基于单片机的数字钟设计
基于单片机的智能电子钟系统设计毕业设计论文
基于单片机的智能电子钟系统设计课程名称： MCS-51单片机应用设计基于单片机的智能电子钟系统设计摘要：电子钟是一种利用数字电路来显示时间的计时装置，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。
本设计通过以单片机芯片STC89C51为核心，通过软件编程完成时钟及定时的基本功能，温度芯片DS18B20完成温度测量功能。
采用了六位数码管动态显示时、分、秒，两个LED灯分别指示上下午，同时还有两个LED灯每半秒分别闪烁一次。
通过4个外部按键可以控制小时和分钟的定时和定闹以及报警。
此电子钟具有性能优越，操作简单等优点。
关键词：智能电子钟、STC89C51、LED数码管、DS18B20毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的多功能数字时钟设计
技术平台采用碱性电解液电沉积活性锌粉，选取电解液浓度1.25g/cm3，电流密度150mA/cm2，电解槽温度只需控制在室温，锌粉洗涤后真空干燥，所制得的锌粉比表面积大于0.8m2/g，具有较高的电化学活性，能满足锌银电池生产需要，生产效率也达到批量生产要求。
参考文献：［1］侯新刚,王胜,王玉棉.超细活性锌粉的制备与表征［J］.粉末冶金工业,2004,14（1）:10-13.［2］李永祥,黄孟阳,任锐.电解法制备树枝状锌粉工艺研究［J］.四川有色金属,2011,（3）:45-50.［3］胡会利,李宁,程瑾宁,等.电解法制备超细锌粉的工艺研究［J］.粉末冶金工业,2007,17（1）:24-29.基于单片机的多功能数字时钟设计刘晓萌（安徽职业技术学院铁道学院/合肥铁路工程学校,安徽 合肥 230011）摘 要：常见的数字钟有时间、闹钟等功能。
本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片等硬件设计了多功能数字时钟，软件部分采用C语言编程实现。
该多功能数字时钟包含万年历、节日、节气、温度信息显示等功能，并且在断电的情况下也能正常工作。
关键词：单片机；多功能数字时钟；C语言编程0 引言人类对于时间的需求从古到今始终存在。
古代有浑天仪、日晷，近代出现了机械时钟。
如今，传统的计时工具，甚至是电子钟都已经满足不了人们多元化的时间需求。
数字时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的应用空间［1］。
使用数字时钟，用户可以获取精确到秒的时间信息，或是对时钟进行自定义的操作，为现代社会提供了极大的方便［2］。
然而，传统的数字时钟只包含时间显示、闹钟等功能，存在一定的局限性。
本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片、键盘模块、闹铃模块和电力支持模块等硬件，设计了一款多功能的数字时钟。
1 系统硬件组成数字时钟的硬件由七个模块组成，包括：STC89C52单片机主控芯片、DS1302时钟芯片、DS18B20温度芯片、LCD1602液晶显示模块、闹铃模块、键盘模块和电源。
基于51单片机的数字钟设计
基于51单片机的数字钟设计目录1 作品的背景与意义 12 功能指标设计 13 作品方案设计 13.1总体方案的选择 13.1.1方案一：基于单片机的数字钟设计 23.1.1方案二：基于数电实验的数字钟设计 33.1.2两种方案的比较......... (3)3.2控制方案比较 33.3显示方案比较 33.4单片机理论知识介绍 43.4.1单片机型号........ (5)3.4.2硬件电路平台.............. (6)3.4.3内部时钟电路........... . (7)3.4.4复位电路............. . (7)3.4.5按键部分............ (8)4 硬件设计94.1显示模块电路图95 软件设计115.1主程序流程图115.2中断服务以及显示 126 系统测试136.1测试环境136.2测试步骤136.2.1硬件测试6.2.2软件测试1.连接单片机和计算机串接............ ..136.2.3实施过程............. .. (14)6.3测试结果187 实验总结................ . (18)7.1代码编写过程中出现问题........... .. (18)7.2整个实验过程的体会................. . (19)7.3实验误差分析。
19参考文献20附录1 系统电路图21附录2 系统软件代码21附录3 系统器件清单261 作品的背景与意义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, 而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
