简易数字钟参考文
目录
1．总体方案设计---------------------------------------------------------------------------------------------- 3
1.1方案一 --------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2方案二 --------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.3方案的选择 --------------------------------------------------------------------------------------- 4 2．AT89S51单片机的结构----------------------------------------------------------------------------------- 4
2.1控制器------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
2.2存储器的结构---------------------------------------------------------------------------------------------- 5
2．2．1 内部程序存储器 ---------------------------------------------------------------------------------------- 5 2．2．2 内部数据存储器 ---------------------------------------------------------------------------------------- 6 2．2．3 特殊功能寄存器 --------------------------------------------------------------------------------------- 6
2．3 并行I/O口电路结构 ---------------------------------------------------------------------------------- 6 2．4 时钟电路与时序---------------------------------------------------------------------------------------- 7 3．电路的硬件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 7 3．1 复位电路----------------------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。3．2 时钟电路------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 3．3 按键电路------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 3．4数码管显示电路 -------------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。3．5 闹钟电路------------------------------------------------------------------------------------------------11 4．电路的软件设计------------------------------------------------------------------------------------------11 4．1 软件程序内容------------------------------------------------------------------------------------------11
4．2 定时程序设计----------------------------------------------------------------------------------------- 12 4．2．1 时钟实现的基本方法 ----------------------------------------------------------------------------- 12 4．2．2 实时时钟程序设计步骤 -------------------------------------------------------------------------- 13
4．3程序说明 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 13
5．单片机的发展趋势-------------------------------------------------------------------------------------- 13 5．1 低功耗CMOS ---------------------------------------------------------------------------------------- 14 5．2 微型单片化-------------------------------------------------------------------------------------------- 14 5．3采用Flash Memory ---------------------------------------------------------------------------------- 14 5．4强抗干扰能力 ----------------------------------------------------------------------------------------- 15 5．5朝系列化、全面化方向发展 ----------------------------------------------------------------------- 15 6．总结 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15参考文献------------------------------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。
数字电子钟
摘要
在单片机技术日趋成熟的今天,其灵活的硬件电路设计和软件设计,让单片机得到了广泛的应用,几乎是从小的电子产品到大的工业控制,单片机都起到了举足轻重的作用。单片计算机即单片微型计算机，集CPU、RAM、ROM、定时，计数和多种接口于一体的微型控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛用于智能产品和工业自动化上。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，从而达到学习、设计、开发软、硬件的能力。本次设计的目的是让我们在理论学习的基础上，使我们能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排版调试、焊接技术等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
本文介绍了基于单片机STC89C52RC模块的数字电子钟的设计,实现由LED 数码管显示时、分、秒的数字钟，并具有用按键修改时钟参数和闹钟参数的功能。时钟的基本显示原理：时钟开始显示为12时0分0秒，也就是数码管显示120000，然后每秒秒位加1 ，到9后，10秒位加1，秒位回0。10秒位到5后，即59秒，分钟加1，10秒位回0。依次类推，时钟最大的显示值为23小时59分59秒。
关键词：STC89C52RC应用电路数码管时间显示定时
1．总体方案设计
1.1方案一
如上图1-1所示，设计主要采用数字集成块为主的数字电路及LED数码显示器件组成数字闹钟电路。电路大体包括：秒脉冲发生单元电路；计数、译码、显示单元电路；校时单元电路；起闹译码单元电路；整点报时单元电路和起闹定时及控制单元电路等。
