计说明书 题目：LED强度可调驱动电路设计 院（系）：电子工程与自动化学院 专业：光电信息科学与工程 学生姓名：李朝庭 学号： 指导教师：彭智勇 职称：高级实验师 2017年1 月1日
摘要 目前，LED 灯的亮度可调通过有两种可行方案：第一种是通过占空比电压来输出不同的电压，从而实现亮度可调；第二种通过控制数模转换器来输出不同的电流，然后经过放大器来进行发大，从而实现输出不同的电压，来实现亮度可调。对于第一种方案，优点是设计简单，且使用的电子器件类较少，造价成本低，其集成度低，电路原理不复杂，适于现代社会发展的需求。对于第二种方案，它设计图复杂，其集成度不高，且使用了数模转换器，因此和第一种设计方案相比略高。所以本设计采用了第一种方案。本设计的结果是设计制作一种路LED光强独立可调的 led 调光电路；自动调光时可使等在熄灭、微亮、较量及最亮四种状态中不断循环；实现灯光的循环调节功能(循环时间分别为为 2s、4s、6s、8s、10s、12s)；关键词：LED；色温；RGB；驱动；调光 Abstract At the end of twentieth Century, the electronic technology has developed rapidly. In the promotion, the modern electronic products have penetrated almost all areas of the society. It has greatly promoted the development of social productive forces and the improvement of social information. Time is always so valuable to people, the work of the busy and complicated and easy to make people forget the current time. Forget to do, when it is not very important, this not hurt the important essentials. Simple electronic alarm clock is a used to after a certain period of time through the alarm sounds and wakes up the user a simple electronic circuit and is used to prevent nap sleep overdo the instrument from time to time to wake up the user's role. This system mainly consists of 555 timer square wave signal generator and the input control through the key input control of the two bit counter timing circuit can be input to the input of a time of the electronic clock, simulation and time interval can be within 99 seconds of continuous adjustable. Key words: timing circuit; 555 timer; multi harmonic oscillator; time clock 目录
电子时钟的设计及程序
电子时钟的设计及程序 一．设计目的： 1.理解掌握定时/计数器和中断的使用方法。 2.掌握微机常用的输入输出方式及接口技术。 3.掌握一定的汇编语言知识，培养自己的动手操作能力。 4.学习程序设计的基本思路和方法。 二．程序内容： 第一部分：定义显示界面。 第二部分：调用系统时间，并将调用的用二进制表示的时间数转换成ASCII码，并将时间数存入内存区。 第三部分：将存在系统内存区的时间数用显示字符串的形式显示出来。 第四部分：获取键盘的按键值,以ESC键退出系统返回DOS。三．程序设计原理： 首先在数据段开辟一显示缓冲区，用来存储系统时间。调用DOS中断，返回系统时间，并将来返回的二进制时间转换成ASCII码，方便时间显示时的调用。分别将来小时数、分钟数、秒数存入显示缓冲区，并最终存入一结束字符号’$’。调用DOS字符串显示功能将时间显示 出来。并调用屏幕I/O中断，定位光标的开始位置，结合着将时间显示在我们预先定义好的位置上。由于获取了的系统时间不会自动刷