基于单片机的数字钟具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此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，生活中诸如定时自动报警、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也可广泛应用，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。
单片机实验报告数字时钟设计报告
单片机实验报告数字时钟设计报告一、实验目的本次单片机实验的目的是设计并实现一个基于单片机的数字时钟。
通过该实验，深入了解单片机的工作原理和编程方法，掌握定时器、中断、数码管显示等功能的应用，提高综合运用知识解决实际问题的能力。
二、实验原理1、单片机选择本次实验选用了常见的 51 系列单片机，如 STC89C52。
它具有丰富的资源和易于编程的特点，能够满足数字时钟的设计需求。
2、时钟计时原理数字时钟的核心是准确的计时功能。
通过单片机内部的定时器，设定合适的定时时间间隔，不断累加计时变量，实现秒、分、时的计时。
3、数码管显示原理采用共阳或共阴数码管来显示时间数字。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选信号，使数码管显示相应的数字。
4、按键控制原理设置按键用于调整时间。
通过检测按键的按下状态，进入相应的时间调整模式。
三、实验设备与材料1、单片机开发板2、数码管3、按键4、杜邦线若干5、电脑及编程软件（如 Keil）四、实验步骤1、硬件连接将数码管、按键与单片机开发板的相应引脚通过杜邦线连接起来。
确保连接正确可靠，避免短路或断路。
2、软件编程（1）初始化单片机的定时器、中断、I/O 口等。
（2）编写定时器中断服务程序，实现秒的计时。
（3）设计计时算法，将秒转换为分、时，并进行进位处理。
（4）编写数码管显示程序，将时间数据转换为数码管的段选和位选信号进行显示。
（5）添加按键检测程序，实现时间的调整功能。
3、编译与下载使用编程软件将编写好的程序编译生成可执行文件，并下载到单片机中进行运行测试。
五、程序设计以下是本次数字时钟设计的主要程序代码片段：｀｀｀cinclude ＜reg52h>／／定义数码管段选码unsigned char code SEG_CODE ＝｛0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}；／／定义数码管位选码unsigned char code BIT_CODE ＝｛0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10,0x20, 0x40, 0x80}；／／定义时间变量unsigned int second ＝ 0, minute ＝ 0, hour ＝ 0;／／定时器初始化函数void Timer_Init(）｛TMOD ＝ 0x01; ／／定时器 0 工作在方式 1 TH0 ＝（65536 50000) ／ 256; ／／定时 50ms TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;EA ＝ 1; ／／开总中断ET0 ＝ 1; ／／开定时器 0 中断TR0 ＝ 1; ／／启动定时器 0｝／／定时器 0 中断服务函数void Timer0_ISR(） interrupt 1｛TH0 ＝（65536 50000) ／ 256;TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;second+＋；if （second ＝＝ 60)｛second ＝ 0;minute+＋；if （minute ＝＝ 60)｛minute ＝ 0;hour+＋；if （hour ＝＝ 24)｛hour ＝ 0;｝｝｝｝／／数码管显示函数void Display(）｛unsigned char i;for （i ＝ 0; i ＜ 8; i+＋）P2 ＝ BIT_CODEi;if （i ＝＝ 0)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ／ 10;｝else if （i ＝＝ 1)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ％ 10;｝else if （i ＝＝ 2)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 3)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ／ 10;else if （i ＝＝ 4)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ％ 10;｝else if （i ＝＝ 5)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 6)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ／ 10;｝else if （i ＝＝ 7)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ％ 10;｝delay_ms(1)；／／适当延时，防止闪烁｝｝／／主函数void main(）｛Timer_Init(）；while （1)｛Display(）；｝｝｀｀｀六、实验结果与分析1、实验结果将程序下载到单片机后，数字时钟能够正常运行，准确显示时、分、秒，并且通过按键可以进行时间的调整。
