时钟计时器的设计报告
湖南人文科技学院
课程设计报告
课程名称:单片机原理及应用课程设计
设计题目：时钟计时器
系别：通信与控制工程系
专业：电子信息工程
班级：08级二班
学生姓名: 周杰王世伟
学号: 08409206 08409249
起止日期: 2010年12月19日~ 2010年12月26日指导教师:谢四莲赵志刚
教研室主任：候海良
指导教师评语：
指导教师签名：年月日
成绩评定
项目权重
成绩
周杰王世伟
1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.2
2、课程设计质量与答辩0.5
3、设计报告书写及图纸规范程度0.3
总成绩
教研室审核意见：
教研室主任签字：年月日教学系审核意见：
主任签字：年月日
摘要
时钟计时器在现在应用场合非常的广泛，近年来，随着科学技术的进步和时代的发展，人们对时钟的功能和精度提出了越来越高的要求，各种时钟的设计也越来越重要。本设计就是应用单片机强大的控制功能制作而成的多功能时钟，此次课程设计是以STC89C52为主芯片，结合8255芯片，6段LED数码管显示器及蜂鸣器等组成一个简单的多功能时钟计时器，具有时、分、秒的显示及调整功能。采用24小时制，时间显示格式为时、分、秒，并能整点提醒（蜂鸣），并有定时闹钟、秒表计时等功能。通过STC89C52的定时中断来设置时间并用LED数码管显示出来。本设计的一大特点就是在硬件设计中采用实时时钟芯片来实现计时，大大简化了硬件电路，并用C语言编程，从而使设计更加简便易行。经调试，经过按键能实现本次设计要求的时间的调时、闹钟的设定及秒表计时等功能。
关键词：时钟；定时闹钟；秒表；单片机
目录
设计要求 (1)
1总体设计方案论论证与对比 (1)
1.1 方案一 (1)
1.2 方案二 (1)
1.3 综合分析 (2)
2 单元硬件模块设计 (2)
2.1 DS1302时钟模块 (2)
2.2 键盘输入设定模块 (3)
2.3 数码管显示模块 (4)
2.4 定时模块 (6)
2.5秒表模块 (6)
3 系统软件工作流程图 (6)
3.1 主程序 (6)
3.2 DS1302实现时间子程序 (7)
3.3 秒表子程序 (9)
4 系统功能调试及结果分析 (9)
4.1 硬件调试 (9)
4.2 软件调试 (9)
4.3 结果分析 (10)
5 详细仪器清单 (10)
6 总结与思考及致谢 (11)
参考文献 (13)
附录一电路原理图 (14)
附录二系统程序 (15)
时钟计时器
设计要求
（1）能显示24小时制时间的小时、分、秒，能整点提醒（蜂鸣）； （2）能通过按键设置时间，设置复位； （3）能通过按键设置定时的闹铃（蜂鸣）； （4）能通过按键设置秒表计时。
1总体设计方案论论证与对比
1.1 方案一
STC89C52单片机内部带有定时/计数功能，此定时功能是通过对外部晶振的脉冲进行计数，从而达到计时功能，只要使用11.0592的晶振就能实现零误差的计时，因此可以利用此功能实现计时，方案一方框图见图1。
图1 STC89C52单片机内部定时/计数器实现时钟
1.2 方案二
DS1302是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM ，采用SPI 三线接口与CPU 进行通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM 数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V 。采用双电源
蜂鸣 键盘
数码管
STC89C52芯片
供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行电流充电的能力。方案二框图见图2。
图2 利用DS1302芯片实现时钟
1.3 综合分析
根据本设计的要求，要实现一般的时钟功能和秒表功能，如果利用方案一，同时用T0做一般的时钟计时中断和秒表计时，这样在实现秒表的时，时钟的时间计时就会被停下，方案一也可以利用T0做时钟计时中断，用T1做秒表计时中断，但考内到中断的优先级别，因为T0和T1不能同时响应，所以在运行秒表时时间也会停止运行，而在方案二中，利用单片机强大的控制功能，控制DS1302来实现时钟，利用STC89C52单片机内部带有的定时/计数功能实现秒表，这样做资源方面利用的系统资源少，在功能方面不但避免了方案一中实现秒表时需要停止时钟这一缺点，而且还有在系统掉电的情况下，利用DS1302特点，利用备用电池继续给DS1302继续供电，让时钟继续运行。综合两方案的优缺点，方案二为最佳。
2 单元硬件模块设计
本设计的电路系统比较庞大，其总电路见附录一。以下为各硬件模块的设计。
2.1 DS1302时钟模块
DS1302芯片的特性介绍：DS1302有主电源/后备电源双电源引脚：Vcc1在单电源与电池供电的系统中提供低电源，并提供低功率的电磁备份；Vcc1在双电池系统中提供主电源。在这种运行方式中，Vcc1里连接到后备电源，以便在没有主电源的情况下能保存时间信息以及数据。DS1302由Vcc1或Vcc2中较打大者供电。当Vcc2大于（Vcc1+0.2V ）
蜂鸣 DS1302芯片 STC89C52芯片 键盘
8255芯片
数码管
时，Vcc2给DS1302供电；当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。
各引脚的功能为：
1：Vcc2：5V电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2< Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电；
2、3：X1、X2 是外接晶振脚（32.768KHZ的晶振）；
4：地（GND）；
5：CE/RST：复位脚；
6：I/O：数据输入输出口（双向）；
7：SCLK：串行时钟，输入；
8：Vcc1：备用电池端。
DS1302芯片图见图3。
图3 DS1302芯片图
2.2 键盘输入设定模块
在单片机系统中键盘中按钮数量较多，为了减少I/O口的占用，常常将按钮排列成矩阵形式。矩阵式键盘又称行列式键盘，有4个行线和4个列线，组成4×4行列结构可构成16个按键，组成一个键盘。比直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显。因此适用于按键较多的场合。
判断键盘中有无按下：将全部行线置为低电平，然后检测列线的状态。只要有一列电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平与四跟行线相交叉的四个按钮之中。若有列线均为高电平，则键盘无键按下。
其键盘硬件图见图4。
图4 键盘示意图
判断闭合键盘所在的位置：在确认有键盘按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其办法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平，其它线为高电平。在确定某跟行线为低电平后，再逐次检测列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按钮，最后返回键值。
按键功能表见表1
表1 按键功能表
按键值功能
0 时间小时的设置，闹铃小时设置键
1 时间分的设置，闹铃分的设置键
2 秒表转换、清零键
3 秒表计时开始、停止，闹铃转换键
4 时间复位显示键
2.3 数码管显示模块
单片机上面有一排6段LED数码管，每个数码管的8段是由芯片8255的PB口控制亮灭，每个数码管的公共脚分别由8255的PA0-PA5经三极管扩流后进行控制，数码管是笔画排序，单片机中的数码管是共阳极的，当公共脚接上电源正极，笔画脚通过一个220欧姆电阻接负极，对应的笔画就会点亮。
8255芯片控制数码管电路图见图5。
图5 8255控制数码管电路图显示数字0-9的8位二进制码见表2。
表2 数码管段选亮灭
显示码十六进
制
二进制
G C dp D E B F A
