数字时钟的设计报告

R5
100k
VCC
3.2.单片机最小系统
从外部引入5V的直流电，为单片机、复位电 路提供电源。
时钟电路
C1
30nF
U1 X1
19 XTAL1 CRYSTAL 18 XTAL2 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
第二章：设计要求和方案论证


2.1设计的要求 2.2方案论证 2.3数码管显示方案 2.4时钟的选择方案和论证
2.1设计的要求


基于AT89S51单片机的设计。当程序执行 后，LCD显示即时时间、年月日、星期。 了解单片机技术的发展现状，熟悉数字时 钟模块的工作原理； 2、选择适当的芯片和元器件，确定系统电 路，绘制电路原理图，尤其是各接口电路； 3、熟悉单片机使用方法和C语言的编程规 则，编写出相应模块的应用程序； 4、分别在各自的模块中调试出对应的功能， 在Proteus软件上进行仿真。

现今，高精度的计时工具大多数都使用了
石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英 钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定 性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电 子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动， 用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显 示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分， 秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对， 片选的灵活性好。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的 作用，是保证系统正常工作的基础。在一个单 片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是 指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号， 主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小 决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的 标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实 现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的 可编程定时/计数器来实现，但误差很大，主要 用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门 的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情 况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有： DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精 度的要求。
第三章：系统设计

3.1.系统说明 3.2.单片机最小系统
3.1.系统说明

利用单片机（AT89S52）制作简易电子时钟， 由六个LED数码管分别显示小时十位、小时个 位、分钟十位、分钟个位、秒钟十位、秒钟个 位。6个PNP管（9012）分别控制六个数码管的 亮灭，一个按键用于时间调整
3.1.1系统框图
Q1
2N3702
Q2
Q3
2N3702
Q4
P0.6 P0.7
U1
P0.1 P0.2
P0.3
P0.2 P0.1 P0.0
P0.0
19
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4
11 13 15 17
9 7 5 3
P0.7
P0.0
P0.7
P0.6
P0.7
Q5
Q6
2N3702
GND
P2.0
P2.1
P2.2
P2.3


5.单片机在医用设备领域中的发展应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛， 例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声 诊断设备及病床呼叫系统等等。
1.3设计的任务



1. 巩固、加深和扩大单片机应用的知识面， 提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的 能力。 2. 培养针对课题需要，选择和查阅有关手 册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系 统、编程、调试的动手能力。 3. 通过对课题设计方案的分析、选择、比 较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软 硬件设计的方法、内容及步骤。
1.2设计的意义

本设计使用单片机作为核心进行控制。单 片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别 是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干 扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智 能化方面有广泛的用途。
1.2发展现状

1.在智能仪器仪表上的发展应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用 于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实 现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、 速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力 等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪 表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用 电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设 备（功率计，示波器，各种分析仪）。
RP1
1 2 3 4 5 6 7 8 RESPACK-7
1
2
3
4
5
6
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
U2:B 74HC244
13 14 15 16 A0 A1 A2 A3 OE 74HC244 Y0 Y1 Y2 Y3
P0.2 P0.1 P0.0
C1
P0.0
第一章：绪论

本章介绍的是数字时钟的设计目的及意 义和未来的发展前景和现状及在各领域 的应用
第一章：绪论

1.1设计的目的及意义 1.2发展现状 1.3设计的任务
1.1设计的目的及意义



1.实现时钟的修正和闹钟报时两项任务。 2.通过单片机课程设计，加深对单片机 的更深层次的理解，熟悉单片机的内部硬件 资源，掌握单片机的编程方法，要学会对单 片机的各部硬件资源的控制，特别是掌握单 片机中断，定时器的编程方法。 3.通过这次设计，要学会怎么利用所学 单片机知识独立设计系统的能力，达到学于 致用的目的，要学会发创设计编程思想，要 学会开发系统的一般过程，并不断创新。
电源部分 直流电源5V
复位电路
按键
控制部分 单片机（AT89C52） 显示部分
位选部分 6个PNP三极管（9012）
6个七段共阳极数码管 显示秒，分钟及小时位
3.1.2总体电路图
U2:A
P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
9 10 11 12 2 4 6 8 1 A0 A1 A2 A3 OE Y0 Y1 Y2 Y3 18 16 14 12
2.4时钟的选择方案和论证