基于单片机的数字时钟设计思考
基于单片机的数字时钟设计思考一、现状随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，家用电子产品的种类日益丰富，并且变得更加经济实用，单片微型计算机以其性价比高、体积小、可靠性高、功能强等独有的特点，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。
额外时钟芯片应用也是非常广泛的，如DS1302等。
二、设计方案1、主控制器方案本设计用单片机进行控制，采用DS1302作为实时时钟芯片，采用LCD1602进行显示，主要控制设备是单片机。
采用DS1302的原因是DS1302芯片有精确度高、功耗低、软件编程较简单，芯片的成本低、芯片体积小等优点。
其三线接口SCLK 、I/O 、/RST 与单片机进行同步通信，外加掉电存储电路、显示电路、键盘电路，即构成一个的电子时钟。
控制方案图如图1所示：图1 控制方案图2、电源方案通过7805和干电池给单片机和 DS1302供上5v 电压，同时给LCD 供电。
3、显示时间日期电路方案采用LCD1602液晶屏进行显示，可以显示年、月、日、星期、时、分。
LCD1602 对于日期的显示可以采用数字显示的方法 ，星期一至星期日分别显示为“1 ～ 7”的数字。
4、按键方案本设计使用3个按键K1，K2，K3实现功能。
按键示意如图2所示：DS1302实时芯片 电源模块AT89C51单片机 (主要控制设备) LCD 显示屏 按K1 键 进入秒调时，按K2加1，按K3减1 进入分调时，按K2加1，按K3减1 按K1 键图2 按键功能图5、计时控制方案使用DS1302时钟芯片进行计时控制。
用单片机的本身计数功能进行计时控制会给数字时钟带来很大的误差，故选用DS1302时钟芯片，这种方案有着计时精度高、控制简单的优点，而且更易于在数字时钟上实现多种扩展功能。
三、实施步骤1、电源部分的电路此电路主要包括稳压管7805,一节15V干电池。
连接图如图3下所示：图3 电源接线图2、显示部分电路使用LCD进行时间日期显示，格式为：第一行为时-分-秒，第二行为日-月-年。
基于单片机的多功能数字钟的设计
一、概述现代社会，时间被视为人们生活的重要组成部分。
而数字钟作为时间的一种展现形式，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
基于单片机的多功能数字钟设计，将为人们提供更加准确、便捷、多功能的时间展现方式，满足人们对时间的精准要求，同时也为人们的生活带来更多便利。
二、设计目标1. 实现精准的时间显示功能，包括时、分、秒的显示；2. 实现对日期的显示，包括年、月、日的显示；3. 实现多种报时功能，如定时报时、闹钟报时等；4. 实现多种显示效果，如渐变显示、闪烁显示等；5. 实现对时间的调整功能，包括校时、调整日期等；6. 实现对亮度的调节功能，适应不同环境下的使用需求。
三、设计思路1. 硬件设计1.1 硬件采用单片机作为核心控制器，通过外部晶振提供时钟信号；1.2 采用数码管作为显示设备，通过单片机控制数码管进行时间、日期的显示；1.3 通过按钮、旋钮等输入设备，实现时间调节、报时设置等操作；1.4 通过EEPROM等存储设备，实现时间、设置的存储和读取功能；1.5 通过光敏电阻等光敏传感器，实现对环境光强的检测，调节数码管显示亮度。
2. 软件设计2.1 设计合理的时钟系统，确保时间的准确显示；2.2 设计报时功能模块，实现定时报时、闹钟报时等功能；2.3 设计显示控制模块，实现数字、日期的显示效果控制；2.4 设计操作响应模块，实现对按钮、旋钮等输入设备的操作响应；2.5 设计存储管理模块，实现时间、设置数据的存储和读取功能；2.6 设计光敏控制模块，实现对数码管显示亮度的实时调节。
四、实现方法1. 硬件设计1.1 选择合适的单片机作为核心控制器，根据需要进行外围电路的设计；1.2 选择合适的数码管作为显示设备，设计驱动电路以及显示控制电路；1.3 选择合适的按钮、旋钮等输入设备，设计输入电路以及操作响应电路；1.4 选择合适的EEPROM芯片，设计存储管理电路实现数据的存储和读取；1.5 选择合适的光敏电阻或光敏二极管，设计光敏控制电路实现显示亮度的调节。
基于单片机的数字钟设计及时间校准