0 0xA0 1 0 1 0 0 0 0 0
1 0xBB 1 0 1 1 1 0 1 1
2 0x62 0 1 1 0 0 0 1 0
3 0x2A, 0 0 1 0 1 0 1 0
4 0x39 0 0 1 1 1 0 0 1
5 0x2C 0 0 1 0 1 1 0 0
6 0x24 0 0 1 0 0 1 0 0
7 0xBA 1 0 1 1 1 0 1 0
8 0x20 0 0 1 0 0 0 0 0
9 0x28 0 0 1 0 1 0 0 0 注：“0”对应笔画为点亮，“1”对应笔画为熄灭。
要在某位数码管上显示一个数字，首先把待显示数字的显示码送给8255的PB口，接着选中要显示的位。例如：要在开发板中最左边的数码上显示一个‘0’，则需要先把‘0’的显示码0xA0送8255的PB口，接着PA0把需要显示的位赋‘0’（低电平），随
后让单片机保持这个值不变（比如让单片机进入死循环，如此就可以实现刚提出的要求）。打开电源，下载时钟程序，通过动态扫描，即可实现时间的显示。
2.4 定时模块
DS1302时钟芯片包括实时时钟/日历和31字节的静态RAM，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。此外，DS1302有主电源、后备电源引脚：V
CC
在单电源与电池供电的系统中提供地点远，并提供低功
率的电池备份；V
CC2在双电源系统中提供主电源。在这种运用方式中，V
CC1
连接到后备电
源，以便在没有主电源的情况下能保存信息及数据。为了充分利用这些优点，本次设计采用以下思路实现定时功能：通过按键调用写DS1302时钟芯片的程序，再通过键盘输入，在同步时钟作用下，分别将5个定时写入到DS1302内保存。达到设定时间，单片机立即调用音乐程序，并通过蜂鸣器播放音乐，从而实现定时音乐提醒功能。
2.5秒表模块
定时器TO用于秒表计时，定时溢出中断周期设为50ms，中断进入后先进行定时中断初值校正，当中断累计2次（即50ms*2=0.1s）时，对秒计数单元进行加1操作。最大计时值为23时59分59秒。在计数单元中，采用十进制BCD码计数，满10进位。在正常状态下若按下key2按键则进行时钟/秒表显示功能的转换，秒表中断计时程序启动，显示程序显示秒表功能数组里的内容。再按下key2口的按键开关，可实现秒表清0，按下key3时秒表启动秒表暂停功能，当按下key4口按键时，关闭T0秒表中断计时，显示首址又改为ds1302里的数据，恢复正常时间显示功能。其中断向量表如表3所示。
表3 中断向量表
中断源入口地址
外部中断0 0003H
定时器0 000BH
3 系统软件工作流程图
3.1 主程序
本设计中计时采用DS1302芯片完成，秒表使用定时器T0中断完成。主程序循环调
用显示子程序和查键子程序，当端口有开关按下时，转入相应功能程序。其详细主程序见附录二，主程序执行流程图如图6所示。
图6 主程序流程图
3.2 DS1302实现时间子程序
DS1302 的控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM 数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。 在控制指令字输入后的下一个SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK 脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD 码形式, 此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM 相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM 相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM 单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H ～FDH ，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM 寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM
开始
初始化
调用显示子程序
整点鸣叫
进入功能程序 按键？
整点？
Y
N
Y
的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。其程序执行流程图如图7所示。
开始
变量初始化
使DS1302不具备写保护
复位将产生一个高电平
写1302地址
延时一段时间
向该地址写数据
地址增加
N
数据写完了？
Y
复位将产生1个高电平
写1302地址
延时一段时间
将该地址的数据读出
地址增加
N
数据写完了？
Y
显示数据
图7 DS1302工作流程图
3.3 秒表子程序
秒表功能是通过定时器T0中断来计时的，当有键按下，进入中断，进入中断之后，设置初值，再当秒表计时键按下，开始计时。其程序执行流程图如图8所示。
图8 T0中断计时程序流程图
4 系统功能调试及结果分析
4.1 硬件调试
时钟计时器的电路系统较大，对于印制板焊接方面不可轻视，只要出一处的错误，就会对检测造成很大的误差。在焊接电路板的时候，应该从最基本的最小系统开始，分模块，逐个进行焊接测试。在对各个硬件模块进行测试时，要保证软件正确的情况下去测试硬件，要不然发生错误时，不知道到底是哪一方出错了。在检查无误后再对整个印制板进行调试及修改，通电检查LED 显示器的点亮状况。
4.2 软件调试
时钟计时器是多功能的数字型，可以看当前时间，可以闹钟定时及秒表计时等功能，所以对于它的程序也较为复杂,所以在编写程序和调试时出现了相对较多的问题：比如
保护现场 秒表/闪烁
恢复现场，中断返回
定时初值校正
闪烁处理
T0中断
时钟调时闪烁
秒表
加10ms 处理
闹钟蜂鸣停止不下来，秒表计时不能暂停，进行计时后不能复位等等一些问题。但通过对模块子程序逐个的进行修改，并结合硬件实时调试，在Keil C51下编译，最终解决了软件设计所遇到的问题。软件经调试无误后，将其下载到单片机中，均能达到设计所要的效果。
4.3 结果分析
通过程序的设计和硬件的调试，基本完成了设计要求所要实现的功能。其系统结果分析如下：
时间的设定：单片机通电后数码管就能显示24小时制时间，按下4键能进行时间小时的设定，按一次键时就加1，到23后又跳到00循环；按下5号键能进行时间分的设,定，同样按一次键分就加1，到59后又跳到00循环。这样就进行了时间时、分的设定。并能整点提醒（蜂鸣）。
闹钟的设定：在时间显示状态下按下7键切换至闹钟，这时也可以进行闹钟的设置，按下4键可以设定闹钟时，按一次键时就加1，到23后又跳到00循环；按5键可以进行闹钟分的设定，同样按一次键分就加1，到59后又跳到00循环。这样就可以进行闹钟的设置，设定好后再按8键又会转换到时间显示的状态。当时间刚好到闹钟设定好的时间一致时闹铃就会响（蜂鸣）。
秒表的设定：在时间显示状态下按下6键可以切换至秒表，再按下7键秒表计时就开始，再按一下7键秒表计时停止，停止后按下6键就可以把秒表清零，又可以进行下一次的计时，不需要计时时按8键就可以转换到时间显示状态。
下载所设计源程序后能观察到以下实验结果：
（1）能显示24小时制时间小时、分、秒，能整点提醒（蜂鸣）；
（2）能通过按键设置时间，设置复位；
（3）能通过按键设置定时的闹铃（蜂鸣）；
（4）能通过按键设置秒表计时。
5 详细仪器清单
本设计中用到的详细仪器清单如表4所示。
表4 仪器清单
类型型号数量
芯片1 STC89C52 1片
芯片2 DS1302 1片
芯片3 8255 1片
电阻1K 13个
蜂鸣器无源1个
数码管3位共阳极2个
极性电容0.1UF 1个
按键开关6个
单刀双掷开关1个
三极管6个
5V直流电源ZH-6003
晶振12M1个
电池CR2032 1个
6 总结与思考及致谢
