多功能电子时钟,毕业设计

摘要本设计是采用单片机技术的电子定时闹钟，近年来集成电路技术的出现和应用，是推动了人类文明的突飞猛进。

基于集成电路技术的单片机产品更是方便了人们的生活和工作，目前以单片机技术的应用为核心的产品种类非常丰富。

应用我们所学过的知识和查阅相关资料，我制作了这个单片机技术为基础的LCD 可校时可定时电子闹钟，这是一个简单的实用的单片机电子设计产品。

本“LCD定时电子闹钟’设计采用AT89C51为主控芯片。

在充分理解了设计的要求后，准确的定位了设计的目的，然后构思了总体的方案。

在选择和合适的硬件完成了电路的设计后，又进行了软件的设计和调试。

本系统的硬件组成以及工作原理都有详细的图文说明，所应用的软件技术和各个模块设计的功能及工作过程也有详细的介绍，最后的部分则详细描述了了软件仿真及调试过程。

本电子钟设计是以单片机技术为核心，采用了中小规模集成度的单片机制作的功能较为完善的电子闹钟。

硬件设计应用了成熟的数字钟电路的基本设计方法以，并详细介绍了系统的工作原理。

硬件电路中使用了除AT89C51外，另外还有LCD、晶振、电阻、电容、发光二极管、开关、喇叭等元件。

在硬件电路的基础上，软件设计按照系统设计功能的要求，运用所学的汇编语言，实现的功能包括‘时时-分分-秒秒’显示、设定和修改定时时间的小时和分钟、校正时钟时间的小时、分钟和秒、定时时间到能发出一分钟的报警声。

最后应用‘伟福’及‘Proteus’等软件将硬件电路和软件系统链接在一起对各个部分及整体进行仿真并调试构成了整个完整的电子闹钟的设计。

最后通过反复的实际仿真和测试表明，该系统能够实现所有要求的功能包括：(1)能显示‘时时-分分-秒秒’。

(2)能够设定定时时间、修改定时时间及时钟。

(3)定时时间到蜂鸣器能发出铃声，另外还在此基础上实现了其他的附加功能比如万年历。

当然这个系统仍然是属于比较简单的单片机应用系统，要设计功能更强的更复杂的系统还需要我进一步的学习。

目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章前言 (3)第2章设计电路原理和器件简介 (4)第2.1节总体设计电路框图 (4)第2.2节 AT89S52单片机介绍 (4)第2.3节各功能模块器件应用说明 (8)2.3.1 液晶显示简介 (8)2.3.2 温度传感器说明 (9)2.3.3 数字时钟简介 (10)2.3.4 键盘调节模块 (11)第3章系统硬件电路设计 (13)第3.1节硬件设计原理图 (13)第3.2节单片机外围电路原理 (13)3.2.1 复位、时钟、电源电路原理 (13)3.2.2 DS1302实时时钟芯片说明 (14)3.2.3 128*64 LCD接口和显示原理 (17)3.2.4 高精度数字温度传感器DS18B20实现方式 (19)3.2.5 键盘对于时间调节功能实现说明 (21)第4章系统软件设计 (22)第4.1节软件设计流程图 (22)第4.2节各模块程序框图 (23)第4.3节软件主程序和各模块子程序 (25)第5章时钟控制系统调试 (27)第5.1节单片机应用系统调试工具说明 (27)第5.2节程序调试 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)【摘要】本论文介绍了多功能时钟控制器的系统设计。

系统具有时间设置及显示、定时闹铃、温度检测并显示等功能。

系统以 AT89S52单片机为核心，主要进行基于AT89S52低功耗MCU的字符型数字钟及其系统的研究。

系统带有GXM12864液晶显示器，配合按键提供友好的用户界面，操作简单，同时具有实时温度检测功能。

该数字钟能够长期、连续、可靠、稳定的工作；同时还具有体积小、功耗低等特点，便于携带，使用方便。

系统设计包括单片机及其外围硬件部分和计算机软件编程部分。

硬件部分主要为软件的实现提供一个运行的基础，计算机软件编程主要实现键盘调节、液晶显示、温度检测等各模块的功能，采用C语言编程。

关键字单片机液晶显示温度检测数字钟键盘输入【ABSTRACT】This thesis describes the design of a multifunctional digital clock and control system. It as displaying and setting time for clock and alarm, this system has another special feature, as temperature measurement and display. The core part of the system is based on a king of an advanced MCU, AT89S52, this system mainly carries on low power consume MCU the character list type the research of the digital clock and its system according to the AT89S52. The system takes GXM 128*64 Liquid Crystal Display, matching with a key to provide amity of customer interface, the operation is simple, having the temperature examination function in the meantime. Consecution, credibility, stable work, still have a physical volume in the meantime small, the power consume a low etc. characteristics, easy to take, the usage convenience. The system design includes a MCU with its periphery hardware circuit unit and a computer soft programming unit. The hardware circuit unit only provides the run basement for the software, the computer software programming unit mainly contains keyboard adjust, Liquid Crystal Display, temperature examination functions, adoption the C language.Keyword Single-Chip Microcomputer, LCD, Temperature Examination, Digital Clock, Keyboard Input第1章前言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地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益。