1.2方案二
如上图1-2所示，主要采用单片机程序实现控制LED数码管显示时、分、秒的数字钟，并具有用按键修改时钟参数和闹钟参数的功能；定时时间到就发出声
响，闹钟启动后能保持一段时间再自动停止。
1.3方案的选择
方案一所需器件较多且线路复杂。对于初学者来说，能成功接好这样的一个电路要具备一定的电路焊接技术；且设计所用的零件花费也是比较多；比起方案一来说,方案二所用的元件少就能实现功能。用单片机语言实现功能，这样显得比较自动化。在这里我选择方案二进行设计。
2．STC89C52RC 单片机的结构
AT89S51单片机是MCS-51单片机系列的一种；单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU ）、
内部数据存储器（RAM ）、内部程序存储器（ROM ）、
并行I/O 口、串行口、定时器/计数器、中断控制系
统及特殊功能寄存器（SFR ）。它们都是通过片内单
一总线连接而成，但对各种功能部件的控制是采用特
殊功能寄存器（SFR ）的集中控制方式。STC89C52RC
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
STC89C52RC 单片机引脚如图2-1：
2.1控制器
控制器是单片机的指挥控制部件，控制器的主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。 单片机执行指令是在控制器的控制下进行的。首先要单片机执行一个程序，就必须把程序计数器PC 按顺序预先装入存储器ROM 的某个区域。这里程序计数器PC 是由16位寄存器构成的计数器。单片机动作时按顺序一条条从程序存储器中读出指令，它每读出一条指令，PC 的内容就自动加1，以指向下一条指令的地址，
使指令能顺序执行。当读出指令并送指令寄存器保存，然后再送至指令译码器进行译码，译码结果送定时控制逻辑电路，由定时控制逻辑产生各种定时信号和控制信号，再送到单片机的各个部件去进行相应的操作。这就是执行一条指令的全过程，执行程序就是不断重复这一过程。控制器主要包括程序计数器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令译码器、条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。
2.2存储器的结构
存储器是单片机的又一个重要组成部分，AT89S51单片机存储器采用的是程序存储器空间和数据存储器空间截然分开,程序存储器和数据存储器各有自己的寻址方式,寻址空间和控制系统。这种结构对于单片机面向控制的实际应用极为方便,不仅在片内集成了一定容量的程序存储器和数据存储器及众多的特殊功能寄存器,而且还具有极强的外存储器的扩展能力,寻址能力分别可达64KB,寻址和操作简单方便。STC89C52RC单片机的存储器空间可划分为如下几类:
2．2．1 内部程序存储器
单片机系统之所以能够按照一定的次序进行工作,主要是程序存储器中存放了经调试正确的应用程序和表格之类的固定常数。程序实际上是一串二进制码,程序存储器可以分为片内和片外两部分。片内有4KB的ROM，而8013片内无程序存储器。片外最多能扩展64KB程序存储器，片内、外的ROM是统一编址的。如始能EA端保持高电平，单片机程序计数器PC在0000H～0FFFH地址范围内，则执行片内ROM中的程序；如PC在1000H～FFFFH地址范围内，则自动执行片外程序存储器中的程序。
STC89C52RC单片机复位后,程序存储器PC的内容为0000H,故系统必须从0000H单元开始取指令,执行程序。程序存储器中的0000H地址是系统程序的启动地址。一般在该单元存放一条绝对跳转指令,跳向用户设计的主程序的起始地址。
2．2．2 内部数据存储器
STC89C52RC单片机内部有128个字节的随机存取存储器RAM,作为用户的数据寄存器,它能满足大多数控制型应用场合的需要,用作处理问题的数据缓冲器。
STC89C52RC单片机的片内存储器的字节地址为00H-7FH。STC89C52RC单片机对其内部RAM的存储器有很丰富的操作指令,从而使得用户在设计程序时非常方便。地址为00H-1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区,每个区含8个8位寄存器,编号为R7-R0。用户可以通过指令改变程序状态字寄存器PSW中的RS1,RS0这两位值来切换当前的工作寄存器区,这种功能给软件设计带来极大的方便,以简化程序设计，提高程序运行速度，且为实现工作寄存器现场内容保护提供了极大的方便。
2．2．3 特殊功能寄存器
特殊功能寄存器反映了STC89C52RC单片机的状态,实际上是AT89S51单片机各功能部件的状态及控制寄存器SFR综合的,实际的反应了整个单片机基本系统内部的工作状态及工作方式。寄存器SFR实质上是一些具有特殊功能的片内RAM单元,字节地址范围为80H-FFH。特殊功能寄存器共有21个,不连续的分散的分布在片内RAM高128单元区域中,其中有些SFR还可以进行位寻址。128个字节的SFR块中仅有21个字节是有定义的。对于尚未定义的字节地址单元,用户不能作寄存器使用,若访问没有定义的单元,则将得到一个不确定的随机数。
2．3 并行I/O口电路结构
STC89C52RC单片机共有4个8位并行I/O端口，分别记作P0-P3，共有32根端口线，各端口的每一位都包含一个锁存器、一个输出驱动器和两个输入缓冲器所组成。实际上它们已被归入特殊功能寄存器之列。并且有字节寻址，位寻址功能。在访问片外扩展存储器时，低8位地址和数据由P0口分时传送，高8位地址由P2口传送。在无片外扩展存储器的系统工程中，这4个口的每一位均可
作为双向的I/O端口使用。4个I/O口都是8位双向口，由于它们在结构上有一些差异，故各口的性质和功能有一些差异。
P0口是双向8位三态I/O口，此口可作为系统的低地址总线及数据总线使用，可驱动8个LS型TTL负载。P1口是8位准双向I/O口，其内部有上拉电阻，作为输出口使用时，已经能向外提供推拉电流负载，因而无需再外接上拉电阻，也可驱动4个LS 型负载。P2口是8位准双向I/O口，与高地址总线复用，可驱动4个LS型TTL负载。P3口是8位准双向I/O口，是双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。P2口、P3口各I/O口线片内也均有固定的上拉电阻，当这3个准双向I/O口做输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态，故称为双向三态I/O 口。
2．4 时钟电路与时序
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发进行二分频之后，才成为AT89S51单片机工作时所必需的时钟脉冲信号。单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证同步工作方式的实现，单片机应在唯一的时钟信号控制下，严格地按时序执行进行工作。而时序是用定时单位来说明的。时序所研究的是指令执行中各个信号的关系。在执行指令时，CPU首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码，然后译码，并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定的操作。CPU发出的时序信号有两类，一类用于片内对各个功能部件的控制，这系列信号很多。另一类用于片外存储器或I/O端口的控制，这部分时序对于分析、设计硬件接口电路至关重要。
3．电路的硬件设计
3．1 时钟电路
时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的
质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本文用的是内部时钟方式。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。在外部这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。这就是单片机的时钟振荡电路。
电路如图3-2：
3．2 按键电路