课程设计是针对某一理论课程的要求，对学生进行综合性实践训练的实践教学环节，可以提高学生运用课程中所学的理论知识与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。在这次课程设计过程中使我们们从中学到许多，特别是在课程设计过程中查找资料及编程、调试的过程，从中学到许多以前在课本和课堂上所无法学到的并从中体会到许多的挑战和乐趣，从而丰富了自己，使自己无论是上课时还是在课余都感到很充实。
通过这个程序设计，我们掌握了很多单片机及其接口应用的知识，让我们对所学过的知识有所巩固和提高，并且让我们对当今单片机的最新发展技术有所了解。在整个过程中，我们学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我们仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。
脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我们在这次设计中最大的收益。我们想这是一次意志的磨练，是对我们实际能力的一次提升，也会对我们未来的学习和工作有很大的帮助。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我们的同学。在此更要感谢我们的指导老师和专业老师，是你们的细心指导和关怀，使我们能够顺利的完成课程设计报告。在此我们要向老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
参考文献
[1] 张鑫主编，华臻、陈书谦副主编.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社,2005
[2] 陈家俊、郑涛编著.程序设计教程[M].北京：机械工业出版社，2008
[3] 楼然苗、李光飞编著.单片机课程设计指导[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007
[4] 张欣主编，肖荣、金桂兰副主编.C语言程序设计[M].北京：中国水利水电出版社,2005
[5] 李俊梅编著.音乐基础理论[M].北京：北京广院出版社,2004
附录一电路原理图
附录二系统程序
#include
#include
#include
#define PA XBYTE[0xD1FF] /*PA口地址*/
#define PB XBYTE[0xD2FF] /*PB口地址*/
#define PC XBYTE[0xD5FF] /*PC口地址*/
#define CON XBYTE[0xD7FF] /*控制地址*/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit sck=P3^2;//ds1302时钟端口
sbit io=P3^5;//ds1302数据端口
sbit rst=P2^6;//ds1302信号端口
sbit BEEP=P3^3;//蜂鸣器端口
code char dis_7[11]={0xA0,0xBB,0x62,0x2A,0x39,0x2C,0x24,0xBA,0x20,0x28,0xff};
/* LED段码表"0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9" "不亮" */ code char scan_con[8]={0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xbf,0x7f}; // 列扫描控制字data char time_data[7]={10,12,12,14,21,22,30};//时间初值
data char write_add[7]={0x8c,0x8a,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80};//写地址
data char read_add[7]={0x8d,0x8b,0x89,0x87,0x85,0x83,0x81};//读地址
data char dis[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0a,0x00};//显示单元数据,共6个数据data char disdata[6]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//计时单元数据初值,共6个
data char display[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//计时单元数据初值,共6个
data char con1s=0x00,con04s=0x00,con=0X02,con5=0x00,con6;
/*******************************************************/
// 函数说明
/**************************************************** */
delay1ms(int t);//1ms延时函数
void write_ds1302_byte(uchar dat);//单字节写函数
void write_ds1302(uchar add,uchar dat);
uchar read_ds1302(uchar add);//单字节读函数
void write_rtc(void);//把数据写进ds1302
void read_rtc(void);//把ds1302的数据读出待处理显示
void time_pros(void);//时间处理函数
void scan();//显示函数
void bell(uchar t);//蜂鸣器发声函数
void play_bell();//整点报时函数
/*1毫秒延时程序*/
delay1ms(int t)
{
int i,j;
for(i=0;i for(j=0;j<120;j++) ; } /*单字节写函数*/ void write_ds1302_byte(uchar dat) { uchar i; for(i=0;i<8;i++) { sck=0; io=dat&0x01; dat=dat>>1; sck=1; } } /*对ds1302写数据函数*/ void write_ds1302(uchar add,uchar dat) { rst=0;_nop_(); sck=0;_nop_(); rst=1;_nop_(); write_ds1302_byte(add); write_ds1302_byte(dat); rst=0;_nop_(); } /*读ds1302数据函数*/ uchar read_ds1302(uchar add) { uchar i,value; rst=0;_nop_(); sck=0;_nop_(); rst=1;_nop_(); write_ds1302_byte(add); for(i=0;i<8;i++) { value=value>>1; sck=0; if(io) value=value|0x80; sck=1; } rst=0;_nop_(); sck=0;_nop_(); sck=1;io=1; return value; 一、设计目的 1．培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力 2．学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3．运行基本技术训练，如基本仪器仪表的使用，产业元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 4．培养学生的创新能力。 二、设计要求 1．30秒计时器具有显示30秒的计时功能。 2．系统设置外部操作开关，控制计时器的直接置数、清零、启动、和暂停功能。3．计时器为30秒递减计时时，其计时间隔为1秒。 4．当计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，LED变亮报警。 