单片机的高可靠性和稳定性，保证了数字钟系统 的准确性和稳定性。
03
数字钟设计
数字钟的原理和结构
数字钟的原理
数字钟是一种用数字电路实现时间计数的器具。它通过石英晶体振荡器来产生标准时间信号，然后通过分频器、 计数器和显示器等部件来将时间信号转换成可读的时、分、秒数字。
数字钟的结构
数字钟主要由石英晶体振荡器、分频器、计数器、显示器和控制电路等组成。其中，石英晶体振荡器负责产生标 准时间信号，分频器将信号进行分频，计数器对分频后的信号进行计数，显示器将计数值显示出来，而控制电路 则负责整个系统的控制和协调。
数字钟的主要组成部分
石英晶体振荡器
分频器
计数器
显示器
控制电路
数据处理
对实验数据进行处理和分 析，包括数据清洗、统计 计算等。
结果展示
通过图表或表格等形式展 示实验结果。
结果讨论和改进方向
结果讨论
根据实验结果，分析数字钟的准确性和稳定性，并讨论可能的影响因素。
改进方向
提出改进措施和建议，如选用更高精度的时钟源、优化程序算法等。
07
结论与展望
研究成果与结论
其他时间校准方法
其他时间校准方法概述
除了上述的GPS和NTP时间校准方法外，还 有许多其他的时间校准方法，如手动设置时 间、利用其他网络协议进行时间校准等。这 些方法各有优缺点，适用于不同的应用场景 。在选择时间校准方法时，需要根据实际情 况进行综合考虑。
其他时间校准方法比较
各种时间校准方法都有其优缺点。例如，手 动设置时间虽然简单易行，但精度较低；利 用其他网络协议进行时间校准时需要考虑到 网络延迟等因素对精度的影响。因此，在选 择时间校准方法时需要根据实际需求进行综 合考虑。
基于51单片机数字时钟 毕业设计(论文)
本科毕业设计(论文)题目：基于51单片机的数字时钟系统软件设计基于51单片机的数字时钟系统软件设计摘要本文介绍了一款多功能数字时钟系统的软件设计。
该系统能够显示当前日期、时间，并且具有日期、时间设置以及闹钟等功能。
该系统采用51系列STC 公司生产的STC89C51单片机，以及DALLAS公司生产的数字时钟芯片DS1302，利用液晶显示器LCD1602显示数字时钟的结果。
本系统的软件设计使用C语言进行编程，利用目前流行的Keil软件编程环境对源程序进行编译。
系统的软件程序主要包括主程序、DS1302初始化程序、读DS1302程序、写DS1302程序、LCD1602显示程序、日期时间调整、定时报警等子程序的设计。
该系统具有友好的用户界面、操作简单、性能稳定。
该数字时钟系统能够长期、连续、可靠、稳定地工作，同时系统还具有体积小、功耗低等特点，便于携带、使用方便。
关键词：DS1302数字时钟芯片；STC89C51单片机；LCD1602液晶显示器；软件设计Software Design of Digital Clock System Based on 51 MCUAbstractThis article describes the multi-functional digital clock system software design. The system can display the current date, time, and has the date and time settings and the alarm clock functions.What is introduced in this article is about the software design of a digital clock system which is multifunctional. This system can display the present time and date, it also has function such as setting time and date or being used as an alarm clock. The system uses a STC89C51 microcontroller of the 51 series produced by the STC corporation and a DS1302 digital clock chip produced by the DALLAS corporation. It shows people how the digital clock goes with a liquid crystal display LCD1602.The software design of this system is programmed with the C programming language and the program is compiled with the Keil software programming environment which is quite popular now. The software programs of the system mainly include the designs of some