程序仿真等全套设计，联系153893706第1章绪论二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。

第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。

第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。

第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步……我国生产的电子万年历有很多种，总体上来说以研究多功能电子万年历为主，使万年历除了原有的显示时间，日期等基本功能外，还具有闹铃，报警等功能。

商家生产的电子万年历更从质量，价格，实用上考虑，不断的改进电子万年历的设计，使其更加的具有市场。

本设计为软件，硬件相结合的一组设计。

在软件设计过程中，应对硬件部分有相关了解，这样有助于对设计题目的更深了解，有助于软件设计。

基本的要了解一些主要器件的基本功能和作用。

除了采用集成化的时钟芯片外，还有采用MCU的方案，利用AT89系列单片微机制成万年历电路，采用软件和硬件结合的方法，控制LED数码管输出，分别用来显示年、月、日、时、分、秒，其最大特点是:硬件电路简单，安装方便易于实现，软件设计独特,可靠。

AT89C52是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。

95年出现在中国市场。

其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，可以很快被中国广大用户接受。

本文介绍了基于AT89C52单片机设计的电子万年历。

选题背景及研究的目的与意义设计的目的电子钟已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。

毕业设计论文_单片机电子时钟的设计摘要：电子时钟作为一种常见的时间显示装置，在现代社会中应用广泛。

本文设计了一款基于单片机的电子时钟，使用DS1307实时时钟芯片来获取系统时间，并通过数码管进行显示。

设计过程中，通过对单片机的编程和电路的连接，实现了时间的显示与调节功能，具有较高的准确性和稳定性。

该设计方案简单、实用，可用于各种场合。

关键词：单片机；电子时钟；DS1307；数码管1.引言电子时钟是一种利用电子技术构造的显示时间的装置，具有时间准确、使用简单、显示清晰等特点，广泛应用于生活和工作中。

本文以单片机为核心，设计了一款实时准确的电子时钟，提高了时间的准确度和稳定性。

2.设计原理该设计的核心是通过单片机与DS1307实时时钟芯片的连接，使得单片机可以获取到准确的系统时间，并通过数码管进行显示。

DS1307芯片通过I2C总线与单片机连接，通过读取芯片中的时间寄存器，单片机可以获得当前的时间信息。

3.硬件设计本设计中使用了AT89S52单片机作为主控芯片，通过引脚与DS1307芯片相连。

单片机的P0口接到数码管的段选信号，P1口接到数码管的位选信号，通过控制这两个口的输出状态，可实现对数码管上显示的数字进行控制。

同时，为了使时钟可以正常运行，需外接一个晶振电路为单片机提供时钟信号。

4.软件设计通过对单片机的编程，实现了以下功能：(1)初始化DS1307芯片，设置初始时间；(2)每隔一秒读取一次DS1307芯片的时间寄存器，将时间信息保存到单片机的RAM中；(3)根据当前时间信息，在数码管上显示对应的小时和分钟。