三、总体设计 本实验的核心部分是要设计一个30s计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开 时，计数器开始计数；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。系统设计框图如图下图所示。 图1 四、单元电路设计 1、译码显示电路 用发光二极管（LED ）组成字型来来显示数字。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED 数码管或LED 七段显示器。因为计算机输出的是BCD 码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD 码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。我们把能够将计算机输出的BCD 码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中我们采用了常用的74LS48。 在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方 面用于监视数字系统的工作情况。因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动 器和显示器等部分组成，如下图所示。下面对显示器和译码驱动器分别进行介绍。 《数字与逻辑电路基础》课程设计——24小时计时器的设计 姓名： 学号： 学院： 任课教师： 目录 ....................................................................................... 错误！未定义书签。引言. (3) 摘要 (3) 74LS390介绍 (3) DCD-HEX数码管介绍 (4) 一、设计思路 (4) 二、设计框图 (5) 三、各个计时芯片的输出状态表 (5) 1.秒针低位输出状态表 ................................................. 错误！未定义书签。 2.秒针高位输出状态表 (6) 3.分针低位输出状态表 (6) 4.分针高位输出状态表 (6) 5.时针低位输出状态表（高位为0、1时） (7) 6.时针低位输出状态表（高位为2时） (7) 7.时针高位输出状态表 (7) 四、反馈置数设计分析 (8) 五、进位信号的输入端分析与选择 (8) 六、电路图绘制 (9) 七、用M ULTISIM仿真并进行截图 (9) 八、对仿真结果分析 (9) 引言 现在的日常生活都离不开时间，有些时候就需要进行时间的计时，比如奥运会的比赛需要计时，汽车动力性能技术指标的测试也需要计时，上到卫星火箭，下到潜艇游轮，甚至做个课堂练习也要计时，生活中无时不刻都在都离不开计时器的应用。因此，精准计时器的设计与生产变得尤为重要。所以，本次设计将基于Multisim软件进行计时器的设计与仿真。 摘要 24时计时器将采用6个74LS390芯片对各个计时位进行输出,6个七段数码管进行译码以及显示，采用反馈置数的方式进行各个位的计时进行清零（该芯片清零方式为异步清零）；根据设计框图分析先列出输出状态表，然后根据输出状态表结果进行电路的绘制；然后根据电路的绘制结果，在Multisim软件上进行电路设计与连接，最后进行计时器仿真截，图并且对仿真结果进行分析。 74LS390介绍 74LS390双2-5-10进制的异步计数器且为下降沿触发，从CPA输入计数脉冲，由QA输出产生2分频信号：CPB输入计数脉冲，由QD 输出可产生5分频信号。若在器件外部将QA于CPB相连，计数脉冲从CPA输入，即成为8421BCD码十进制计数器；若将QD与CPA相连，计数脉冲从CPB输入，便可成为5421BCD码十进制计数器，输出顺 湖南文理学院课程设计报告 课程名称：单片机原理课程设计 学院：电信学院 专业班级：自动化07101 学生姓名： 指导老师： 完成时间： 报告成绩： 倒计时器设计 目录 目录 (1) 摘要 (3) ABSTRACT (4) 第一章设计要求与方案确定 (5) 1.1设计意义 (5) 1.2设计要求 (5) 1.3方案确定 (5) 第二章硬件电路 (6) 2.1单片机概述 (6) 2.1.1 单片机基础 (6) 2.1.2单片机与单片机系统 (7) 2.1.3 单片机的产生与发展 (7) 2.2MCS-51系列单片机介绍 (8) 2.2.1 80C51 芯片介绍 (8) 2.2.3 最小系统 (9) 2.2.4 定时与中断的概念 (10) 2.4LED显示电路设计与器件选择 (12) 2.4.1.LED显示器的选择 (13) 2.4.2LED驱动芯片选择 (13) 2.5按键电路设计 (13) 2.6蜂鸣器电路的设计 (14) 第三章倒计时器的设计 (15) 3.1倒计时器系统设计方案及框图 (15) 3.2程序设计 (15) 3.2.1主程序设计 (15) 3.2.2倒计时模块设计 (17) 3.2.3键盘扫描数码管显示程序 (17) 第四章倒计时器设计仿真 (18) 4.1设置倒计时初值 (18) 4.2开始倒计时 (18) 4.3倒计时结束并报警 (18) 总结 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22) 附录1 倒计时器设计源程序 (23) 附录2 所用元器件清单 (23) 摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时控制和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 本系统由单片机系统、矩阵式键盘、蜂鸣器和LED数码管显示系统组成。装置利用AT89C51单片机与74LS245驱动器驱动LED数码管显示。通过按键控制设定倒计时时间，再通过中断控制系统开始倒计时。当倒计时时间到时，由P1.0口驱动蜂鸣器发声报警。为了简化电路，降低成本，采用以软件为主的的接口方法。 该系统实用、功能灵活多样，可以对计时时间进行实时控制，可以广泛的应用于各种场所的控制设备。 【关键词】单片机；LED数码管显示器；倒计时；报警 单片机原理及应用课程设计报告书 题目：时钟计时器的设计 姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化 指导老师：周令 设计时间：2011年4月 电子与信息工程学院 目录 1. 引言 (1) 1.1. 设计意义 (1) 1.2. 系统功能要求 (1) 2. 方案设计 (1) 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 (1) 2.2. 硬件系统的总体设计框图 (2) 3. 硬件设计 (2) 4. 软件设计 (3) 4.1. 主程序 (3) 4.2. 显示子程序 (4) 4.3. 定时器T0中断服务程序 (4) 4.4. 定时器T1中断服务程序 (5) 4.5. 调时功能程序 (6) 4.6. 秒表功能程序 (6) 4.7. 闹钟时间设定功能程序 (6) 5. 调试及性能分析 (7) 5.1. 硬件调试 (7) 5.2. 软件调试 (7) 5.3. 性能分析 (8) 6. 设计总结 (8) 7. 附录A：汇编源程序 (9) 8. 附录B：作品实物图片 (26) 9. 参考文献 (27) 时钟计时器的设计 1.引言 1.1.设计意义 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字时钟计时器，本数字时钟计时器，可以显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字时钟计时器就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字时钟计时器与传统的计时器相比，具有读数方便，操作简单，计时精准，还能实现整点提醒，定时提醒等功能。