电子时钟设计报告
广西工学院鹿山学院单片机课程设计报告
题目：用1602LCD实现电子时钟的设计
专业：电子信息工程
班级：电子081
学号：20080352
姓名：张锡要
目录
前言
1 电子时钟
1.1 电子时钟简介
1.2 电子时钟的基本特点
1.3 电子时钟的原理
2 单片机识的相关知识
2.1 单片机简介
2.2 89C51单片机介绍
3 控制系统的软件设计
3.1 系统框图
3.2 单片机型号的选择
3.3 调节时间电路设计
3.4 LCD1602液晶显示工作原理3.5 整个电路原理图
3.6 仿真结果
3.7 仿真结果分析
4控制系统的软件设计
4.1 C语言程序代码
5心得体会
前言
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于数字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行数字钟的设计是必要的，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。单片机数字时钟就是其中的一款设计。它具有编程灵活，便于电子钟功能的扩充，即可用该电子钟发出各种控制信号，精确度高等特点，同时可以用该电子钟发出各种控制信号。单片机数字钟是单片机为核心。时钟，本设计是以AT89C51配备LCD显示，数字钟采用24小时制方式显示时间。使人不仅仅是通过视觉来感受单片机数字钟带来的方便。
1 电子时钟
1.1 电子时钟简介
1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表，从而奠定了电子时钟的基础，电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具，采用延时程序产生一定的时间中断，用于一秒的定义，通过计数方式进行满六十秒分钟进一，满六十分小时进一，满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能，是人民日常生活补课缺少的工具。
1.2 电子时钟的基本特点
现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时的，译码代替机械式传动，用LCD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。
1.3 电子时钟的原理
该电子时钟由AT89C51，LM016L液晶显示器等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中两个控制键功能直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而另一按键按下又放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。
2 单片机识的相关知识
2.1 单片机简介
单片机全称为单片机微型计算机（Single Chip Microsoft Computer)。从应用领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器（Micro Controller Unit）
或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。
2.2 AT89C51单片机介绍
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P1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口作为第八位地址接收。
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，如下表所示：
口管脚备选功能
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。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE
端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。此时， ALE 只有在执行MOVX ，MOVC 指令是ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效。
/PSEN ：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。
/EA/VPP ：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器
（0000H-FFFFH ），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA 将内部锁定为RESET ；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（VPP ）。
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。
3 控制系统的硬件设计
3.1系统框图
3.2 单片机型号的选择
通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能器件,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，89C51是一种高效微控制器，而且它MCS-51
兼容，且具有4K 字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循。
3.3 调节时间电路设计 该设计只用了五个，但实现的功能却是比较完善，减少了硬件资源的损耗，开关可以实现小时、分钟和星期的调节。当按键K3按下又松开，则可以通过按键K4实现分钟的累加，每按一次分钟加一, 按键K5实现分钟的减，每按一次分钟减一；当按键K3再按下又松开，则可以通过按键K4实现小时的累加，每按一次小时加一, 按键K5实现小时的减，每按一次小时减一；又再一次按K3键，则不能对时间再加减，如此循环，达到时间调节的目的。K1控制星期向前加一，K2控制星期向后减一。当一天24小时过去之后，星期会自动先前加一。
调节控制电路 晶振电路 复位电路
AT89C51
液晶显示电路 → →
→→
3.4 LCD1602液晶显示工作原理
LCD液晶显示是一种支持字母、数字、符号等显示的点阵型液晶模块，由