5.调试与测试经过硬件的连接以及软件的编写，进行了调试与测试。

将初始时间设置为08:30，观察数码管上的显示是否正确，以及时间是否准确。

同时，通过手动调节DS1307芯片中的时间，检查单片机是否能正确获取时间，并进行显示。

6.总结与展望本文设计了一款基于单片机的电子时钟，通过单片机与DS1307芯片的连接和编程，实现了准确的时间显示功能。

基于PLC的数字电子钟毕业设计完整版.doc 本文是关于基于PLC的数字电子钟毕业设计完整版的介绍，下面将为大家详细阐述。

一、选题背景随着现代社会的发展，数字电子钟成为了人们生活中不可缺少的物品之一。

数字电子钟可以直观地显示时间，并且具有定时、闹钟、铃声等功能，受到了广泛的青睐。

本文选题基于PLC的数字电子钟，旨在运用数字电子技术和现代化工业控制技术，设计制作一款具有高精准度、稳定性、可靠性的数字电子钟。

二、选题目的本文选题的目的是设计制作一款基于PLC的数字电子钟，该产品具有以下优点：1、高精度计时功能：该数字电子钟采用高第二振荡器，具有秒级精度。

2、多功能组合：该数字电子钟可以实现闹钟和定时功能，并且具有3种铃声选择。

3、PLC可编程控制：采用PLC技术进行控制，可实现电子钟的编程控制和调试。

4、良好的稳定性和可靠性：数字电子钟的硬件部分采用高质量的元器件，具有良好的稳定性和可靠性。

三、技术路线本文的数字电子钟主要由显示模块、控制模块和电源模块组成。

显示模块：显示模块采用4位7段数码管，通过PLC输出控制信号，实现数字时钟的显示功能。

控制模块：控制模块采用PLC进行控制，信号处理电路通过采集各种外部信号控制数码管的显示和闹铃的启停。

另外，该数字电子钟还具有闹钟、定时等功能，可实现按键控制。

电源模块：电源模块采用变压器降压、稳压电路进行变压、稳压，以保证电子钟的正常工作。

四、设计思路1、数字显示功能的实现显示模块采用4位7段数码管，通过PLC输出控制信号，实现数字时钟的显示功能。

以公共阳极方式接线，通过PLC输出控制信号，选择要显示的数字，在输出控制信号后，使其中的1位7段数码管上显示相应的数字。

2、实现外部信号采集3、 PL C可编程控制实现功能数字电子钟的编程控制和调试可以通过PLC技术来实现，用户可根据需要编制相应的程序来实现不同的功能。

例如，对不同的闹钟周期进行设置、调整铃声大小等。

四、实验结果与分析本文设计制作的基于PLC的数字电子钟具有高精准度、稳定性、可靠性等优点，通过实验测定，数字电子钟的时钟计时误差在1s以内，稳定性好，可靠性高，其功能实现较为完善。

目录中文摘要、关键词 (3)1、绪论 (3)1.1课题研究的背景及意义 (3)1.2国内外研究 (4)1.3电子时钟概述 (5)1.4论文章节构成及安排 (5)2、电子时钟设计方案 (5)2.1两种设计方案的选择 (5)2.2系统电路 (6)3、硬件系统设计 (7)3.1核心控制电路 (7)3.2秒计时电路 (9)3.3显示电路 (11)4、软件系统设计 (12)4.1DS1302子程序 (12)4.2LCD5110子程序 (14)4.3主程序 (14)5、设计系统的调试 (15)5.1硬件调试 (15)5.2软件调试 (15)6、本设计系统小结 (16)6.1系统不足及功能拓展 (16)6.2学习心得与展望 (16)参考文献 (16)英文摘要、关键词 (16)电子时钟的设计与制作信息技术学院电子信息科学与技术专业指导教师 ***作者 ***摘要：从古代的沙漏计时，到现在的机械钟表、石英钟，计时技术得发展经过了一个漫长的完善过程，这充分显现出了时间不论对古人还是现在的我们的重要性。

现在，全球社会都进入了信息化时代，人们更加重了对时间计量精度的依赖，以至于钟表应用越来越广，功能越来越多。

普通的机械表对于当代人复杂繁琐的要求显然早已不太适应，电子时钟应运而生。

电子时钟不仅能满足基本时间要求，而且体积小，成本低廉，最大的亮点在于可以随时根据不同的客户要求进行改进、增加功能，所以电子钟越来越受到人们的青睐。

本课题即着眼于此，研究的主要目的是设计一个基于单片机的电子时钟系统。

由于单片机有价格实惠而且功能齐全的优点，在自动控制产品中广泛应用。

本设计以ATmega16芯片为核心，以实时时钟芯片DS1302为主要依托，通过LCD液晶屏完成其显示、计时功能，本设计实现了所需功能的硬件电路，并应用C语言进行软件编程。

关键词：电子时钟 DS1302 LCD液晶屏1、绪论1.1课题研究的背景及意义时间的宝贵是个亘古不变的真理，然而工作的忙碌性和繁杂性很容易让人忘记当前的时间或是工作中不能及时方便地知晓时间。

多功能电子钟毕业设计本文主要介绍了一款多功能电子钟的设计方案，其中包括时钟、定时器、闹钟、日历、温度显示等多种功能。

通过硬件和软件的相结合，实现了这种多功能的电子钟，具有易操作、准确显示、功能多样等特点。

本设计可用于家庭、实验室、工作室等多种场合。

一、设计目标随着现代科技的发展，电子钟成为人们生活中不可缺少的一部分。

因此，本文设计了一款多功能电子钟，集时钟、定时器、闹钟、日历、温度显示等多种功能于一身，方便人们的日常生活。

二、设计原理该电子钟的各项功能均用单片机控制实现。

电子钟的控制部分是基于51单片机进行设计。

时钟的原理是通过一个晶振来控制芯片的工作频率，从而达到时钟的准确显示。

使用DS1302进行存储和控制时间。

定时器的原理是通过定时器中断进行实现，通过设定定时器的计数值即可实现定时器的功能。

闹钟的原理是通过设定一个“警报时间”来实现，当时间到达“警报时间”时，闹钟就会开始响铃。

日历的原理是通过读取DS1302中存储的日期信息进行实现。

温度显示的原理是通过使用DS18B20传感器实现对温度的检测。

三、硬件设计本设计的硬件主要由以下部分组成：显示部分、按键部分、计时器部分、DS1302时钟芯片、DS18B20温度传感器、单片机及其外设（如LCD12864液晶屏等）。