按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。按键闭合过程在相应的I/O 端口形成一个负脉冲。闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定，这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态，称为抖动。抖动持续时间的常长短与开关的机械特性有关，一般在5-10ms 之间。为了避免CPU 多次处理按键的一次闭合，应采用措施消除抖动。本文采用的是独立式按键，直接用I/O 口线构成单个按键电路，每个按键占用一条I/O 口线，每个按键的工作状态不会产生互相影响。
P3.4 口表示减设置键，按一次加1。
P3.3
口表示加设置键，按一次减1。
P3.2 口表示模式键，模式按键，按一次模式加1，共有4种模式。
在模式0时，正常计数状态
在模式1时，秒钟显示模式，此时可以对分进行加和减
在模式2时，秒钟显示模式，此时可以对时进行加和减
在模式3时，闹钟分设置，此时可加可减
在模式4时，闹钟时设置，此时可加可减
再按模式键就进入正常计数状态
P3.5 口表示复位键，复位时走钟所有清零
电路如图3-3：
.2
.3
.4
.5
3．4数码管显示电路
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。这里我们用的是共阴极数码管。
数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。这里采用动态显示驱动的方式，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划“a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端连在一起，另外每个数码管的公共极COM增加位选控制电路，位选由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
数码管电路如图3-4：
在单片机电路里，芯片的驱动电流很小，一般为微安级别的，就此通过上拉电阻来驱动数码管各段位发光。假如不驱动的话，单片机的单低电平仍然可以控制数码管的亮灭形成动态显示。但这时会发现。这时的数码的亮度会比较暗，并且扫描频率很高，仍然有微小的闪动现象。因为单片机的输出的电流本身就很弱。整个数码管显示电路如图3-4-2：
R8
R9
3．5 闹钟电路
P1.7口控制蜂鸣器工作，时钟当前的时间和当前所设置的时间一致时，相应标志位为1，P1.7口输出高电平，蜂鸣器发出声响，一定时间后标志位置0，P1.7口输出低电平蜂鸣器停止工作。闹钟电路如图3-5：
4．电路的软件设计
4．1 软件程序内容
本设计的软件程序包括主程序、中断子程序、打铃子程序、时钟显示子程序、和延时子程序等等。另外由于电路中有三个按键，还另外设计了防抖动程序来防
止干扰。
4．2 定时程序设计
单片机的定时功能也是通过计数器的计数来实现的，此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲，也就是每经过1个机器周期的时间，计数器加1。如果采用的12MHz晶体，则计数频率为1MHz，即每过1us 的时间计数器加1。这样可以根据计数值计算出定时时间，也可以根据定时时间的要求计算出计数器的初值。单片机的定时器/计数器具有4种工作方式，其控制字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对特殊功能寄存器的编程，可以方便的选择定时器/计数器两种工作模式和4种工作方式。
定时器/计数器工作在方式0时，为13位的计数器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所构成。TLX低5位溢出则向THX进位，THX计数溢出则置位TCON中的溢出标志位TFX.
当定时器/计数器工作于方式1，为16位的计数器。本设计单片机多功能定时器，所以单片机内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式，计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲使计数器增1。
4．2．1 时钟实现的基本方法
时钟的最小计时单位是秒，但使用定时器的方式1，最大的定时时间也只能达到131ms。我们可把定时器的定时时间定为50ms。这样，计数溢出20次即可得到时钟的最小计时单位：秒,而计数20次可以用软件实现。
秒计时是采用中断方式进行溢出次数的累积，计满20次，即得到秒计时。从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。要求每满1秒，则“秒”单元中的内容加1；“秒”单元满60，则“分”单元中的内容加1；“分”单元满60，则“时”单元中的内容加1；“时”单元满24，则将时、分、秒的内容全部清零。
4．2．2 实时时钟程序设计步骤
（1）选择工作方式，计算初值；
（2）采用中断方式进行溢出次数累计；
（3）从秒——分——时的计时是通过累加和数值比较实现的；
（4）时钟显示缓冲区：时钟时间在方位数码管上进行显示，为此在内部RAM中要设置显示缓冲区，共6个地址单元。显示缓冲区从左到右依次存放时、分、秒数值；
（5）主程序：主要进行定时器/计数器的初始化编程，然后反复调用显示子程序的方法等待中断的到来。
（6）中断服务程序：进行计时操作
（7）加1子程序：用于完成对时、分、秒的加操作，中断服务程序在秒、分、时加1时共有三种调用加1子程序，包括三项内容：合字、加1并进行十进制调整、分字。
4．3程序说明
在整个系统中，在单片机的30H、31H和32H中存储当前时间的小时、分钟和秒。由于要用数码管显示当前的时间，必须用到分字和合字，因此在33H、34H、35H、36H、37H和38H中存储当前时间的时十位、时个位、分十位、分个位、秒十位和秒个位，方便显示。
本设计有由三个轻触按键组成的小键盘，这些按键可以任意改变当前的状态。按P3.5口对应的按键一次，对应的分就加一以此类推,加到59就清0；按P3.3口对应的按键一次，对应的时就加一以此类推,加到23就清0；按下P3.2口对应的按键,可进入设置闹钟模式,设置起闹时间和调节时间的方法一样。
5．单片机的发展趋势
自单片机出现至今，单片机技术已走过了几十年的发展路程。纵观几十年来
单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，拉动广泛的应用领域，表现出比微处理器更具个性的发展趋势：
5．1 低功耗CMOS
现在的单片机功耗普遍都在100mW左右，比之前的600mW低。因为用户要求单片机的功耗越来越低，所以现在的各个单片机制造商基本上都采用了CMOS工艺，CMOS工艺虽然功耗较低，但其物理特性决定其工作速度不够高；而CHMOS 工艺则具备了高速和低功耗的特点，所以这种工艺将是今后工作段时期单片机发展的主要途径。
5．2 微型单片化
现在的单片机将很多电路都集成在单一的芯片上；单片机包含的单元电路越多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片；此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要体积小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
5．3采用Flash Memory
随着半导体工艺技术的不断进步，MPU的Flash版本逐渐替代了原有的OTP 版本。Flash MPU具有以下优点：与多次可编程的窗口式EPROM相比，Flash MPU 的成本要低得多；在系统编程能力以及产品生产方面提供了灵活性，因为Flash MPU可在编程后面再次以新代码重新编程；可减少已编程器件的报废和库存；有助于生产厂商缩短设计周期，使终端用户产品和、更具有竞争力。
5．4强抗干扰能力
不断加强抗干扰能力是单片机进一步发展的必然趋势。ST Microelectronics公司推出的ST62系列单片机在这方面是佼佼者，其优良的抗干扰能力使得许多大公司将其应用在系统中的关键部件上。许多单片机开发商也正朝着这个方向努力。
5．5朝系列化、全面化方向发展
各大单片机开发商在增加产品功能的同时效力于形成产品的系列化和全面化，以满足各种控制领域的要求，这也是单片机发展的趋势之一。日本TOSHBA 公司开发了从4位到64位的多系列单片机，日立公司也有从4.位到32位的单片机，目前还没有哪个厂家生产的单片机比东芝公司的种类多。