32个5×8点阵字符位组成，每一个点阵字符
都可以显示一个字符。模块内置160个5×8
点阵字形的字符发生器CHROM和8个可由用户
自定义的5×8的字符发生器CGRAM.1602液晶
显示器可显示有两行，每行可以显示16个字
符，也就是说一共可以显示32个字符。D0-D7是数据端，Vss是电源地，VDD是电源正极，VEE是液晶对比调节端，RS是数据/命令选择端（H为数据，L为命令），R/W读写控制（H为读，L为写），E是使能端。
3.5整个电路原理图
3.6 仿真结果
开始运行程序仿真图
运行一段时间后仿真图
3.7 仿真结果分析
功能太过单调，只能实现时分秒和星期的显示，设计比较简单。电路图的设计过于单调，用的器件太少，实现调节时间的按钮太少，不能很好的实现时间的调节。在测试过程中，LCD液晶显示六位数字和星期，通过多次的修改程序并在PROTEUS软件环境中进行仿真，最终解决了这个问题，同时也透露出本人在单片机电路设计和程序设计方面的不足。不过最后的仿真效果非常好，实现了预期的效果，是一个比较令人满意的设计。
4控制系统的软件设计
4.1 C语言程序代码
#include
#include
#define data_out P0
#define LCD_CLR 0x01 //清屏指令
//光标和显示模式设置,以下几条(指令)按位或,就可得组合
#define CURSOR_MOV_R 0x06 //光标右移
#define CHAR_MOV_N 0x04 //字符不移
//显示开关控制,以下几条(指令)按位或,就可得组合
#define ALL_ON 0x0c //整体显示开
#define CURSOR_ON 0x0a //光标开
#define CURSOR_SS 0x09 //光标闪烁
//功能设置命令
#define BUS_8BIT 0x30 //8位总线
#define LINE_2 0x28 //2行显示
#define CHAR5_7 0x20 //5*7字符
sbit LCD_E=P2^7;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit BF=P0^7;
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit K5=P1^4;
int tt,s,m,h,xq=1;
//函数名称: delay
//功能描述:延时(N*8+6)μs
void delay(unsigned int N)
{
unsigned int i;
for(i=0;i } //函数名称:LCD_busy //功能描述:判忙函数 void LCD_busy(void) { while(1) { data_out=0xff; LCD_RS=0; LCD_RW=1; LCD_E=1; if(!BF)break; //如果BF忙标志位为1,则忙,则等待LCD_E=0; } } //函数名称:w_LCD_command //功能描述:写入命令 void w_LCD_comm(unsigned char comm) { LCD_busy(); data_out=comm; LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_E=0; //E,下降沿触发 } //函数名称:input_data //功能描述:写入数据 void w_LCD_dat(unsigned char dat) { LCD_busy(); data_out=dat; LCD_RS=1; LCD_RW=0; LCD_E=1; LCD_E=0; //E,下降沿触发 } //函数名称: LCD_init //功能描述:液晶初始化 void LCD_init(void) { LCD_RW=0; LCD_RS=0; LCD_E=0; w_LCD_comm(BUS_8BIT|LINE_2|CHAR5_7); //8位数据,二行,5*7 delay(10); w_LCD_comm(ALL_ON|CURSOR_ON|CURSOR_SS); //显示开,光标开,光标闪 w_LCD_comm(ALL_ON); //显示开,不开光标 w_LCD_comm(CURSOR_MOV_R|CHAR_MOV_N); //光标右移,字不移w_LCD_comm(LCD_CLR); //清屏 w_LCD_comm(0x80); //地址0 } //函数名称:write_char //功能描述:写入字符 void write_LCD_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char dat) { if(y==0) { w_LCD_comm(0x80+x); } else { w_LCD_comm(0xc0+x); } w_LCD_dat(dat); } //函数名称:write_str //功能描述:写入字符串，x为字，y为行 void write_LCD_str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *p_str) { unsigned char i; i=strlen((unsigned char *)p_str); while(i!=0) { if(x>=16) //如果写完一行，下一行（首字） { y++; x=0; } if(y>=2)break; //如果写了二行，不写了， write_LCD_char(x,y,*p_str); //写 x++; //写下一个字 i--; //字数减1 p_str++; //字符串中下一个字符 } } void main() { int a =0; LCD_init(); TMOD=0x01; TH0=15536 /256; TL0=15536%256; TR0 = 1; ET0=1; EA=1; while(1) { //显示星期 switch(xq) { case 1:write_LCD_str(4,0,"Monday ");break; case 2:write_LCD_str(4,0,"Tuesday ");break; case 3:write_LCD_str(4,0,"Wednesday ");break; case 4:write_LCD_str(4,0,"Thursday ");break; case 5:write_LCD_str(4,0,"Friday ");break; case 6:write_LCD_str(4,0,"Saturday ");break; case 