subroutines such as the DS1302 initialization program、the DS1302 program of reading、the DS1302 program of writing、the LCD1602 display program、adjustment of the date and time, timing alarm and so on.The system is provided with a friendly user interface、simple operation and stable function. The digital clock system can work long、continuously、reliably and stable while it also has characteristics like small volume and low power consumption which allow people to use conveniently and take it with themselves easily.Key words:DS1302 digital clock chip;STC89C51 Microcontroller; LCD1602 liquid crystal displayer; software design.目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的意义 (2)1.3 数字时钟的应用及发展前景 (2)1.4 课题的研究内容及技术要求 (3)2 设计要求与方案论证 (4)2.1 设计基本要求 (4)2.2 编程语言方案论证 (4)2.2.1 汇编语言 (4)2.2.2 C语言 (5)2.3 显示方式方案论证 (5)2.3.1 利用LED数码管显示结果 (5)2.3.2 利用LCD液晶显示结果 (6)2.4 系统仿真方式方案论证 (6)2.4.1 利用Protues软件仿真实现 (6)2.4.2 手工焊接电路板 (7)3 系统主要器件的工作原理 (8)3.1 单片机STC89C51的工作原理 (8)3.1.1 单片机主要性能参数及引脚功能 (8)3.1.2 单片机存储器结构及复位电路与时钟电路 (11)3.2 时钟芯片DS1302的原理及应用 (12)3.2.1 时钟芯片DS1302的结构原理及控制字节 (12)3.2.2 DS1302数据输入输出(I/O)与寄存器 (14)3.3 LCD1602的结构及工作原理 (15)4 系统软件设计 (17)4.1 系统硬件组成及结构框图 (17)4.2 系统软件设计概述 (17)4.3 系统主程序设计 (18)4.4 时钟芯片DS1302子程序设计 (19)4.4.1 DS1302初始化程序设计 (19)4.4.2 CPU读DS1302程序设计 (19)4.4.3 CPU写DS1302程序设计 (21)4.5 时间调整子程序设计 (22)4.6 定时报警子程序设计 (24)5 系统调试 (25)5.1 系统硬件调试 (25)5.2 软件调试 (26)5.2.1 软件编程环境keil介绍 (26)5.2.2 软件调试 (29)5.2.3 利用下载编程软件STC-ISP下载程序 (29)5.3 系统调试结果 (32)6 结论 (33)参考文献 (35)致谢............................................................................................................错误!未定义书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计论文作者学号系部专业题目基于单片机的多功能数字钟设计指导教师评阅教师完成时间：毕业设计(论文)中文摘要毕业设计(论文)外文摘要目录1 绪论51.1背景资料51.1.1设计多功能数字钟的目的51.1.2电子线路CAD与Prote99 SE软件的简介51.1.3单片机简介71.2本设计的主要工作82 系统功能和设计说明92.1总体方案设计92.1.1本课题主要技术要求92.1.2总体方案比较与论证92.1.3总体设计原理方框图102.2 硬件模块电路设计102.2.1电压有效值测量设计102.2.2时钟电路的设计122.2.3温度检测电路设计132.2.4频率测量设计132.2.5键盘显示设计152.2.6报警电路162.2.7单片机最小系统162.3 软件设计192.4测试方法202.5总结21结论23致谢24参考文献241绪论1.1背景资料1.1.1设计多功能数字钟的目的目前市售的电子产品很多,一般只能显示时间信息,功能单一. 但在一些特殊行业，如电力部门，为了工作的便利，要求数字钟不仅能显示时间信息，最好还能直接显示供电情况，电力运行情况。
这样，市场上销售的数字钟就显得功能单一，不能满足需求。
这里我们所要设计的是专门用于电力部门的多功能数字钟。