1.显示部分本设计采用LCD12864液晶屏进行显示。

2.按键部分本设计采用4个按键T1~T4，T1键用于切换时间制式；T2键用于设定时间和日期等；T3键用于设定闹钟；T4键用于定时器的设定。

3.计时器部分本设计采用计时器555进行固定时间的计时。

4. DS1302时钟芯片DS1302时钟芯片是一种用于实现实时时钟的芯片，本设计将其用于控制电子钟的时间。

5. DS18B20温度传感器DS18B20温度传感器是一种用于测量温度的芯片，本设计将其用于温度显示功能。

6. 单片机及其外设本设计采用AT89C52单片机进行控制，其外设包括LCD12864液晶屏、DS1302时钟芯片、DS18B20温度传感器等。

本科毕业论文（设计）题目：WL-1型数字电子钟指导教师：职称：学生姓名：学号：专业：电子设计自动化班级：院（系）：电子信息工程学院完成时间：WL-1型数字电子钟摘要数字钟电路一直以来是一种很经典的数字电路，数字钟的种类更是不计其数，其设计方方案也层出不穷。

时间是衡量一切的尺度，所以时间对每个人来说是无比重要的。

在当今社会人们更离不开时间，钟、表以及一切可显示时间的事物在我们周围随处可见。

随着科技的日星月异的发展，数字电子钟/表以其体积小、重量轻、价格便宜等优点已经取代了大多数古老的机械钟/表。

本数字钟采取数字逻辑器件设计方案即使用市场上比较常用的74系列的集成芯片制作。

电子钟要有时、分、秒的显示，并且要有整点报时功能。

任何一个钟表都会有时间上的误差，所以校时功能是必不可少的功能模块。

使用的主要芯片有555定时器、十进制加法计数器74ls160、两输入与非门74ls00、7段数码管译码器7448和7段数码管等。

电路的时钟信号产生模块用555定时器完成，记时模块用十进制计数器实现，其显示模块是由7段数码管译码器7448和7段数码管组成。

此外该电路还有验灯功能。

关键字:555定时器/十进制加法计数器/7段数码管译码器/7段数码管/时钟信号/校时/整点报时/验灯Digital electronic clockSummaryDigital clock circuit has always been a classic digital circuits, numerous types of digital clock, designed party programs are endless. Time is the measure of all scales, time is extremely important for everyone. In today's society people can not do without, clocks and watches, as well as all display time things around us everywhere. With the technology Xingyue exclusive development of digital electronic clock / watch its small size, light weight, cheap, etc. have replaced most of the old mechanical clock / watch. Take the digital clock digital logic design that the use of the more commonly used 74-series chip production. Electronic clock sometimes, minutes, seconds display, and have a whole hour. Any one of the watches will have time error correction function is essential to the function module. Use 555 timer chip, decimal addition counter 74LS160, two-input NAND gate 74LS00, 7-segment LED decoder 7448 and 7-segment digital tube. Circuit clock signal generation module 555 timer, chronograph module decimal counter display module 7-segment decoder 7448 and 7-segment digital tube. In addition, the circuit also has experience in the light function.Keywords:555 timer/ the counter of the decimal addition/ 7-segment decoder/ 7-segment LED clock signal/ school/ the whole point of time/ inspection lights目录目录 (1)1 引言 (1)2 设计方案的选取与论证 (2)3 WL-1型数字电子钟 (3)3.1 WL-1型数字钟电路框图 (3)HYPERLINK \l _Toc2351 3.2 WL-1型数字钟电路原理分析 (4)3.2.1 WL-1型数字钟的整体电路原理图 (5)3.2.2振荡电路 (6)3.2.3计数电路 (9)3.2.4 校时电路 (12)3.2.5 整点报时电路 (13)3.2.6 译码与显示电路 (15)3.2.7验灯电路 (18)4 整机工作流程综述 (18)4.1 数字电子钟的仿真与PCB图 (19)4.1.1电子钟仿真图 (19)4.1.2数字电子钟PCB图 (20)图15 数字电子钟的PCB图 (20)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 引言随着电子科技的日星月异的发展，特别是步入21世纪以来，电子技术更是得到了长足的进步，各类电子产品也被应用于人们生活中的方方面面，大到飞机火车，小到手机电灯。

多功能数字钟设计报告目录第一部分摘要 (4)第二部分1．设计任务 (4)1.1基本要求 (4)1.2发挥部分 (4)1.3创新部分 (4)2．方案论证与比较 (4)2.1显示部分 (4)2.2数字时钟 (4)2.3温度采集 (5)2.4闹铃部分 (5)2.5电源模块 (5)3．总体方案 (5)3.1工作原理 (5)3.2总体设计 (5)4．系统硬件设计 (6)4.1 STC89C52RC单片机最小系统 (6)4.2测温模块 (6)4.3时钟模块 (7)4.4存储器模块 (7)4.5 LCD显示模块 (8)4.6电源模块 (8)4.7整体电路 (8)5．系统软件设计 (9)5.1主程序流程 (9)5.2时间设定程序流程 (10)5.3温度测量程序流程 (10)5.4闹铃设定程序流程 (11)5.5生日设定程序流程 (11)6．测试与结果分析 (12)6.1基本部分测试与分析 (12)6.2发挥部分测试与分析 (12)6.3创新部分测试与分析 (12)7．设计总结 (12)8．参考资料 (13)附录 (14)附一 (14)获取时钟芯片DS1302时间信息的程序 (14)附二 (15)多功能数字时钟使用方法 (15)摘要本设计采用LCD液晶屏幕显示系统，以STC89C52RC单片机为核心，由键盘、温度采集、定时闹铃、日期提醒等功能模块组成。