7:write_LCD_str(4,0,"Sunday ");break; } write_LCD_char(6,1,':'); write_LCD_char(9,1,':'); //显示时间 write_LCD_char(4,1,h/10+0x30); write_LCD_char(5,1,h%10+0x30); write_LCD_char(7,1,m/10+0x30); write_LCD_char(8,1,m%10+0x30); write_LCD_char(10,1,s/10+0x30); write_LCD_char(11,1,s%10+0x30); if(K1==0) //星期向前加一控制 { delay(100); if(K1==0) { xq++; if(xq>7) { xq=1; } while(K1==0); } } if(K2==0) // 星期向后减一控制 { delay(100); if(K2==0) { xq--; if(xq<1) { xq=7; } while(K2==0); } } if(K3==0) //调节分钟和小时的切换键{ delay(100); if(K3==0) { a++; if(a>2) a=0; while(K3==0); } } if(a==1) { if(K4==0) //分钟加一{ delay(100); if(K4==0) { m++; if(m>59) m=0; while(K4==0); } } if(K5==0) // 分钟减一 { delay(100); if(K5==0) { m--; if(m<0) m=59; while(K5==0); } } if(a==2) { if(K4==0) //小时加一 { delay(100); if(K4==0) { h++; if(h>23) h=0; while(K4==0); } } if(K5==0) //小时减一 { delay(100); if(K5==0) { h--; if(h<0) h=23; while(K5==0); } } } } } void Tiner() interrupt 1 { TH0=15536/256; TL0=15536%256; tt ++; if(tt > 19) { tt = 0; s++; if(s>59) { m++; } if(m>59) { h++; m=0; } if(h>23) { h=0; xq++; if(xq>7) h=1; } } } 5心得体会 经过一学期的学习，我们完成了这次单片机电子时钟设计，通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义，导致编程的程序过于复杂，使得需要的存储空间增大。损耗了过多的内存资源。 本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分的理解。 实践中获得的知识能让我对单片机的知识有更好的认识和理解。虽然这次的课程设计我参考了一些文献资料，没有做到创新，但在对程序的读写过程中我明白了许多。这次课程设计的最大收获是只有把理论用到实践中我们才能真正掌握好所学知识。相信这对我以后的课程设计和毕业设计将会有很大的帮助！ 目录 1、引言 (3) 2、总体设计 (4) 3、详细设计 (5) 3.1硬件设计 (5) 3.2软件设计 (10) 4、实验结果分析 (26) 5、心得体会 (27) 6、参考文献 (27) 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，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，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AT89C51 1.引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机原理及应用课程设计任务书 题目：电子时钟（LCD显示） 1、设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间： 使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。用3个功能键操作来设置当前时间。功能键K1～K4功能下。 K1—设置小时。 K2—设置分钟。 K3—设置秒。 程序执行后工作指示灯LED发光，表示程序开始执行，LCD显示“23：59：00”，然后开始计时。 2、工作原理 本课题难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种功能，程序中有较多的循环结构用以判断按键是否按下，以及判断按键是否抬起，以及LCD显示器的初始化。 3、参考电路 硬件设计电路图如下图所示： 硬件电路原理图 单片机原理及应用课程设计任务书 题目：电子时钟（LCD显示） 1、设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间： 使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。用3个功能键操作来设置当前时间。功能键K1～K4功能下。 K1—设置小时。 K2—设置分钟。 K3—设置秒。 程序执行后工作指示灯LED发光，表示程序开始执行，LCD显示“23：59：00”，然后开始计时。 2、工作原理 本课题难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种功能，程序中有较多的循环结构用以判断按键是否按下，以及判断按键是否抬起，以及LCD显示器的初始化。 3、参考电路 硬件设计电路图如下图所示： 硬件电路原理图 基于AT89C51单片机的电子时钟设计报告 一、设计要求与目的 1）设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在LCD显示器上显示当前的时间。 2）、使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。3）、用3个功能键操作来设置当前时间。 4）、熟悉掌握proteus编成软件以及keil软件的使用 二、本设计原理 本设计以AT89C51单片机为核心，通过时钟程序的编写，并在LCD显示器上显示出来。该编程的核心在于定时器中断及循环往复判断是否有按键操作，并对每个按键的操作在LCD显示器上作出相应的反应。由于LCD显示器每八位对应一个字符，故把秒、分、时的个位和十位分开表示。 