随着单片机性能的不断提高，不断的克服和弥补自身的不足。在各种控制领域，单片机将拥有更加广阔的使用天地。在很长的一段时间内，它将一直是工程设计人员的首选控制芯片之一。
6．总结
经过我这一两个月来的努力，终于完成了数字电子钟这个毕业设计。其中我完成了本设计的要求，保证了电路的正常运行。与此同时，我不仅温习以前学过的知识，还学到了很多书本上没有的知识，更重要的是我实现了理论知识与实际实践的完美结合。取得毕业设计的成功的同时，我不忘百忙中给我指导的黄灿胜老师，他们的帮助使我少走了很多弯路，在此特意向他们表示感谢！
简易数字钟的设计
中文摘要 数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广发应用于家庭及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使得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、使用方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟的设计，因此进行数字的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。 单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行各业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED 数码显示器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的。硬件部分采用了单片机原理实验室的实验箱进行合理接线调试；软件部分通过keil进行了C程序的修改编译，protues软件仿真等。最终在实验箱上实现了与仿真结果相同的实际效果。 关键词单片机定时功能、AT89C51、共阴LED、Keil、Protues软件。
Abstract Microelectronics and computer technology along with the rapid development and progress, making the design of electronic systems and applications have entered a new era. The traditional manual design process is being advanced electronic design automation technology to replace. And is currently supporting modern technology has become the universal platform for electronic design, and step by step to support the development of system-level design. Only to hardware description language and logic synthesis-based top-down design methodology to meet the increasingly complex needs of digital system design. The progressive development of the taxi industry, the taxi meter is getting higher and higher requirements, the user requires not only the performance of the stability of billing, billing and accurate anti-cheat functions; and as a result of the instability in oil prices, billing system the need for regular adjustment of the meter so that users can request not to change the hardware to facilitate the billing system modifications. The system is the use of language, it can make use of digital circuits and system description, simulation and automatic design, and software as a development platform designed billing system procedures taxi and carried out a simulation program. To the achievement of pre-billing and simulation, as well as car to start, stop, pause and other functions, and dynamic scan shows the number of fares. Key Words Microcontroller\、AT89C51、7SEG-MPX6-CC-RED 、Keil、Proteus
数字钟电路pcb设计
￥ 摘要 本设计针对数字钟PCB板设计较为复杂的问题，利用国内知名度较高、应用最广泛的电路辅助设计软件protel99se进行了电路板的设计。本设计介绍了各部分电路的构成及准确完成了数字钟PCB电路板的设计。本设计数字钟原理图分析入手，说明了在平台中完成原理图设计，电气检测，网络表生成，PCB设计的基本操作程序。数字钟的主要电路是由电源电路、显示电路、校时电路、晶体振荡电路组成。PCB是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。PCB的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。 关键词：数字钟；PCB；原理图；芯片 — 【
目录 前言 (1) 第一章@ 第二章绪论 (2) 数字钟的研究背景和意义 (2) 数字钟的发展和趋势 (2) 第二章系统电路的绘制 (3) 电路组成方框图 (3) 电路原理图制作 (3) 原理图环境设置 (4) 绘制原理图 (5) $ 电气规则检查及网络表输出 (7) 原理图分析 (10) 晶体振荡器 (10) 分频器 (11) 计数器电路 (12) 显示和译码电路 (12) 电源电路 (13) 第三章电路板PCB设计 (14) , PCB设计规范 (14) PCB设计流程 (17) 输出光绘文件 (21) PCB制件作 (23)
心得体会 (25) 参考文献 (26) 附图 (27) 附表 (28) "
前言 PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。 Protel系列电子设计软件是在EDA行业中，特别是在PCB设计领域具有多年发展历史的设计界软件，由于其功能强大，操作简单实用，近年来成为国内发展最快。 Protel 99已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是由多个模块组成的系统工具，分别是SCH（原理图）设计、SCH（原理图）仿真、PCB（印制电路板）设计、Auto Router（自动布线器）和FPGA设计等，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起，为电路设计提供了强大的支持。 随着计算机事业的发展，在信息化时代，电路设计中的很多工作都可以用计算机来完成。这样就大大减轻了设计人员的体力劳动强度，并且保证了设计的规范性准确性。而Protel99SE技术已越来越为人们所关注,人们利用protel99SE绘制各种原理图，进而制作出各种各样的科技产品已经成为当今世界的一个不可或缺的组成部分，所以说Protel99SE技术已越来越显得重要。
简易数字钟设计(已仿真)