基于题目基本要求，本系统对时间显示、闹铃方式进和温度采集系统行了重点设计。

此外，扩展了整点报时、非易失闹铃信息存储、国内外重要节日提醒等功能。

本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。

本系统不仅成功的实现了要求的基本功能，多数发挥部分也得到了实现，而且还具有一定的创新功能。

关键字：STC89C52RC单片机、LCD液晶显示、双电源供电、温度采集、非易失定时闹铃、生日提醒、重要节日提醒、整点报时1、任务设计1.1基本要求：设计并制作一个多功能数字钟。

电子行业数字电子钟毕业设计1. 引言数字电子钟是一种能够准确显示时间的设备，近年来在电子行业得到广泛应用。

本文将介绍一个基于数字电子钟的毕业设计项目，旨在设计和实现一个高精度、多功能的数字电子钟。

2. 设计目标本设计项目旨在满足以下几个设计目标：1.高精度：数字电子钟应能够准确显示当前时间，并具备较高的时间精度。

2.多功能：数字电子钟应具备除基本时间显示功能之外，还应包括日期、闹钟、秒表、倒计时等多种功能。

3.显示清晰：数字电子钟的显示界面应清晰可见，以便用户轻松阅读时间信息。

4.高可靠性：数字电子钟应具备稳定、可靠的工作性能，能够长时间连续工作而不出现故障。

3. 系统框架本设计项目的数字电子钟主要由以下几个模块构成：1.时钟芯片模块：负责实时时钟的计时和时间信息的存储。

2.显示模块：负责将时钟芯片模块获取的时间信息显示在屏幕上。

3.功能模块：包括日期、闹钟、秒表、倒计时等功能模块，负责实现相关功能的逻辑处理和显示。

4.按键模块：负责用户操作的按键检测和响应。

4. 主要实现步骤（1）硬件设计：•使用时钟芯片实现时钟计时和时间信息存储。

•连接显示模块，并设计使其能够正确显示时钟信息。

•连接按键模块，实现用户操作按键的检测和响应。

（2）软件设计：•编写时钟芯片模块的驱动程序，实现时钟计时和时间信息存储的功能。

•设计并实现显示模块的驱动程序，使其能够正确显示时钟信息。

•设计并实现功能模块的驱动程序，实现日期、闹钟、秒表、倒计时等功能的逻辑处理和显示。

•编写按键模块的驱动程序，实现用户操作按键的检测和响应。

5. 预期结果通过设计和实现上述的硬件和软件模块，预期可以实现一个高精度、多功能的数字电子钟。

该数字电子钟可以准确显示当前时间，具备日期、闹钟、秒表、倒计时等功能，并具有良好的用户操作体验和显示效果。

6. 结论本文介绍了一个基于数字电子钟的毕业设计项目。

通过该项目的设计和实现，预期可以得到一个高精度、多功能的数字电子钟。

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。

电子时钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

电子时钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。

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。

电子时钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。

关键词：单片机；AT89S51ABSTRACTSince the 1970 s chip since the advent, with its high cost performance and attention by people and attention, it is widely used and fast development. SCM small volume, light weight, strong anti-jamming capability, environmental demand is not high, low cost, high reliability, flexibility is good, development more easy. Because of the above features, in our country, the microcontroller is widely used in industrial automation control, automatic detection, intelligent instrument and apparatus, household appliances, power electronics, mechanical and electrical equipment, and other aspects, and 51 SCM is the most typical chip and most representative one. The graduation design through to its study, application to AT89S51 chips as the core, with the necessary circuit, design of a simple electronic clock, it by 4.5 V dc power supply, through the electronic tube can show time, adjust the time, thus to learning, the design, the development of software and hardware in the ability.Electronic Clock is a electronic circuit implementation of the "when", "sub", "seconds" The figures show the timing device. Electronic clock precision, stability, far more than the old mechanical clock. In this design, we use LED electronic display hours, minutes, seconds, to 24-hour time mode, according to electronic control theory to dynamic display to display, use the 12MHz crystal oscillation pulse, the timer count. In this design, the circuit has a display time of the this function, you can also realize the time adjustment. Electronic clock is its compact, low cost, travel time and high precision, easy to use, features and more, easy integration and loved by the general consumer, so widely used.Key words:Single-chip microcomputer ; AT89S51独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