该课题中有三个控制开关KM1、KM2、KM3分别控制时、分、秒的调整，时间按递增的方式调整，每点一次按钮则相应的时间个位加以，且时间调整不干扰其他为调整时间的显示。 三、硬件设计原理（电路） 硬件电路原理图 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。 华大计科学院 数字逻辑课程设计说明书 题目：多功能数字钟 专业：计算机科学与技术 班级：网络工程1班 姓名：刘群 学号： 1125111023 完成日期：2013-9 一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。 3.可以进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 1.数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率 1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路。图 1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图 ⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24 进制计数器。 ⑶译码驱动电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 ⑷数码管 数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED数码管。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路，并通过译码显示。在六位LED 七段显示起上显示 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。 目 一．作品介???????????????????????????????? 2 二．片机系原理及工作原理描述????????????????????? 2 三．程中碰到的及解决方法????????????????????? 4 四．数据及差分析??????????????????????????? 4 五．?????????????????????????????????? 5 六．程序模框?????????????????????????????? 5 七．程序清????????????????????????????????7 单片机的个性化电子钟设计报告 一．作品简介 该作品是个性化电子钟设计，技术上主要用单片机（AT89S52）主控， 4 位 LED 数码显示，分别显示“小时：分钟”。该作品主要用于24 小时计时显示,能整时报时 ,能作为秒表使用,能定时闹铃 1 分钟。 使用方法 :开机后显示日期，学号，时钟在00:00:00 起开始计时。 （1)长按进入调分状态 :分单元闪烁 ,按加 1,按减 1.再长按进入时调整 状态 ,时单元闪烁 ,加减调整同调分 .按长按退出调整状态。 (2)按进入设定闹时状态: 12:00: ,可进行分设定,按分加 1,再按为时调 整 ,按时加 1,按调闹钟结束.在闹铃时可按停闹,不按闹铃 1 分钟。 (3)按下进入秒表状态:再按秒表又启动,按暂停 ,再按秒表清零 ,按 退出秒表回到时钟状态。 二．单片机系统原理图及工作原理描述 （1）总原理图 如原理图所示，硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED数码管显示模块组成。 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 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 《电子线路课程设计报告》 系别：自动化 专业班级：自动化0803 学生姓名：冯刚 指导教师：朱定华 （课程设计时间：2010年05月31日——2010年06月12日） 华中科技大学武昌分校 目录 1．课程设计目的 (3) 2．课程设计题目描述和要求 (3) 3．课程设计报告内容.....................................................................3-9 3.1实验名称 (3) 3.2实验目的 (3) 3.3实验器材及主要器件 (3) 3.4数字电子钟基本原理 (4) 3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................4-8 3.6数字电子钟电路图 (8) 3.7数字电子钟的组装与调试............................................................8-9 4．总结 (9) 参考文献 (10) 1．课程设计目的 ※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； ※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；※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； ※培养书写综合实验报告的能力。 2．课程设计题目描述和要求 （1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟； （2）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试； （3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告； （4）选做：整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。 3．课程设计报告内容 3.1实验名称 数字电子钟 3.2实验目的 ·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法； ·熟悉集成电路的使用方法。 