简易数字钟设计 摘 要 本文针对简易数字钟的设计要求，提出了两种整体设计方案，在比较两个方案的优缺点后，选择了其中较优的一个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。详细设计的时候又根据可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进行设计， 最后将设计好的模块组合调试，并最终在EWB 下仿真通过。 关键词 数字钟，EWB ，74LS160，总线，三态门，子电路 一、引言：所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。 设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。 二、任务分析：能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，并显示时间及调整时间，能整点报时，定点报时，使用4个数码管，能切换显示。 总体设计 本阶段的任务是根据任务要求进行模块划分，提出方案，并进行比较分析，最终找到较优的方案。 方案一、采用异步电路，数据选择器 将时钟信号输给秒模块，秒模块的进位输给分模块，分模块进位输入给时模块，切换的时候使用2选1数据选择器进行切换，电路框图如下： 该方案的优点是模块内部简单，基本不需要额外的电路，但缺点也很明显，该方案结构不清晰，模块间关系混乱，模块外还需使用较多门电路，不利于功能扩充，且使用了异步电路，计数在59的时候，高一级马上进位，故本次设计不采用此方案。 方案二、采用同步电路，总线结构 时钟信号分别加到各个模块，各个模块功能相对独立，框图如下： 显示 切换 秒钟 分钟 小时 控制 1Hz 脉冲信号 闹钟
数字钟的电路设计
题目_________数字钟的设计___________ 班级_______机设12（4）班____________ 学号___________201210310422_________ 姓名___________卞旺武_______________ 指导____________鲁老师______________ 时间__________2014.6.16--2014.6.19____ 景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
目录 1、数字钟的总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 2、555定时器构成的多谐振荡器电路图. . . . . . . . . . . . . . . . . . .a 3、秒、时计数器电路图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .b 4、译码器芯片与逻辑符号图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .c 5、秒、分、时校时电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .d 6、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .e 7、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .f 8、元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .g 9、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .h 10、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
multisim简易数字钟设计
实验名称 : 简易数字钟设计 系别： 班号： 实验者姓名： 学号： 实验日期： 2013 年 11 月 实验报告完成日期： 2013 年 12 月指导老师意见：
摘要：本数字钟实现了基本时间显示（包括分钟、小时、星期）、时间调整、闹钟以及精度为0.1s的秒表。用于显示的数码管可实现时间、闹钟、秒表显示。下面从外部到内部对时钟各模块说明并在最后介绍按键使用。 一、使用说明： （一）下表是操作步骤说明（从左到右逐级选择）： （二）说明各按键的作用： 1、SWITCH1：为显示切换也可以说是功能切换，因为这两者是同时进行的，当切到显示闹钟时，你可以调整闹钟。 2、SWITCH2:次级切换按键，比如当切到闹钟时，你可以通过波动它而选择要调小时还是分钟；
3、INC：由于它大部分时间是在发生脉冲使当前对象的值增一的效果，故命名为INC。但在基本时间功能处还有清零功能，在秒表功能处有开始/暂停的功能。 4、CLR:在基本时间时是所有清零的功能，在秒表功能时是秒表清零功能。 二、各模块说明。 最外层为： ○1clock_base（基本时间计数）； ○2ALARM&&SCREEN(闹钟判断、秒表功能和闹钟、秒表、时间显示切换)； ○3SET_NUM(设置闹钟)； ○4FUNCTION_CH（按键翻译） 附注：显示秒的数码管可去除。信号源为10Hz的时钟信号。秒表时，小时数码管为秒，分钟左一数码管为0.1秒。
(一)clock_base： 本模块实现秒、分、时、星期计数。由一片七进制计数器、一片24进制计数器、两片60进制计数器以及一片10进制计数器74160N构成（因为只允许用一个时钟信号源，为满足秒表需要故用之）。七进制、24进制、60进制计数器最后说明。 (二)ALARM&&SCREEN 本模块实现功能： 1、通过当前时间与设定的时间相比较实现闹钟功能并附有闹钟使 能； 2、用一片10进制计数器和一片60进制计数器实现秒表功能并附 有开始/暂停和重置功能； 3、用若干三或非门、非门、若干与门实现闹钟、秒表、时间显示 切换。
基于单片机设计简易数字钟
辽东学院信息技术学院 《单片机原理与接口技术》课程设计报告简易数字钟设计 学生姓名： 学号： 0915110606 班级： B1106 专业：电子信息工程 指导教师： 2014年07月
【摘要】 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。 单片机模块中最常见的是数字钟，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性和直观性，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。 单片机数字时钟是以单片机为核心，在它的基础上设计出来的数字时钟，本设计采用了STC公司生产的AT80C51型单片机设计了一个单片机最小系统，外接LED 显示电路，按键电路，晶振电路，复位电路模块构成了一个简易的数字钟，具有显示、时、分、秒的功能，且时、分、秒每一个参数都可以自行设置，以实现时间的校正，总体来说实现了一个数字时钟的应有功能。 关键词：80C51系列单片机、单片机最小系统、时钟定时器、4位一体数码管显示
【Abstract】 At the end of twentieth Century, electronic technology has obtained the rapid development, under its impetus, the modern electronic products into almost every field of the society, a strong impetus to the development of social productivity and the improvement of social information-based degree, simultaneously also makes the modern electronic products to further improve the performance, product upgrading have become increasingly fast pace. SCM module is the most common digital clock, digital clock is a device for digital circuit technology, minutes, seconds, compared with the mechanical clock has a higher accuracy and