其输出时间采用数字显示，主要用于对时间要求精度高的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89C52，用6位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现数字显示功能,能准确达到以上要求。 1.2. 系统功能要求 用单片机及6位LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 2.方案设计 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些，又考虑到时钟显示只有6位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的 课程设计报告-篮球30秒倒数计时器 信电学院 课程设计说明书（2011 /2012学年第二学期） 课程名称：电子技术课程设计 题目：篮球30秒倒数计时器 专业班级：自动化3班 学生姓名：程江峰 学号：100410317 指导教师：马志钢 设计周数：两周 课设成绩： 2012年7月5日 目录 一、课程设计摘要-------------------------------------------- 二、课程设计正文 1、课程设计任务与要求 2、方案设计（系统控制电路框图及说明） 3、元器件详细介绍 4、系统原理图、印制板图及其说明 5、安装、调试及性能测试与分析 6、课程设计总结及心得 三、课程设计总结 四、附录（PCB图） 五、参考文献 一、课程设计摘要 通过电子技术课程设计的综合训练，培养独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。根据所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论，对模拟电子线路、数字电子线路以及模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。 定时电路是数字系统中的基本单元电路，它主要由计数器和振荡器组成。定时电路主要利用分立元件，中规模集成器件555定时器。用555定时器实现的定时电路主要应用单稳态触发器原理，实现定时器的功能。在实际工作中，定时器的应用场合很多，例如，篮球比赛规则中，队员持球时间不能超过30秒，就是定时电路的一种具体应用。 篮球竞赛30秒定时器电路主要利用555定时器产生时钟脉冲，触发计数器进行从30至00倒计数，并将计数结果通过译码电路和数码管显示，当计数器减至00时，报警电路进行报警。 二、课程设计正文 1、课程设计任务与要求30秒计时功能，两位数字显示，计时间隔为1秒。完成硬件制作实现30秒减计数，每次减计时结束后，蜂鸣器报警提示，数码管显示00；电路需设置外部开关，可使定时器直接复位，并具有启动计时、暂停/连续计时功 电子系统设计创新实验 报告 题目60s计时器的设计与实现 学生姓名高权黄盼徐传武易孟华 学生学号016321232404 07 14 15 专业名称电子信息工程 指导教师肖永军 2016年11月17 日 设计要求： 1、利用单片机定时器/计数器T0中断设计秒表。 2、实现基本的0-60秒计时。 3、以数码管作为显示器件，用单片机进行控制。 摘要 数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛使用。本设计用单片机组成数字秒表，用AT89C51系列单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合硬件晶振电路，复位电路，数码管显示电路来设计计时器，将软、硬件有机地结合起来。其中软件系统采用汇编语言编写程序，硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。 关键字：AT89C51 单片机数码管 一、系统总体设计 系统总体设计框图如图1所示，该系统共由时钟电路模块、复位电路模块、AT89C51单片机及数码管显示电路组成。其中主控制器用于系统控制，可以控制电路的开关的功能，系统中AT89C51单片机作为主控元件，计数器显示电路由数码管和驱动电路组成。 图1 系统总体设计框图 二、系统硬件设计 （1）复位电路 采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使用使RST 持续一段时间的高电平，从而实现上电加开关复位的操作。这不仅能使单片机复位，而且还能使单片机的外围芯片也同时复位。当程序出现错误时，可以随时使电路复位。 复位电路如图2所示： 学号： 课程设计 题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师 年月日 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 篮球24秒记时器的设计与制作 初始条件： （1）具备显示24秒记时功能 （2）计时器为递减工作，间隔为1S （3）递减到0时发声光报警信号 （4）设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~6月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名：2014年 6月日 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 课程设计名称：单片机原理及接口技术 题目：基于单片机的秒表计时器设计 学期：2014-2015学年第一学期 专业：电气技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表 课程设计任务书 一、设计题目 秒表计时器 二、设计任务 本课题以单片机为核心，设计和制作一个秒表计时器。 三、设计计划 课程设计一周 第1天：查找资料，方案论证。 第2天：各部分方案设计。 第3天：各部分方案设计。 第4天：撰写设计说明书。 第5天：校订修改，上交说明书。 四、设计要求 1、绘制软件流程图并利用汇编语言编写软件程序； 2、绘制系统硬件原理图； 3、形成设计报告。 指导教师： 教研室主任： 2014年5月26 日 本设计利用89C51单片机设计秒表计时器，通过LED显示秒十位和个位，在设计过程中用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒到来时，就让秒计数单元加一，通过控制使单片机秒表计时，暂停，归零。设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。 关键词：51单片机；74HC573；LED数码管 综述 (1) 1 程序方案 (2) 1.1方案论证 (2) 1.2总体方案 (2) 2部分设计 (3) 2.1 89C51单片机 (3) 2.2晶体振荡电路 (4) 2.3硬件复位电路 (5) 2.4显示电路 (6) 2.5整体电路图 (7) 3程序设计 (8) 3.1程序流程框图 (8) 3.2显示程序流程图 (9) 3.3汇编源程序 (10) 4调试说明 (13) 4.1概述 (13) 4.2电路原理图 (13) 心得体会 (15) 参考文献 (16) 课程设计名称：电子技术课程设计 题目：篮球竟赛30s计时器设计 专业：电气工程与自动化 班级：电气09-2 姓名：张瑞 学号：09005040229 摘要 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是以时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。 关键字计时器 ; 光电报警 ; 模块化 前言 人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。随着工业水平的进步和人民生活水平的提高，在很多领域都需要几个甚至上百个定时电路去控制多项操作，从而实现工业生产的自动化，最终提高劳动生产率促进经济的发展。