3.3实验器材及主要器件 （1）74LS48（6片）（2）74LS90（5片）（3）74LS191（1片）（4）74LS00（5片）（5）74LS04（3片）（6）74LS74（1片）（7）74LS2O（2片） （8）555集成芯片（1片） （9）共阴七段显示器（6片）（10）电阻、电容、导线等（若干） 咸阳师范学院物理与电子工程学院 课程设计报告 题目： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 完成日期：年月 目录 第一章概述 3 第二章数字电子钟的电路原理 4 第三章电路调试与制作11 第四章总结与体会12 第五章附录13 第一章概述 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,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,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,运运超过老式钟表, 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原先的报时功能。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，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。 课程设计目的 （1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。 （2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。 （3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。 （4）提高实践动手能力。 第二章数字电子钟的电路原理 数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。 1．数码显示电路 译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。显示器件选用FTTL-655SB双阴极显示屏组。在计数电路输出信号的驱动下，显示出清晰的数字符号。 2．计数器电路 LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。 3．校时电路 数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，时基电路的误差会累积；又因外部环境对电路的影响，设计产品会产生走时误差的现象。所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。通过手动调节按键，达到校准的目的。 4．定时报警电路 当调好定时间后并按下开关K1（白色键），显示屏右下方有红点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。 芯片资料 LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。作为时钟，它准确醒目；作为控制开关，它动作无误；在1小时59分钟或59分钟内，能任意暂停，使用十分方便。 仔细观察从0-9的每个数字并比较图1所示的笔段。内部电路参看图2, LM8560各脚功能，参看图3。 华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称数字电子技术课程设计题目数字电子钟课程设计分院电信分院 专业班级10电信2班 学号20100210410201 学生姓名陈晓娟 指导教师徐涢基 20 12 年12 月18 日 目录 第1章课程设计内容及要求 (3) 第2章元器件清单及主要器件介绍 (5) 第3章原理设计和功能描述 (10) 第4章数字电子钟的实现 (15) 第5章实验心得 (17) 第6章参考文献 (18) 第1章课程设计内容及要求 1.1 数字钟简介 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高、产品更新换代的节奏也越来越快。数字钟已成为人们日常生活中必不可少的生活日用品。广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点。 因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点，电路装置十分小巧,安装使用也方便而受广大消费的喜爱。 1.2 设计目的 1. 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。 1.3 设计要求 1. 设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。 2. 用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组 装、调试。 3. 画出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。 4. 整点报时。在59分59秒时输出信号，音频持续1s，在结束时刻为整点。 电子时钟设计报告 1 设计任务与要求 1.1 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。 1.2 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。 2.1 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。 2.2 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。 2.3 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) 《数字逻辑电路设计》课程设计 总结报告 题目：数字电子钟设计 指导教师： 设计人员： （学号）： 班级： 日期：2018年12月 一．设计任务书 任务：数字电子钟设计 基本设计要求：仿真实现数字电子钟 1.要求能显示“时”“分”“秒” 2.时24小时，分60分钟，秒60。 3.能够校时，校分 电路在实验箱上实现 二．设计框图及整机概述 设计框图： 概述：数字电子时钟电路系统由秒信号发生器、校分校时电路、“时、分、秒”计数器和“时、分、秒”显示器组成。秒信号发生器将秒信号送入秒计时器，秒计时器为六十进制计数器，每计六十个数便发送分脉冲信号给分计数器，分计数器也为六十进制计数器，每计六十个数便发送时脉冲信号给时计数器，时计数器是二十四进制计数器。“时、分、秒”显示器将计数器输 出的状态显示出来。 