intuitive, and no mechanical devices, has a longer service life, so it is widely used. Single chip digital clock is a single-chip microcomputer as the core, the digital clock design based on it, this design uses the AT80C51 microcontroller STC produced the design of a microcomputer system, connected with the LED display circuit, keyboard circuit, crystal circuit, reset circuit module consists of a simple digital clock, with a display, when, minutes and seconds, function, and when, minutes and seconds, all parameters can be set up, to correct the realization of time, generally realize the function of a digital clock. Keywords：80C51 Series MCU, MCU minimum system, clock timer, one of 4 digital tube display
261-简易电子钟论文
专业课程设计 基于单片机的简易电子钟设计 专业课设说明： 本次专业课程设计通过对本专业知识的学习、应用，以STC89C51单片机为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间。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。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。 本次课设由本人（傅锦城136712117）孙龙龙（136712116）黄宗旭（136712107）为一组共同完成。本人负责搜集简易时钟的设计和制作原理以及所用电路元件的参数资料和使用方法等相关资料。并且负责电路的焊接工作。孙龙龙负责单片机程序的编写。黄宗旭负责电路原理图的绘制和模拟。 1. 系统基本设计思路 此设计是在数码管上显示时、分和秒，电路包括：键盘、单片机及显示驱动电路。 各部分说明： （1）键盘用于校正、调节数码管上显示的时间。 （2）单片机通过输出各种电脉冲信号开驱动控制各部分正常工作。 （3）单片机发送的信号经过显示电路通过译码最终在数码管上显示出来。 （4）按键还可以切换12小时制和24小时制，并有指示灯。 系统工作过程：时间的主要处理过程是在CPU中完成的。CPU会随时对时间进行读取数据的操作。在读取了相应的寄存器的值后，CPU将读取的值进行处理，再通过I/O口把数据显示在数码管上。 2. 单元电路方案 根据设计要求，本系统主要由控制器模块、显示驱动模块和输入模块构成。 2.1 控制器模块 采用51系列作为系统控制器 单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。由于其功耗低、体积较小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域应用广泛。而且抗干扰性能好。 2.2 计时模块 本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将十字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。而且，由于是软件实现，当单片机不上电，程序不执行时，时钟将不工作。 2.3 显示模块 采用LED数码管
多功能数字钟电路设计
多功能数字钟电路设计 一、数字电子钟设计摘要 (2) 二、数字电子钟方案框图 (2) 三、单元电路设计及相关元器件的选择 (3) 1.6进制计数器电路的设计 (3) 2.10进制计数器电路的设计 (4) 3.60进制计数器电路的设计 (4) 4.时间计数器电路的设计 (5) 5.校正电路的设计 (6) 6.时钟电路的设计 (7) 7.整点报时电路设计 (8) 8. 译码驱动及单元显示电路 (9) 四、系统电路总图及原理 (9) 五、经验体会 (10) 六、参考文献 (10) 附录A:系统电路原理图 附录B:元器件清单
一、数字电子钟设计摘要 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性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 二、数字电子钟方案框图 图1 数字电子钟方案框图
三、单元电路设计和元器件的选择 1. 6进制计数器电路的设计 现要设计一个6进制的计数器，采用一片中规模集成电路74LS90N芯片，先接成十进制，再转换成6进制，利用“反馈清零”的方法即可实现6进制计数，如图2所示。 图2
2. 10进制电路设计 图3 3. 60 进数器电路的设计 “秒”计数器与“分”计数器都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器连接而成，如图4所示，采用两片中规模集成电路74LS90N串接起来构成“秒”“分”计数器。
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)
多功能数字钟电路设计
课程设计任务书 学生姓名： XXX 专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 多功能数字钟电路设计 初始条件：74LS390，74LS48，数码显示器BS202各6片，74LS00 3片，74LS04，74LS08各 1片，电阻若干，电容，开关各2个，蜂鸣器1个，导线若干。 要求完成的主要任务: 用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下： 1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。 2.秒、分为00-59六十进制计数器。 3.时为00-23二十四进制计数器。 4.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、时进行连续脉冲输入调整。 5.整点报时。整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。 时间安排： 第20周理论设计、实验室安装调试，地点：鉴主15楼通信实验室一 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
多功能数字钟电路设计 摘要 (1) Abstract (2) 1系统原理框图 (3) 2方案设计与论证 (4) 2.1时间脉冲产生电路 (4) 2.2分频器电路 (6) 2.3时间计数器电路 (7) 2.4译码驱动及显示单元电路 (8) 2.5校时电路 (8) 2.6报时电路 (10) 3单元电路的设计 (12) 3.1时间脉冲产生电路的设计 (12) 3.2计数电路的设计 (12) 3.2.1 60进制计数器的设计 (12) 3.2.2 24进制计数器的设计 (13) 3.3译码及驱动显示电路 (14) 3.4 校时电路的设计 (14) 3.5 报时电路 (16) 3.6电路总图 (17) 4仿真结果及分析 (18) 4.1时钟结果仿真 (18) 4.2 秒钟个位时序图 (18) 4.3报时电路时序图 (19) 4.4测试结果分析 (19) 5心得与体会 (20) 6参考文献 (21) 附录1原件清单 (22) 附录2部分芯片引脚图与功能表 (23) 74HC390引脚图与功能表 (23)
简易数字钟
课程设计说明书（2012 /2013学年第二学期） 课程名称：单片机应用 题目：简易数字钟 专业班级：自动化1023 学生姓名：周艳强 学号：100412330 指导教师：韩昱苗敬利等 设计周数：2周 设计成绩： 2013年6 月26 日