定时器在实际工作中用到的场合很多，它成为今天工业控制领域、通讯设备、信息处理以及日常生活中最广泛使用的电路之一，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒，用于各种竞赛的计时器、竞赛用定时器、数控电梯、数控机床、交通灯管理系统、各种智能医疗器械等，定时器是家用电器中的常用产品。 随着电子技术的高速发展和计算机技术的普遍应用，电子设计也越来越普遍地应用于整个电子行业中。电子设计是人们进行电子产品设计、开发和制造过程中十分关键的一步，其核心就是电子电路的设计。电子设计自动化(EDA)是在电子产品向更复杂、更高级，向数字化、集成化、微型化和低耗能方向发展过程中逐渐产生并日趋完善的电子设计方法，在这种方法中，设计过程的大部分工作（特别是底层工作）均由计算机自动完成，是电子技术发展历程中产生的一种先进的设计方法，是当今电子设计的主流。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 定时器的应用范围极为广泛，其中首推由555构成的定时电路。集成器件555芯片是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其逻辑功能强，使用灵活，可方便组成多种逻辑功能电路，能够更加简单更加快捷的实现定时功能，满足在日常生产和生活中的要求，所以555定时器电路在各个领域的应用及其广泛，在数字电路中占有重要位置，受到人们的普遍重视。本设计的秒脉冲发生器就是用由555构成的定时电路。 信息工程学院课程设计报告书题目: 多功能计时器 专业：电子信息科学学技术 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 12 月 24 日 信息工程学院课程设计任务书 年月日 信息工程学院课程设计成绩评定表 摘要 此多功能计时器是基于741s48、74ls192、555定时器、CD40161设计的，由六个主要部分组成，即控制电路、秒脉冲发生器、计数器、译码显示器、置数电路以及声光报警电路，包含置数(00至99)、1s倒计时、开启、暂停、连续、清零以及到点声光报警等主要功能，也能完成一个完整的系统过程，可用于各种竞赛计时，交通灯系统，及报警装置。计时范围为00至99，可智能控制。 关键词：多功能计时器、1s倒计时、连续、声光报警 目录 目录 (4) 1 任务提出与方案论证 (5) 1.1 任务提出 (5) 1.2 方案论证 (5) 2 总体设计 (6) 2.1 总体框图 (6) 2.2 总体电路 (7) 3 详细设计 (8) 3.1秒脉冲发生器 (8) 3.2译码计时电路 (10) 3.3控制电路 (13) 3.3.1总开关 (13) 3.3.2单刀双掷开关 (13) 3.4反馈电路 (14) 3.5报警电路 (14) 3.6置数电路： (15) 4 总结 (17) 5 参考文献 (18) 1 任务提出与方案论证 1.1 任务提出 设计一种多功能计时器，要求实现以下功能： 置数、1s倒计时、开启、暂停、连续、清零以及到点声光报警，计时范围为00至99，可智能控制。能任意定时，开启和暂停及清零，1秒的准确延时，及到点声光报警。 1.2 方案论证 秒脉冲发生器：可以选用晶振产生，或者用555定时器或者555与CD40161同时产生，为了实现反馈，让计时器计数到零时停止，我选用CD40161 ，即实现了1s计数有可以形成反馈。译码电路：我选用4线－七段译码器/驱动器74LS48来实现。 计时电路：我选用十进制可逆计数器74LS48 ，可以用来置数，同时也可以来产生减计数。控制电路：用按键和反馈来实现。 报警电路:用speaker和led来实现。 置数电路：用单刀双掷开关选通74ls48的置数端，通过置0或置1来控制。 时钟仿真实验报告 一、任务及要求 用51单片机设计时、分、秒计时器，具体要求如下。 1、具有时、分、秒计时功能和8位数码管显示功能，显示格式为：“时－分－秒”； 2、用Proteus设计仿真电路进行结果仿真； 3、4人组成设计小组完成，小组成员有明确分工，1人负责总体方案设计及报告撰写，2人负责功能模块函数设计，1人负责仿真电路设计及调试。 4、完成程序设计、仿真电路设计、结果仿真，完成报告并上传空间课程栏目中的课程设计报告子栏目中。 二、设计方案： 1、总体方案构思：通过使用定时计数器以及中断溢出，50ms中断溢出一次，溢出20次为1S。所以当定时溢出计数变量temp自加20次时计数变量miao自加1，直到加到第60次时miao(秒)清零，并且计数变量fen自加1，直到fen加到第60次时，fen(分)清零且shi(时) 自加1，直到shi加到第24次时,shi(小时)清零。最后经译码后，通过扫描显示模块程序将得到的时钟结果以动态显示的方式显示在8位一体共阳数码管上。 2、程序功能模块说明：此时钟程序包括时钟中断计时、延时函数、显示函数等模块 3、仿真电路构成：此次时钟程序的仿真电路的设计较简单，硬件部分主要有AT89C52单片机芯片一块、八位一体LED共阳数码管一块、8个普通电阻以及8个逻辑非门。其中8个普通电阻用作P0口上拉电阻。另外，由于数码管是共阳的，而实际程序中的位码是以低电平有效的，所以八个逻辑非门用来取反单片机输出的位码。 4、时钟计时程序设计思想分析：采用定时计数器T0，工作方式1，定时50ms，再对定时溢出中断次数计数，若溢出了20次则时间为1秒！ 5、函数模块程序流程图： 电子课程设计篮球24秒计时器 班级：自动化092201H班 姓名：陈鹏飞 学号：200922060101 目录 序言 (3) 一、设计任务及要求 (3) 二、总体框图 (3) .......................................................................................................... .......................................................................................................... .......................................................................................................... 三、选择器件 (4) ........................................................................................................... .......................................................................................................... 四、功能模块 (8) 五、总体电路设计 (12) 六、参考文献 (14) 七、心得体会 (14) 序言 篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要 求进攻方在24秒内有一次投篮动作，否则视为违例。本人设计了一个篮球比赛计时器，可对比赛总时间和各方每次控球时间既是。该计时器采用按键操作，LED 显示，非常实用，此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。 篮球24秒计时器 一、设计任务与要求 1. 有显示24秒的计时功能 2. 置外部操作开关，控制计时器的直接清零，起碇和暂停连续功能 3. 计时器喂24秒递减计时器，其间隔为1秒 4. 计时器递减计时到0时，数码显示器不能灭灯 应发出光电报警信 号 二、总体框图 二． 1秒脉冲发生器： 秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。 