日历时钟显示系统论文设计摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。

它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。

对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。

该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。

本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。

在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。

日历时钟的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。

硬件部分主要由AT89C52单片机，LED显示电路，以及调时按键电路等组成。

在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

显示器使用2片7SEG-MPX8-CA和一片7SEG-MPX4-CA。

7SEG-MPX8-CA是一种八个共阳二极管显示器，7SEG-MPX4-CA是一种四个共阳二极管显示器。

为了能更轻松的控制这三片显示器，本人使用了3片74HC164来驱动。

74HC164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。

关键词：时钟电钟，DS1302，DS18B20，动态扫描，单片机AbstractE-calendar day time is a very wide range of tools, increasingly popular in modern society. It can be year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds for time, but also has a leap year compensation to a variety of functions, and the DS1302's long life, small error. For the digital electronic calendar using an intuitive digital display can simultaneously display year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds, and temperature and other information, but also a time-calibration and other functions. The circuit uses AT89S52 microcontroller as the core, power consumption, low-voltage work in 3V, the voltage can choose 3 ~ 5V voltage supply.The design is based on 51 series of microcontrollers to the design of electronic calendar, you can display date information on when the minutes and seconds, and weeks, with adjustable date and time functions. Monitor the use of two 7SEG-MPX8-CA and a 7SEG-MPX4-CA. 7SEG-MPX8-CA is a total of eight-yang diode display, 7SEG-MPX4-CA is a total of four-yang diode display. In order to more easily control the three monitors, I use three 74HC164 to drive.74HC164 is an 8-bit edge-triggered shift register, serial input data, and parallel output. The software includes calendar program, time to adjust procedures, turn the lunar calendar programs, display programs.Keywords：Clock electric clock:DS1302；DS18B20:Dynamic scan:scm目录一、设计要求与方案论证 (4)1.1设计要求： (4)1.2 系统基本方案选择和论证 (4)1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)1.2.2 显示模块选择方案和论证 (5)1.2.3时钟芯片的选择方案和论证 (5)１.2.4温度传感器的选择方案与论证 (6)1.3 电路设计最终方案决定 (6)二.系统的硬件设计与实现 (7)2.1 电路设计框图 (7)2.2 系统硬件概述 (7)2.3 主要单元电路的设计 (8)2.3.1单片机主控制模块的设计 (8)2.3.2时钟电路模块的设计 (9)2.3.3温度采集模块设计 (10)2.3.4 电路原理及说明 (10)2.3.5显示模块的设计 (12)三、系统的软件设计 (14)3.1程序流程框图 (14)3.2计算阳历程序流程图 (15)3.3时间调整程序流程图 (16)3.4阴历程序流程图 (17)四. 指标测 (18)4.1 测试仪器 (18)4.２硬件测试 (18)4.3软件测试 (19)4.4测试结果分析与结论 (20)4.4.1 测试结果分析 (20)4.4.2 测试结论 (20)五、总结 (21)致谢词 (22)参考文献 (22)附录一：系统电路图 (23)附录二：源程序代码 (23)附录三：系统使用说明书 (35)一、设计要求与方案论证1.1 设计要求：（１）基本要求①具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；②时间与阴、阳历能够自动关联；③具有温度计功能；④具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；( 2 ) 创新要求①具有上、下课响铃功能；②具有防御报警功能；1.2 系统基本方案选择和论证1.2.1单片机芯片的选择方案和论证方案一:采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，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, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

目录1..............设计整体思路2.............基本原理3.............单元电路设计及单元电路4..............安装调试步骤5..............故障分析与电路改进6..............总结与体会7..............参考文献8..............附录（元器件清单及总电路图）一．设计的整体思路：1.课程设计要求：要用时序逻辑电路设计出一个多功能可调的数字钟，这个数字钟要可调，能显示时分秒，并且要能准确的显示。

2.设计的目的：1 掌握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 理解数字钟的组成和工作原理4 熟悉数字钟的设计与制作要求：时间以24小时为一个计时周期显示时分秒有校时功能，可以分别对时分进行校时计数器有整点报时功能须有晶体振荡器提供表针时间基准信号画出电路原理图元器件及参数选择电路仿真及调试自行装配和调试，并能发现问题和解决问题编写设计报告二．基本原理及其框图1.主电路是由一个4060芯片，六个74161四位同步二进制计数器和六个CD4511七段显示译码器构成。

其中4060是用来产生始终脉冲信号，74161是用来计数的工作时，每秒一次的方波作为“秒”脉冲信号，因每分钟有60秒，所以“秒”计数器为六十进制计数器，“分”的计数器亦同，而“时”采用二十四进制计数器。

当“秒”计数器满60时，输出秒进位脉冲，送“分”计数器；当“分”计数器满60时，输出“分”进位脉冲，送“时”计数器计数；当“时”计数器满24小时候，“时”“分”“秒”计数器同时自动复零。

每个计数器输出均要经过译码器，显示器显示时钟的“时”“分”“秒”。

三．单元电路设计及单元电路1.如图所示：多谐振荡器该电路由一个4060，一个晶振和一个10M电阻两个22pf电容组成.如图所示2.译码显示电路如图所示：该电路由一个4511BD芯片与共阴极数码管构成图3——1该电路时有两个74LS161和一个74LS04与门，两个数码管和两个的CD4511译码器构成，他们构成一个六十进制计数器，是用来显示秒。