本文所设计的多功能数字钟是利用单片机技术，采用了几种新型的芯片而共同构成的。
它具有基本的电子时钟，闹钟功能，并且能够显示环境温度，电网电压，电网频率及实现过压欠压报警。
本系统充分挖掘了单片机的资源和运算控制功能，具有功能多，显示全，成本低的特点。
1.1.2电子线路CAD与Prote99 SE软件的简介本设计的电子线路图和PCB线路版图都采用计算机辅助制图，现介绍使用的做图软件及方法。
一、电子线路CAD简介：电子电路CAD技术是电子信息技术发展的杰出成果,它的发展与应用引发了一场工业设计和制造领域的革命。
给企业带来了巨大经济效益。
当今, 电路CAD技术及其应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。
电子电路CAD 技术是指以计算机硬件和系统软件为基本工作平台, 继承和借鉴前人在电路和系统、图论、拓扑逻辑优化和人工智能理论等多学科的最新科技的成果而研制成的电子电路CAD 通用支撑软件和应用软件包。
其目的在于帮助电子设计工程师开发新的电子系统与电路、IC、PCB（印刷电路板）、FPGA（现场可编程门阵列）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）等产品。
实现在计算机上调用元器件库、连线画图、编制激励信号文件、确定跟踪点、调用参数库以及模拟程序等手段去设计电路。
电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子线路的设计过程，包括电原理图编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、印制板设计（包括自动布局自动布线）与检测（包括布线、布局规则的检测和信号完整性分析）等。
电子线路CAD软件还能迅速形成各种各样的报表文件，如元件清单报表，为元器件的采购及工程预决算等提供了方便。
二、Prote99 SE软件的简介:90年代中期，Windows95开始出现，Protel也紧跟潮流，推出了基于Windows95的3.X版本。
3.X版本的Protel加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。
另外由于3.X版本的Protel是16位和32位的混合型软件，所以不太稳定。
1998年，Protel公司推出了给人全新感觉的Protel 98。
Protel 98以其出众的自动布线功能获得了业内人士的一致好评。
199年，Protel公司又推出了新一代的电子线路设计系统-Protel 99。
在Protel 99中加入了许多全新的特色。
Protel98/99/99SE具有Windows应用程序的一切特性，在Protel98/99/99SE中引入了操作“对象”属性的概念，使所有“对象”（如连线、元件、I/O端口、网络标号、焊盘、过孔等）具有相同或相似的操作方式，实现了电子线路CAD软件所期望的“简单、方便、易学、实用、高效”的操作要求。
Protel99主要由以下几个部分组成：1．原理图设计系统：原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic系统。
这部分用于设计原理图的原理图编辑器Sch 以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SchLib。
2．印刷电路板设计系统印刷电路板设计系统是用于电路板设计的Advanced PCB。
这部分包括用于设计电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCB Lib。
3.信号模拟仿真系统信号模拟仿真系统是在原理图上进行信号模拟仿真的SPICE3f5系统。
4．编程逻辑设计系统可编程逻辑设计系统是基于CUPL的集成于原理图设计系统中的PLD设计系统。
5． Protel99内置编辑器这部分包括育浓郁显示、编辑文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。
Design Explorer(项目管理器)是Protel99新增的一大功能，就是利用Design Explorer对整个系统进行管理的。
它具有许多优点，这些优点使Protel99较Protel98工作起来更快捷、更方便。
1.1.3单片机简介一、单片机的结构和特点一个典型的数字计算机系统应包括运算器、控制器、数据与程序存储器输入/输出接口四大部分。
如果将它们集成在一小块芯片上，就构成了微型单片计算机，简称单片机。
单片机除了具有一般微型计算机的功能外，为了增强实时控制能力，绝大部分单片机的芯片上还集成有定时器/计数器，某些增强型单片机还带有A/D转换器、D/A转换器、语音控制、WDA、PWM等功能部件。
单片机在结构上的设计主要是面向控制的需要，因此，它在硬件结构指令系统和能力等方面均有独特之处，其显著的特点之一就是具有非常有效的控制功能，为此，又称为微控制器MCU(Micro Controller Unit)。