三．各单元电路的设计方案及原理说明 1.六十进制计数器 计数器是对cp脉冲进行计数的时序逻辑电路。“分”和“秒” 的计数由六十进制计数器实现，74LS161为16进制计数器， 两片74LS161EP和ET恒为1，均工作在计数状态，当分个位 和秒个位计数器计到9（1001）时，CLOR端为高电平，经反 相器后使时位CLK端为低电平。当下一个计数输入脉冲到达后，个位记成0（0000），此时CLOR端跳回低电平，时位计数1。 计数器从0开始计数，当计入60个脉冲时，经与非门产生低 电平，立即将两片74LS161同时置零，得到60进制计数器。 2.二十四进制计数器 时的计数由二十四进制计数器实现，当计入24个脉冲的 时候，经与非门产生的低电平信号即将两片74LS161同时置零，得到二十四进制计数器。 3.显示电路 计数器输出的是8421BCD码，需译码器将其转为阿拉伯数字。 4.校时电路 利用校时电路截断分十位和时十位的直接计数通路，当校时电路中的开关截断时，其中的与非门一端接高电平，另一端接秒/分十位的进位输出端，若秒/分十位的进位输出端输出的是低电平，则分/时个位的CLK有低电平的信号输入，此时得到 单片机电子时钟设计 一、作品功能介绍 该作品是个性化电子钟设计，技术上主要用单片机（AT89S52）主控，6位LED数码显示，分别显示“小时：分钟：秒”。该作品主要用于24小时计时显示,能整时报时,能作为秒表使用,能定时闹铃1分钟。 功能介绍： （1）上电以后自动进入计时状态，起始于00:00:00。 （2）设计键盘调整时间，完成时间设计，并设置闹钟。 （3）定时时间为1/100秒，可采用定时器实现。 （4）采用LED数码管显示，时、分，秒采用数字显示。 （5）采用24小时制，具有方便的时间调校功能。 （6）具有时钟和秒表的切换功能。 使用方法: 开机后时钟在00:00:00起开始计时。 （1)长按P3.2进入调分状态:分单元闪烁,按P3.2加1,按P3.3减1.再长按P3.2进入时调整状态,时单元闪烁,加减调整同调分.按长按退出调整状态。 （2)（2）按P3.3进入设定闹时状态: 12:00: ,可进行分设定,按P3.4分加1,再按P3.2为时调整,按P3.4时加1,按P3.3调闹钟结束.在闹铃时可按P3.2停闹,不按闹铃1分钟。 （3）按下P3.4进入秒表状态:再按P3.4秒表又启动,按P3.4暂停,再按P3.4秒表清零,按P3.4退出秒表回到时钟状态。 二、电路原理图 如原理图所示，硬件系统主要由单片机最小应用系统、LED数码管显示模块、电源模块、晶振模块、按键模块等组成。 电子时钟原理图 各个模块设计 1.单片机系统 AT89S52 AT89S52概述：是一款非常适合单片机初学者学习的单片机， 它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度 要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中 使用12MHz的晶振。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节 RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三 个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双 工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模 式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中 断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被 大学大数据与信息工程学院 基于Multisim的数字电子时钟设计报告 学院：大数据与信息工程学院 专业：电子科学与技术 班级：151 学号：1500890151 学生：宋磊 指导教师：郭祥 2017年7月20日 目录 一、设计目的与要求 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 二、基本元器件的选择与原理 (1) 2.1 555定时器 (1) 2.2 74LS390D计数器 (2) 2.2.1 分、秒位实现六十进制 (3) 2.2.2 小时位实现二十四进制 (3) 2.2.3 星期位实现七进制 (4) 2.3 显示器 (5) 2.4 其他元器件 (6) 三、虚拟实验平台与仿真 (6) 3.1 手动校准功能的实现 (6) 3.2 整点报时功能的实现 (6) 3.3 设计从设计从220V交流～6V直流 (7) 3.4 数字电子时钟功能的实现 (7) 附录设计总结与心得体会 (9) 一、设计目的与要求 1.1设计目的 用中、小规模集成电路设计日、时、分、秒的电子钟。 1.2设计要求 1）用555定时器产生1Hz秒信号； 2）秒、分为00～59六十进制； 3）时为00～23二十四进制； 4）星期为1～7七进制； 5）日、时、分可手动校准； 6）具有整点报时功能； 7）设计从220V交流～6V直流。 二、基本元器件的选择与原理 2.1 555定时器 单稳态触发器和施密特触发器主要用于脉冲的整形，多谐振荡器则用于产生脉冲信号。而利用555集成定时器，可以方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，并且带负载能力较强。 此次数字电子钟的计数脉冲则由多谐振荡器提供。脉冲频率取决于555定时器电路。 在Multisim13下构建多谐振荡器，如图2.1： 图2.1 振荡频率：f=1.43/[(R9+2R10)C1] 振荡周期：T=1/f 2.2 74LS390D计数器 计数器——用于统计输入脉冲CP个数的电路。 本次设计统一采用74LS390D计数芯片，74LS390D是一种双四位十进制计数器。其功能表如表2.1所示。 表2.1 BCD计数顺序 数电课程设计报告数字钟的设计 数电课程设计报告 第一章设计背景与要求 设计要求 第二章系统概述 2.1设计思想与方案选择 2.2各功能块的组成 2.3工作原理 第三章单元电路设计与分析 3.1各单元电路的选择 3.2设计及工作原理分析 第四章电路的组构与调试 4.1遇到的主要问题 4.2现象记录及原因分析 4.3解决措施及效果 4.4功能的测试方法，步骤，记录的数据 第五章结束语 5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明5.2总结设计的收获与体会 附图（电路总图及各个模块详图） 参考文献 第一章设计背景与要求 一．