方案一： 采用74HC244N时钟芯片实现时钟， 74HC244N芯片是一种高性能的时钟芯片，可 自动对秒、分、时、日、周、月、年进行计数， 而且精度高,位的RAM做为数据暂存区，工作 电压2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于 300nA。

方案二： 直接采用单片机定时计数器提供秒信号， 使用程序实现时、分、秒计数。采用此种方案 虽然减少芯片的使用，但节约成本，本实验采 用方案二




单片机主板电路等组成。并具有以下 功能： 1．具备在液晶上显示年、月、日、星 期、时、分、秒的功能； 2．并且具备年、月、日、星期、时、 分、秒校准功能； 3．具有与实时时间同步的功能；
2.2方案论证

方案一: 采用AT89C51芯片作为硬件核心，内部具 有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而 且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于 电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术， 所以在对电路进行调试时，对芯片的多次拔插 会对芯片造成一定的损坏。

4.在计算机网络和通信领域中的发展应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以 很方便地与计算机进行数据通信，为在计算 机网络和通信设备间的应用提供了极好的物 质条件，现在的通信设备基本上都实现了单 片机智能控制，从手机，电话机、小型程控 交换机、楼宇自动信呼叫系统、列车无线通 信、再到日常工作中随处可见的移动电话， 集群移动通信，无线电对讲机等。
30nF
P0.3 P0.4 P0.5
P0.7 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4
P0.5 P0.6 P0.7
P0.1 P0.2 P0.3 P0.4
P0.5 P0.6
P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6
P0.3 P0.4 P0.5 P0.6
P0.4 P0.5
X1 C2
P2.4
P2.5
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51
R6
100k
R7
2N3702
R8
100k
R9
2N3702
R11
100k
2N3702
R10
100k
100k
ຫໍສະໝຸດ Baidu100k
VCC
R2
100k GND
R3 R4
100k 100k


本系统利用单片机实现具有计时、校时等 功能的数字时钟，是以单片机AT89S51为核心 元件同时采用LED数码管显示器动态显示 ‚时‛，‚分‛，‚秒‛的现代计时装置。与 传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等 特点。另外具有校时功能，秒表功能，和定时 器功能，利用单片机实现的数字时钟具有编程 灵活，便于功能的扩充等优点。 关键词：数字钟系统； 单片机AT89S51； LED 液晶显示器



4.巩固、加深和扩大单片机应用的知识 面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业 控制的能力。 5.培养针对课题需要，选择和查阅有关 手册、图表及文献资料的自学能力，提高组 成系统、编程、调试的动手能力。 6.通过对课题设计方案的分析、选择、 比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程， 软硬件设计的方法、内容及步骤。


案二：动态显示。所谓动态显示就是一位 一位的轮流点亮各个位，对于显示器的每一位 来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉 暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描 速度足够快，字符才不闪烁。显示器的亮度既 与导通电流有关，也于点亮时间与间隔时间的 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I/O口和降低能耗出发，本设计采用 方案二。
30nF GND CRYSTAL
19
XTAL1
18
XTAL2
C3
200uF 9 RST
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD

方案二: 采用AT89S52芯片,AT89S52是一种低功耗、 高性能的8位CMOS微控制器，具有4K的可编 程Flash存储器。同样兼容AT89C51的功能，且 具有ISP在线编程可技术，当对电路进行调试 时，因此选择采用AT89S51作为主控制系统核 心。
2.3数码管显示方案

方案一： 静态显示。所谓静态显示，就是当显示器 显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导 通或截止。该方式每一位都需要一个8 位输出 口控制。静态显示时较小的电流能获得较高的 亮度，且字符不闪烁。但当所显示的位数较多 时，静态显示所需的I/O口太多，造成了资源的 浪费

2.在工业控制中的发展应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、 数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管
理，电梯智能化控制、各种报警系统，与 计算机联网构成二级控制系统等。


3.在家用电器中的发展应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都 采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电 冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、 再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。
数字时钟设计报告
课程名称：《单片机应用技术》 实训题目：数字时钟 专业班级:智能101 小组成员：钱宏 张慧 李瑶 赵登
摘要

时钟，自从它发明的那天起，就成为人类 的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断 发展，人们对时间计量的精度要求越来越高， 应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务， 怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人 们不断设计出新型时钟。
39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
9 10 11 12 13 14 15 16 p2.0 p2.1 p2.2 p2.3 p2.4 p2.5
R1
VCC
100 VCC
29 30 31
PSEN ALE EA