所以，单片机不但与一般的微处理机一样，是一个有效的数据处理机，而且还是一个功能很强的过程控制机。
单片机自诞生以来，由于其固有的优点---低成本小体积高可靠性高附加值通过更改软件就可改变控制对象等，已越来越成为电子工程师设计产品时的首选器件之一。
二、单片机的应用①在智能仪器仪表中的应用：在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。
②在机电一体化中的应用：机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的电子产品。
③在实时过程控制中的应用：用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。
④在人类生活中的应用：目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。
⑤在其它方面的应用：单片机除以上各方面的应用，它还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信、计算机外部设备、模糊控制等各领域中。
1.2本设计的主要工作本设计的主要工作是采用单片机技术，设计一个适用于电力部门的多功能数字钟，数字钟应具有基本的电子时钟功能、闹钟功能；能显示环境温度；显示电网电压、电网频率；能实现过压、欠压报警。
本设计工作包括单片机外围接口电路的硬件设计和实现系统控制功能的软件设计。
我在本设计中承担硬件部分的电网电压的开发工作。
2 系统功能和设计说明2.1总体方案设计2.1.1本课题主要技术要求①利用单片机控制;②具有基本的电子时钟功能闹钟功能,电子时钟要求显示年、月、时、分、秒、星期;具有掉电功能;③能显示环境温度,要求环境温度的测量误差≤0.5℃;④显示电网电压、电网频率,电网电压的测量误差≤0.5V;电网频率的测量误差≤0.5HZ;⑤当电网电压过压或欠压±10V时，声光报警。
根据以上要求我设计此系统必须具有以下单元功能模块：①实时时钟电路②环境温度检测电路③电网电压、频率测量电路④报警电路⑤键盘显示电路2.1.2总体方案比较与论证方案一: 采用CPLD作为控制中心，对整个系统的运作进行统一管理，但这种方案要求平时有很多的知识积累和较强的专业水平，且器件较贵，主控制器外围电路进行电压频率测量,时钟控制温度测量键盘和控制报警复杂,且灵活性较低,不利于各种功能的扩展,在测电压时将通过测得的数值转化为电压有效值时有一定困难。
方案二: 多功能数字钟系统采用AT89C52作为中央处理芯片实现系统的控制,用于数据处理、初值设定、显示控制等。
键盘电路采用74LS165扩展接口,时钟芯片采用12C887,温度传感器采用DS18B20, 市电信号电压可通过LM331组成的高精度U/F变换电路测得，频率可采用测周期法间接测得。
单片机P0口用于时钟芯片时间信息读取;P1口用于液晶显示器显示数据的传送;P2口用作控制信号和握手联络信号,其中P2.3输出闹钟信号,P2.4输出过压欠压报警信号,分别驱动外部声光报警电路；P3口主要是第二功能的应用。
因此，单片机系统资源已得到充分利用，此系统硬件简洁，将复杂的硬件功能用软件实现，能很好地满足本设计的基本要求和扩展要求。
比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁完全达到设计要求，故采用第二种方案。
2.1.3总体设计原理方框图根据设计方案二，画出本设计的总体设计方框图如图1图1 总体原理方框图2.2 硬件模块电路设计2.2.1电压有效值测量设计一、电压有效值测量方案选择方案一：采用分段逼近式有效值检波电路。
该方法示值虽然是被测电压的有效值，但由于放大器动态X围的限制，对于被测信号会产生一定的波形误差，并且硬件电路搭接复杂，且稳定性能不好。
方案二：利用电压互感器得到交流信号，经过半波整流，电容滤波得到直流信号。
将转换成的直流信号接入ICLM331U/F转换器，实现模拟电压信号转换为数字信号，即将电压信号转换为频率可变的脉冲信号，再利用单片机读取数据后进行相应的幅值变换得到电压有效值。
利用集成电路芯片测量精度高，误差小、稳定性好，硬件电路实现简单，可减小硬件体积。
因此选择第二种方案。
二、实现电压测量电路实现电压测量电路如图2图2 电压测量电路三、原理说明利用电压互感器得到交流信号，经过半波整流，电容滤波得到直流信号，采用M331V/F转换器, 将电压信号转换为频率可变的脉冲信号。
脉冲信号的频率与交流电压有效值和直流电压值呈线性正比关系，交流电压越高,转换器的频率值越高。
电路中RS 的作用是调节增益偏差和由RL、Rt、Ct引起的偏差，以及校正输出频率。
7脚上增加的电阻、电容的作用是提高精度。
当元件取图中的参数时，可将0-10V输入电压信号变成10HZ-20KZ的输出频率信号。
这种变换方法，接口简单，占用单片机硬件资源少；有良好的精度，线性以及抗干扰性能。