目录 第一章课程设计目的***********************************3 第二章课程设计任务***********************************3 2.1设计题目***************************************3 2.2原始数据及主要任务******************************3 2.3技术要求***************************************3 第三章课程设计内容***********************************3 3.1方案设计***************************************4 3.2 CD4511芯片功能和使用方法************************4 3.3 MCS-51单片机定时器/计数器介*******************5 3.4 综合电路设计***********************************6 3.5单元电路设计*************************************7 3.5.1键盘单元*************************************7 3.5.2数码管显示***********************************8 3.5.3时钟产生单元**********************************8 3.5.4蜂鸣器电路单元********************************8 第四章原理和仿真************************************9 3.6 原理图和仿真图*********************************9 3.7系统调试**************************************10 3.8 实习心得体会**********************************11 参考文献*****************************************13 附录（c语言程序）*******************************14
简易数字钟的设计分解
单片机课程设计论文设计题目：简易数字钟单片机设计 学院：汽车学院 班级：电气工程及其自动化三班 成员名单：1、姓名：黄金栋学号：200909140330 2、姓名：高杰学号：200909140331 3、姓名：刘志学号：200909140332 指导教师：王春梅 课程设计时间：2012年5月14----2012年5月25
摘要 数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广发应用于家庭及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使得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、使用方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟的设计，因此进行数字的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。 单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行各业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED 数码显示器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的。硬件部分采用了单片机原理实验室的实验箱进行合理接线调试；软件部分通过keil进行了C程序的修改编译，protues软件仿真等。最终在实验箱上实现了与仿真结果相同的实际效果。 关键词单片机定时功能、AT89C51、共阴LED、Keil、Protues软件。
12小时数字钟电路设计
沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称：计算机组成原理课程设计 课程设计题目：12小时数字钟电路设计与实现 院（系）：计算机学院 专业：计算机科学与技术 班级：34010104 学号：2013040101164 姓名： 指导教师：胡光元 完成日期：2016 年 1月 13 日
沈阳航空航天大学课程设计报告 目录 第1章总体设计方案 (2) 1.1设计原理 (2) 1.2设计思路 (2) 1.3设计环境 (2) 第2章详细设计方案 (2) 2.1算法与程序的设计与实现 (3) 2.2流程图的设计与实现 (4) 第3章程序调试与结果测试 (7) 3.1程序调试 (7) 列举出调试过程中存在的问题 (7) 3.2程序测试及结果分析 (7) 参考文献 (9) 附录（源代码） (10)
第1章总体设计方案 1.1设计原理 通过Verilog语言，编写12小时数字钟电路设计与实现的Verilog程序，一般的做法是底层文件用verilog写代码表示，顶层用写的代码生成的原理图文件链接组成，最后在加上输入输出端口。采用自上而下的方法，顶层设计采用原理图设计输入的方式。 1.2设计思路 1.实时数字钟显示功能，即时、分、秒的正常显示模式，并且在此基础上增加上，下午显示。 2.手动校准。按动方式键，将电路置于校时状态，则计时电路可用手动方式校准，每按一下校时键，时计数器加1；按动方式键，将电路置于校分状态，以同样方式手动校分。 1.3设计环境 （1）硬件环境 ?伟福COP2000型计算机组成原理实验仪 COP2000计算机组成原理实验系统由……… ?COP2000集成调试软件 COP2000集成开发环境是为…………. （2）EDA环境 ?Xilinx foundation f3.1设计软件 Xilinx foundation f3.1是Xilinx公司的可编程期间………….
简易数字钟的设计
第三单元简易数字钟的设计 数字钟是一种用数字显示秒、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、无需机械传动等优点。因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数字电子钟,数字钟到处可见。 在数字电路的学习中，已经学习过用计数器芯片搭建数字钟。51单片机内部集成了定时器/计数器，这为构建数字钟带来了方便。在本单元中，学习如何用51单片机来构建一个功能数字钟。 【任务要求】 在6个数码管上显示时、分、秒，共6位数字。 通过单片机内部定时器控制走时，走时准确。 系统有四个按键，功能分别是调整时间，加，减，确定。在按下调整键时候，显示“时”的两位数码管以1 Hz 频率闪烁。如果再次按下调整键，则“分”开始闪 烁，“时”恢复正常显示，依次循环，直到按下确定键，恢复正常的显示。在数码 管闪烁的时候，按下加或者减键可以调整相应的显示内容。按键支持短按和长按， 即短按时，所修改的数字每次增加1或者减小1，长按时候以一定速率连续增加或 者减少10。 【学习知识点】 数码管的原理，驱动程序的实现。 51单片机内部定时器的原理及应用 独立按键的原理及程序的实现。 【内容安排】 第一节：数码管显示原理及应用实现 第二节：独立按键检测原理及应用实现 第三节：计时的原理及实现 第四节：基于定时器的程序改进 第五节：数字钟的构建
第一节数码管显示原理及应用实现 1.1 数码管显示原理 数字钟要把时间显示到数字显示装置上，常用的数字显示装置有数码管、液晶、LED、CRT显示器等。在单片机系统设计中，LED数码管是最基本的显示装置。在数字钟的设计中我们用数码管对中的小时、分和表来进行显示。 LED数码管能显示各种数字或符号，由于它具有显示清晰、亮度高、寿命长、价格低廉等特点，因此使用非常广泛。图1.1是几个数码管的图片：a图为单位数码管， b图为双位数码管，c图为四位数码管。 a 单位数码管 b 双位数码管 c 四位数码管 图1.1 数码管图片 那么数码管是如何的工作呢？还记得我们小时候玩过的“火柴棒游戏”吗，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，数码管实际上就是利用这个原理做成的。 图1.2 单个数码管引脚标号，共阴和共阳的内部连接图
多功能数字钟电路的设计与制作