不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的 频率很低的振荡器有一定的难度 工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低 精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡 秒脉冲发生器 外部操作信号 译码/显示电路 24t 计数器 控制电路 报警电路 课程设计报告 题目 30S定时器设计 院部名称 班级 学生姓名 学号 指导教师 目录 前言 一、电路设计原理与方案 (4) 1.1 设计原理 (4) 1.2 设计方案 (4) 二、各单元电路设计 (4) 2.1 脉冲发生电路 (4) 2.2 计数电路 (6) 2.3 译码显示电路 (8) 2.4 控制电路 (10) 三、仿真原理图 (11) 四、总结 (13) 附录、元件清单 (14) 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为0.1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发光二极管LED点亮，停止减计数等。 整个电路的设计借助于Multisim 12.0仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 12.0下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 一、电路设计原理与设计方案 1.1 设计原理 我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，即输出周期为0.1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。 1.2 设计方案 该系统应包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)等几部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能以及工作时间的调节。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当按下十位调节开关时，计数器加1；当按下个位调节开关时，计数器同样加1；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。 二、各单元电路设计 2.1 脉冲发生电路 555定时器 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这 单片机的时钟计时器论文 目录 一．容摘要 二．关键词和引言 三．时钟计时器设计 1方案设计 2原理分析 四．实验器材 五．利用 protel99设计电路原理图 1原理图 2PCB图 六调试及性能分析 七．心得体会 八．参考文献 九．时钟计时器使用说明书 1.产品概述 2.技术参数 3.工作原理 4.结构特征 5.使用和维护 十.时钟计时器技术说明书 1.产品概述 2.技术参数 4.结构特征 十一、附录时钟计时器汇编程序清单 一．容摘要： 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。 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。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要容，其中 AT89C52 是核心元件同时采用数码管动态显示“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。它的计时周期为 24 小时，显满刻度为“23 时 59 分 59 秒”，另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电时可实现计时同步等特点。 本文主要介绍用单片机部的定时 / 计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机 AT89C52 芯片和 LED 数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟 二．关键词：单片机、数码管、端口、时钟、动态显示。 引言 : 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。这次设计通过对它的学习、应用，以 AT89S52 课程设计--篮球竞赛24秒计时器 一、课题名称 二、内容摘要 本设计主要是完成篮球竞赛24秒计时器，显示24秒倒计时功能，系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为24秒递减计时，其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于Multisim 10.0.1仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 10.0.1下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 关键字：计时器；数码显示器；Multisim 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 三、设计内容及要求 1.2.1基本要求 (1）显示24秒计时功能。 （2）控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。 （3）计时器为24秒递减计时器。 （4）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 1.2.2 设计任务及目标 （1）根据原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； （4）写出完整、详细的课程设计报告。 四、方案论证及比较 本设计的核心部分是要设计一、 个24s倒计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提 到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生电路，计数器电路，译码显示电路，控制电路和电路报警电路5部分。其中，计数器电路和控制电路时系统的主要部分。计数器电路完成24s倒计时功能，而控制电路具有直接控制计 目录 摘要 (2) 引言 (2) 一．设计目的 (2) 二．设计任务 (2) 三．电路原理设计 (2) 3-1计时器的设计原理 (2) 3-2计时器的基本逻辑功能 (3) 3-3主干电路设计 (3) 3-3-1震荡电路设计 (3) 3-3-2计数器的设计 (3) 3-3-3译码器的设计 (3) 四．电路仿真 (4) 五．系统分析 (5) 5-1基础元件介绍 (5) 5-1-1计数器 (5) 5-1-2译码器与显示管 (6) 5-1-3振荡器 (8) 5-1-4与非门 (8) 六．电路的焊接 (9) 七．调试 (9) 八．总结 (10) 参考文献 (10) 致谢 (10) 附录 (11) 74LS160构成的60秒计时器 摘要 60秒计时器是采用数字电路实现的数字显示计时装置。本系统由振荡器，计数器，译码器，LED显示器组成。采用74LS系列中小规模集成芯片。 引言 计时器是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观(有荧光七段数码显示器)、无机械传动装置等优点。而且钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。 一.设计目的 在学完了《数字电子技术》课程的基本理论后，能够综合运用所学知识设计和制作实际需要的简单电子电路，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题解决问题的能力。 二.