新，所以我们要设计成刷新的方式来不断获取系统的时间，这样就形成了会跳动的电子钟了。调用延时TIME延时中断服务程序，累加到存放秒值的寄存器DL中，并进行十进制调整。在累加的过程中，不断地对时、分、秒值进行比较，秒不能等于60，分不能等于60，时不能等于24。秒等于限制值时，则使秒值为0分值加1；分等于限制值时，则使分值为0时值加1；时等于限制值时，则使时值为0；时、分、秒值都不超过限制值时，就转显示屏输出。时间显示的刷新要配合延时程序进行，为了得到良好的显示效果，延时程序要尽量接近1秒，但又不能超过一秒，所以本程序调用了一段较精确的时间延迟程序。利用BIOSS设计窗口，选择适当的背景和前景等，使屏幕显示更加完美。程序一旦进入运行，就将不间断地在显示屏显示时间，要想程序停止运行，可同时在键盘按下ESC键返回DOS系统。四．程序流程图如下： DATA SEGMENT ；设置数据段 BUF1 DB 'THE TIME IS NOW: $' BUF5 DB ' @@@@@ ^^^^^^^ @@@@@@ $' BUF6 DB ' &&&&&& ####### &&&&&& $' BUF7 DB ' 00 >o o < 00 $' BUF8 DB ' 00 (::) 00 $' BUF9 DB ' 00 ~~ 00 $' BUF10 DB ' 00 !! 00 $' BUF3 DB 'CLASS:040402206 $' BUF4 DB 'NAME:hu ling wei $' BUF2 DB 10 DB 10 DUP(?) DATA ENDS STACK SEGMENT STACK ；设置堆栈段
电子时钟设计报告
电子时钟设计报告Last revision on 21 December 2020
电子时钟设计报告 1 设计任务与要求 设计任务 用STM32设计一个数字电子钟，采用LCD12864来显示并修改，时间或闹铃。 设计要求 1）显示功能：可显示时间等基本功能。 2）具有闹铃功能。 3）按键改变时间。 4）按键改变闹铃。 5）温度的显示。 2 方案设计与论证 整个系统用stm32单片机作为中央控制器，由单片机执行采集内部RTC 值，时钟信号通过单片机I/O口传给TFT彩屏，单片机模块控制驱动模块驱动显示模块，通过显示模块来实现信号的输出。系统设有按键模块用于对时间进行调整及扩展多个小键盘。
显示电路 方案一：TFT彩屏。显示质量高，没有电磁辐射，可视面积大，应用范围广，画面效果好，数字式接口，“身材”匀称小巧，功耗小。 方案二：数码管动态显示。动态显示，即各位数码管轮流点亮，对于显示器各位数码管，每隔一段延时时间循环点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但须保证扫描速度足够快，人的视觉暂留功能才可察觉不到字符闪烁。显示器的亮度与导通电流、点亮时间及间隔时间的比例有关。调整参数可以实现较高稳定度的显示。动态显示节省了I/O 口，降低了能耗。 从节省单片机芯片I/O口和降低能耗角度出发，本数字电子钟数码管显示选择设计采用方案一，既TFT彩屏显示。 电源电路 本数字电子钟设计所需电源电压为直流、电压值大小5V的电压源直接用mini USB通过电脑USB接口供电。 按键电路 本数字电子钟设计所需按键用于进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘。 单片机芯片4个I/O口可与按键直接相连，通过编程，单片机芯片即可控制按键接口电平的高低，即按键的开与关，以达到用按键进行显示时间的调整与设置扩展的小键盘的设计要求。
单片机课程设计--简易电子钟.doc
单片机课程设计报告设计课题：简易电子时钟的设计 专业班级：07通信1班 学生姓名：黎捐 学号：0710618134 指导教师：曾繁政 设计时间：2010.11.5—2010.12.20
一、设计任务与要求 (1)设计任务: 利用单片机设计并制作简易的电子时钟，电路组成框图如图所示。 (2)（2） 设计要求：1）制作完成简易的电子时钟，时间可调整。 2）有闹钟功能。 二、方案设计与论证 简易电子时钟电路系统由主体电路和扩展功能电路两主题组成，总体功能原理是以STC89C52单片机为主要的控制核心，通过外接4个独立式键盘作为控制信号源，八个七段数码管作为显示器件，蜂鸣器作为定时器件，单片机实时的去执行相应的功能。在数码管上显示出来，此时通过不同的按键来观看和调节各种数据。CPU 控制原理图如图1所示。 图1. CPU 控制原理图 三、硬件系统的设计 3.1 STC89C52控制模块 STC89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。 MCS-52单片机内部结构 8052单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： 中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 数据存储器(RAM)： 8052内部有128个8位用户数据存储单元和128 个专用寄存器单元，它们是统一编 时间显示显示 主控器（51单片机） 时间 调整 声音报 时 (选做)