多功能数字钟电路的设计与制作 一、设计任务与要求 设计和制作一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间，准点报时。 方案设计与论证 1．数字钟设计原理 数字电子钟一般由振荡器、译码器、显示器等几部分电路组成，这些电路都是数字电路中应用最广的基本电路。振荡器产生的1Hz 的方波，作为秒信号。秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的计数、显示电路与“秒”的相同；“时”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果由七段数码管显示器显示。用4个与非门构成调时电路，通过改变方波的频率，进行调时。最后用与非门和发光二极管构成整点显示部分。 2．总体结构框图如下： 图14 总体框图 单元电路设计与参数计算 3．脉冲产生电路 图15 晶振振荡器原理图 图16 555定时器脉冲产生电路原理图 振荡器可由晶振组成(如图15)，也可以由555定时器组成。图16是由555定时器构成的1HZ 的自激振荡器，其原理是： 第一暂态2、6端电位为Vcc 3 1 ，则输出为高电平，三极管不导通，电容C 充电，此时2、6端电位上升。当上升至大于 Vcc 3 2 时，输出为低电平，三极管导通，电容C 放电，此时2、6端电位下降，下降至 Vcc 3 1 时，输出高电平，以此循环。根据公式C R R f )2(43.121+≈得，此时频率为0.991。 图17 555定时器波形关系 图18 555定时器产生1Hz 方波原理图 4．时间计数电路 图19 74LS161引脚图 74LS161功能表 O
简易数字钟的设计
电 子 技 术 课 程 设 计 专业：电气工程及其自动化 学号： 姓名： 指导老师：
简易数字钟的设计 【摘要】本次在对简易数字钟进行设计中，提出了两种整体设计方案，设 计过程中对两种方案不断进行尝试，不断比较，在比较两个方案的优缺点后， 选择了其中较优的一个方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各 个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。在之后详细设计的时候又根据 可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进行设计， 最后将设计好的模块组合并调试。 【关键词】 电路，数字钟，74LS160，子电路 一、引言 随着社会的进步，科技发展的速度越来越快，科技产品更新的频率加大，而且当今很多领域大都用到数字钟，我们身边也遍布与数字钟有关的生活用品。。 所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。在做本简易数字钟设计之前，通过老师及查阅资料，我知道有对此多种设计方案 数字电路是我们计算机科学与技术学科的基础,数字电路实验是学习数字电路的一个重要环节,它不仅能巩固理论知识的学习,而其能提高实验动手能力,增强设计和调试电路的能力.设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。 二、设计要求 能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，并显示时间及调整时间，能整点报时，定点报时，使用4个数码管，能切换显示。小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位。 分和秒计数器都是模M=60的计数器，其计数规律为00—01—…—58—59—00…
单片机数字钟电路图
数字钟设计 一、设计目的 1. 熟悉集成电路的引脚安排。 2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3. 了解面包板结构及其接线方法。 4. 了解数字钟的组成及工作原理。 5. 熟悉数字钟的设计与制作。 二、设计要求 1．设计指标 时间以24小时为一个周期； 显示时、分、秒； 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；计时过程具有报时功能，当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时； 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
2．设计要求 画出电路原理图（或仿真电路图）； 元器件及参数选择； 电路仿真与调试； PCB文件生成与打印输出。 3．制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 4．编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 三、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，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图3-1所示为数字钟的一般构成框图。 图3-1 数字钟的组成框图
⑴晶体振荡器电路 晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。 ⑵分频器电路 分频器电路将32768Ｈz的高频方波信号经32768（）次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。 ⑶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12进制计数器。
简易数字钟设计
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2014 /2015 学年第二学期） 课程名称：单片机课程设计 题目：简易数字钟设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：2周 设计成绩： 2015年6 月25 日
1、课程设计目的 （1）综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并在实验室实现，从而加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验。 （2）学习A T89C51定时/计数器的原理及基本应用。 （3）掌握多为数码管动态显示方法。 （4）掌握Keil uVision2 IDE的使用方法。【包括项目文件的建立，给项目添加程序件， 编译、连接项目，形成目标文件，运行调试观察结果，多文件的处理，仿真环境的设置。】 （5）掌握Keil C51的调试技巧。【包括如何设置和删除断点，如何查看和修改寄存器的内容，如何观察和修改变量，如何观察存储器区域，并行口的使用，定时器/计数器的使用，串行口的使用，外中断的使用。】 （6）掌握PROTEUS软件使用过程。 2、简易数字钟的要求及软硬件的分析 2.1简易数字钟的设计要求 利用电子电路构成一个简易数字钟，该数字钟电路主要由C51单片机、4位共阳极数码管、时计数、分计数器、蜂鸣器、LED灯、NPN型和PNP型三极管、按键、若干电阻和导线组成。其中电路系统的分计数器采用60进制，时计数器采用24进制，。译码器显示电路将时、分计数器的输出状态通过三个两位共阳数码管显示出来。整点报时电路根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，用蜂鸣器输出。相对机械钟而言，数字钟能达到准确计时，并显示小时、分钟，同时通过不同按键的不同功能对该数字钟进行小时和分钟调整，也可通过按键来接她通蜂鸣器来发出响声。 2.2数字钟的软件分析 2.1.1数字钟软件的系统分析 系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件（完成各种实质性功能）的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个方面的问题：（1）根据软件功能要求，将系统软件划分为若干个相对独立的部分，设计出合理的总体结构，使软件开发清晰、简洁和流程合理； （2）培养良好的编程风格，如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植和修改； （3）建立正确的数学模型，通过仿真提高系统的性能，并选取合适的参数；