设计背景与要求 在公共场所，例如车站、码头，准确的时间显得特别重要，否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。 设计一个简易数字钟，具有整点报时和校时功能。 （1）以四位LED数码管显示时、分，时为二十四进制。 （2）时、分显示数字之间以小数点间隔，小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时。 （3）整点报时采用蜂鸣器实现。每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次，响1s、停1s，直到整点前一秒以高频响1s，整点时结束。 （4）才用两个按键分别控制“校时”或“校分”。按下校时键时，是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时，分显示值以0~59循环变化，但时显示值不能变化。 二．设计要求 电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选 数字时钟课程设计报告 目录 一．设计的目的、任务和要求 (2) 二．设计的方案的选择与论证 (4) 三．电路的设计 (5) （a）设计内容 (5) （b）数字时钟结构的设计 (5) （c）设计步骤 (6) 1.时钟脉冲发生器的设计 (6) 2.时分秒计数电路的设计 (8) 3.计数器的组间级联设计 (13) 4.校准电路的设计 (15) 四.电路的仿真与调试 (17) 五．总结及心得 (19) 六．附录 (21) 七．参考文献 (22) 一、设计的目的、任务和要求 (一)设计目的 电子技术（数字）课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1.使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力； 2.使学生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； 3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 （二）设计任务 1．显示时、分、秒。 2，可以24小时制或12小时制。 3．具有校时功能，分别对小时和分钟单独校时，对分钟校时的时候，最大分钟不向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。 4．为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。 （三）设计要求 1.设计时综合考虑实用、经济并满足性能指标要求； 2.必须独立完成设计课题； 3.合理选用原件； 4.按时完成设计任务并提交设计报告。 二、设计的方案的选择与论证 考虑到实用、经济和性能指标的满足，运用CB555，74LS160, CC4011,电阻，电容等器件经行电子时钟电路的计数及校准功能的设计。运用CB555与电阻电容组合连接成一个周期为一秒的多谐振荡器，用与非门的组合连接成校准电路对电子时钟进行校对。在连接计算器电路时可以用整体置零法和整体置数法。本实验电路采用整体置零法.总体电路是由各功能电路或单元电路组成的。数字电子钟是由振荡电路、时间计数电路、数码显示电路和校时电路组成。 《单片机实训》设计报告 题目:可调电子时钟的设计 学院: 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 一、实验内容 利用CPU的定时器和实验仪上提供的数码显示电路，设计一个可调电子时钟。显示格式如下：XX XX XX ，由左向右分别为：时、分、秒。同时还可以通过键盘（开关）对电子时钟的时间进行加减，达到可调。 二、实验内目的 1、掌握定时器的使用和编程方法； 2、掌握中断处理程序的编程方法； 3、掌握数码显示电路的驱动程序编程方法； 4、掌握键盘电路的程序编程方法； 5、掌握模块子程序的编程方法； 6、掌握硬件的线路的设计及连线方法。 三、实验说明 设计定时器每50ms中断一次，在中断服务程序中，对中断次数进行计数，50ms 计数20次，就是1秒，然后再对秒计数得到分的值，对分计数得到小时的值，分别将各值送到相应的段地址端口和位地址端口，通过数码管显示结果，达到电子时钟的效果。在电子时钟的基础上，程序增加了键盘程序，对电子时钟进行可调（对秒/分/时进行加/减，此功能的增加使电子时钟功能更强、更实用。 四、硬件电路设计原理图 图1 总电路图 R3 图2 键盘控制电路 图3 显示部分电路图 五、软件设计 （一） 程序设计框图 （二） LED数码管字型表 （三）实验程序设计 步骤１、用定时器编写延迟子程序； 2、编写ＢＣＤ码转换子程序； 3、编写学号显示子程序； 4、编写从0~9秒用数码管显示子程序； 5、据时分秒的要求，编写定时器0中断服务子程序； 6、结合以上子程序，与主程序相组合成电子时钟程序； 7、编写键盘控制加子程序； 8、编写键盘控制减子程序； 9、组合以上子程序，与主程序相组合成可调电子时钟程序； ORG 0000H ;程序入口 AJMP START ;指向主程序 ORG 000BH ;定时器中断入口 AJMP INT1 ;指向中断服务程序 ; INT1: MOV TH0,#9EH MOV TL0,#58H DJNZ R7,EXITINT ;20次未到继续记数 MOV R7,#20 INC 20H MOV R2,20H CJNE R2,#60,EXITINT ;60秒未到继续记数 MOV 20H,#0 INC 21H MOV R2,21H CJNE R2,#60,EXITINT ;60分未到继续记数 MOV 21H,#0 INC 22H MOV R2,22H CJNE R2,#24,EXITINT ;24小时未到继续记数 MOV 22H,#0 EXITINT:RETI START: MOV 20H,#0 MOV 21H,#0 MOV 22H,#0 MOV R7,#20 MOV TMOD,#11H ;设定时器0和1均为方式1 MOV TH0,#9EH ;置定时器0初值为250 ms MOV TL0,#58H MOV TH1,#3CH ;置50ms计数循环初值（定时器1） MOV TL1,#0B0H SETB EA ;CPU开中断单片机电子时钟课程设计报告报告
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