本科生毕业设计(论文)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：2009届本科毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文(2009届)本科毕业设计(论文) 新型多功能电子闹钟设计2009年6月摘要本文提出了一种基于AT89C51单片机的新型多功能电子闹钟。

通过对设计方案的比较与论证，选择了适合本设计的时钟模块、闹铃模块、温度检测模块、键盘及显示模块、电源模块设计方案。

其中实时时钟采用DS12C887实现年月日时分秒等时间信息的采集和闹钟功能；温度检测模块由DS18B20集成温度传感器对现场环境温度进行实时检测；键盘和数码管与ZLG7289连接，通过键盘数码管可方便地校对时钟和设置闹钟时间；用蜂鸣器进行声音指示；采用7805 三端稳压集成芯片稳定输出5V直流电压。

通过对AT89C51单片机最小系统的原理分析，结合论文的设计要求，完成了系统流程图及系统程序的设计。

本设计可实现时间显示、闹钟设置、环境温度测量、交直流供电电源等功能。

关键词：单片机，电子闹钟多功能设计，温度检测，交直流供电ABSTRACTIn this article a new type of multi-functional electronic alarm clock, is based on AT89C51 single-chip controller is designed. Through the comparison of design and feasibility studies, choosing a design of the clock module, alarm module, the temperature detection module, a keyboard and display module, and power module design. Real time clock uses DS12C887 to achieve accurate date and alarm function such as the collection of time information; Temperature detection detects the on-site real-time by the integrated temperature sensor DS12B20 ambient temperature; keyboard and digital tube are connected with ZLG7289, can be easy to proof-reading alarm clock and set up time; It use buzzer for voice instructions; Using 7805 three-terminal regulators chip output DC voltage of 5V. By analysis the minimum system’ principium of singlechip AT89C51, combine the request of this character, I finished the design of system flow chart and system program.The design can achieve the goal of time display, the alarm settings, the ambient temperature measurement, AC-DC power supply functions.Key word: AT89C51, the temperature sensor DS18B20, keyboard and demonstrates the ZLG7289, buzzer7805目录第1章绪论 (1)1.1 电子闹钟研究的背景 (1)1.2 本课题研究的意义 (1)1.3 本课题研究的主要内容 (2)第2章电子闹钟硬件电路设计 (4)2.1 电子闹钟总体设计方案的比较与论证 (4)2.1.1 设计要求 (4)2.1.2 设计方案的比较和论证 (4)2.2 电子闹钟主机电路设计及原理 (5)2.2.1 AT89C51芯片概述 (5)2.2.2 系统时钟电路设计 (8)2.2.3 系统复位电路设计 (8)2.3 时钟模块的设计及原理 (9)2.3.1 时钟模块设计方案比较比较与论证 (9)2.3.2 DS12C887芯片概述 (9)2.3.3 DS12C887与单片机的连接图 (14)2.4 温度检测模块的设计及原理 (14)2.4.1 温度检测模块设计方案比较与论证 (14)2.4.2 DS18B20芯片概述 (14)2.4.3 DS18B20的内部结构 (15)2.4.4 DS18B20在设计中的连接图 (17)2.5 闹铃声光指示电路设计 (17)2.6 键盘及显示电路设计 (18)2.6.1 ZLG7289芯片概述 (18)2.6.2 ZLG7289在设计中与键盘及数码管的连接图 (20)2.7 电源电路的设计 (20)第3章系统原理分析及软件部分 (22)3.1 原理分析 (22)3.2 单片机最小系统 (22)3.3 系统软件部分 (23)3.3.1 软件总体设计 (23)3.3.2 系统流程图及程序 (23)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录1 (29)附录2 (31)湖南工业大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1 本课题研究的背景随着科学技术的进步，现在的闹钟也不再是过去的老样子。

摘要数字电子时钟是人们日常生活中不可或缺的必需品.电子钟主要是利用现代电子技术将时钟电子化、数字化.与传统的机械钟相比，具有时钟精确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用.另外，在生活和工农业生产中,人们对电子钟的功能又提出了诸多要求:报时、闹钟、日历、温度显示,这就需要电子时钟的多功能性。

根据人们的不同要求，本设计主要为实现一款可正常显示时钟，测量环境温度、湿度，带有定时闹铃,倒计时的多功能电子时钟。

本设计采用液晶显示以其亮度高、显示直观等优点被广泛应用于智能仪器及家用电器等领域。

该时钟系统主要由时钟模块、闹钟模块、环境温度湿度检测模块、液晶显示模块、键盘控制模块以及信号提示模块组成.能够准确显示时间（显示格式为时时:分分：秒秒,24小时制），可随时进行时间调整，具有闹钟时间设置、闹钟开/关、止闹功能,能够对时钟所在的环境温度进行测量并显示。

设计以硬件软件化为指导思想,充分发挥单片机功能,大部分功能通过软件编程来实现，电路简单明了,系统稳定性高。

关键词：电子时钟;单片机;多功能；温湿度传感器AbstractDigital electronic clock is indispensable to daily life. Electronic clock is the use of modern electronic technology to clock electronic, digital. Compared with the traditional mechanical clock, a clock—accurate，intuitive display, no mechanical transmission device，etc.，and thus are widely used. In addition，the in the the in the life and industrial and agricultural production，, the people pairs of the the the function of of electronic bell also proposed a a lot of of the requirements of：timekeeping，alarm clock，calendar，temperature display, which requires the the the versatility of electronic clock。