设计任务 完成由74LS160构成的60秒计时器 计时器的组成:60秒计时器一般由振荡器，计时器，译码器，LED显示器组成，这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路。 三.电路原理设计 3-1 计时器的设计原理： 先构成一个555定时器和分频器产生震荡周期为一秒的标准“秒”脉冲信号，由74LS160采用清零法分别组成六十进制的“秒”计数器。清零法适用于有异步置零输入端的集成计数器。原理是不管输出处于哪种状态，只要在清零输入端加一个有效电平电压，输出会立即从那个状态回到“0000”状态。。使用74LS48为驱动器，共阴极七段数码管作为显示器。设计图见附录一 沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 篮球竞赛30秒计时器设计 班级/ 学号 学生姓名 指导教师 沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称数字逻辑课程设计 院（系）计算机学院专业计算机科学和技术 班级学号姓名 课程设计题目篮球竞赛30秒计时器设计 课程设计时间: 2010 年07 月15 日至2010 年07 月24 日课程设计的内容及要求： 一、设计说明 在篮球比赛进行过程中经常需要计时操作，设计一个用于篮球竞赛的30秒计时器。其原理参考框图如图1所示。 秒脉冲发生器 译码 显示计数器 控制电路报警电路 外部操 作开关 { 图1 篮球竞赛30秒计时器原理框图 二、技术指标 1．具有显示30秒的计时功能。 2．设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/ 连续功能。 3．计时器为30秒递减计时器，其计时间隔为1秒。 4．计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。 三、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本，要求采用LED显示。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 四、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。 2．进行实验数据处理和分析。 五、推荐参考资料 1．刘修文主编.实用电子电路设计制作.[M]北京：中国电力出版社，2005年2．朱定华主编.电子电路测试和实验.[M]北京：清华大学出版社，2004年3．路勇主编.电子电路实验及仿真.[M]北京：北方交通大学出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 成绩评定表 评语、建议或需要说明的问题： 成绩 基于单片机的秒表时钟计时器设计 毕业设计论文 基于单片机的秒表/时钟计时器设计 摘要 近年来，随着科学技术的进步和时代的发展，人们对时钟的功能和精度提出了越来越高的要求，各种时钟的设计也越来越重要。秒表/时钟计时器是在一种计时器上实现两种基本功能的一种器件。它广泛应用于各种场所，同时，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化，而受到广大消费者的喜爱。 本文介绍了一种以AT89S51单片机为核心的秒表/时钟计时器的设计，实时时钟芯片DS1302提供实时时间，6位LED动态显示时、分、秒，并在计时过程中具有报时功能, 定时时间到时，音乐电路播放悦耳的乐曲。该数字钟设有五个按键: K1, K2，K3，K4和K5键,使之具备了校时、定时功能，在设计中分别介绍了它们的工作特点、原理和使用方法，并给出了它们与单片机AT89S51的接口电路。 单片机和集成芯片的应用使得本设计硬件电路简化、编程方便，同时功能也更稳定。由于单片机可以重新写入不同程序这就便于时钟功能的扩充和改变，同时时钟芯片时间精确度高可以保证系统的精度。 关键词：单片机；秒表；时钟；实时时钟芯片；动态LED显示； The Design Of Stopwatch/Electronic-Clock System Based On Single-Chip-Microcomputer Abstract In recent years, with the scientific progress and the development of the times, people’ requirements of the clock’ function and accuracy are m ore and more high. The various design of the clock also becomes increasingly important. As long as the existence of timing、counting ,the clock will be used. Meanwhile ,in daily lives, with its feature of compact, low price ,high accuracy, ease to use, multi-functional, ease of integration, the digital clock are fond of majority of consumers. This paper introduces the design of digital alarming clock ,which was based on the core of single-chip microcomputer AT89S51.Real-time clock chip DS1302 provides real-time, six bit LED display hours, minutes and seconds dynamically, the clock also having the function of timekeeping in the process of timing .When timing time, the music circuit broadcast delightful music. The digital clock with five keys: the button of K1, K2, K3, K4, with these keys, the digital clock has the function of regulating & timing. This design introduces their characteristics,principles,using methods, and gives them the interface circuit with SCM AT89S51. The circuit of hardware for this design become easy and the system function become powerful along with MCU and integrated chip used. Because the monolithic integrated circuit may reread in different procedure this at your convenience to the clock function expansion and the change, simultaneously the Real-time clock chip precision is high may guarantee the system the precision. Keywords:SCM;Stopwatch;Clock;Real-time clock chip;Dynamic LED display;数字电子技术课程设计篮球比赛30s计时器
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