电子时钟毕业论文电子时钟毕业论文引言电子时钟是一种普遍存在于我们日常生活中的设备。

它不仅仅是一种时间显示工具，更是一种时尚的装饰品。

本篇毕业论文将探讨电子时钟的历史、工作原理、设计与制造等方面，以期对电子时钟的发展和应用有更深入的了解。

一、电子时钟的历史电子时钟的历史可以追溯到20世纪初。

最早的电子时钟是由晶体管和电子管构成的，它们使用了电子元件来生成和显示时间。

然而，由于晶体管和电子管的体积较大，制造成本较高，因此这些早期的电子时钟并不普及。

随着电子技术的进步，集成电路的发展使得电子时钟变得更加小巧、便宜和可靠。

20世纪60年代，数字显示技术的出现使得电子时钟的数字显示变得更加清晰和易读。

从那时起，电子时钟开始在家庭和办公场所中广泛应用。

二、电子时钟的工作原理电子时钟的工作原理可以简单地概括为：通过一个稳定的时钟信号源，将时间信息转换为数字信号，然后通过数字显示装置将其显示出来。

时钟信号源通常是一个晶体振荡器，它产生一个稳定的频率信号。

这个频率信号会经过一系列的分频和计数操作，最终转换为小时、分钟和秒的数字信号。

这些数字信号会被送入数字显示装置，通过LED、LCD等显示技术将时间信息显示在屏幕上。

三、电子时钟的设计与制造电子时钟的设计与制造需要考虑多个方面的因素，包括外观设计、电路设计和制造工艺等。

外观设计方面，电子时钟可以有各种各样的形状和风格。

有些电子时钟采用传统的指针式设计，而有些则采用数字显示屏。

此外，还有一些电子时钟具有特殊的功能，比如闹钟、温度显示等。

电路设计方面，电子时钟的电路通常由时钟信号源、分频器、计数器和数字显示装置等组成。

其中，时钟信号源可以使用晶体振荡器或者RTC芯片来提供。

分频器和计数器可以使用集成电路来实现。

数字显示装置可以采用LED、LCD等技术。

制造工艺方面，电子时钟的制造通常包括PCB设计、元件选型和焊接等环节。

PCB设计需要考虑电路的布局和走线，以确保电子时钟的稳定性和可靠性。

摘要之阿布丰王创作本设计为一个多功能的数字时钟,具有时、分、秒计数显示功能,以24小时循环计数；具有校对功能. 本设计采纳EDA技术,以硬件描述语言Verilog HDL为系统逻辑描述语言设计文件,在QUARTUSII工具软件环境下,采纳自顶向下的设计方法,由各个基本模块共同构建了一个基于FPGA的数字钟.系统由时钟模块、控制模块、计时模块、数据译码模块、显示以及组成.经编译和仿真所设计的法式,在可编程逻辑器件上下载验证,本系统能够完成时、分、秒的分别显示,按键进行校准,整点报时,闹钟功能.关键词：数字时钟,硬件描述语言,Verilog HDL,FPGAAbstractThe design for a multi-functional digital clock, with hours, minutes and seconds count display to a 24-hour cycle count; have proof functions function. The use of EDA design technology, hardware-description language VHDL description logic means for the system design documents, in QUAETUSII tools environment, a top-down design, by the various modules together build a FPGA-based digital clock. The main system make up of the clock module, control module, time module, data decoding module, display and broadcast module. After compiling the design and simulation procedures, the programmable logic device to download verification, the system can complete the hours, minutes and seconds respectively, using keys to cleared , to calibrating time. And on time alarm and clock for digital clock.Keywords：digital clock,hardware description language,Verilog HDL,FPGA目录第一章绪论1.1.选题意义与研究现状在这个时间就是金钱的年代里,数字电子钟已成为人们生活中的必需品.目前应用的数字钟不单可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示,还能实现对电子钟所在地址的温度显示和智能闹钟功能,广泛应用于车站、医院、机场、码头、茅厕等公共场所的时间显示.随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ,FPGA) 的呈现,电子系统向集成化、年夜规模和高速度等方向发展的趋势更加明显, 作为可编程的集成度较高的ASIC,可在芯片级实现任意数字逻辑电路,从而可以简化硬件电路,提高系统工作速度,缩短产物研发周期.故利用 FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义.设计采纳FPGA现场可编程技术,运用自顶向下的设计思想设计电子钟.防止了硬件电路的焊接与调试,而且由于FPGA的 I /O 端口丰富,内部逻辑可随意更改,使得数字电子钟的实现较为方便.本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件,完成实现一个可以计时的数字时钟.该系统具有显示时、分、秒,智能闹钟,按键实现校准时钟,整点报时等功能.满足人们获得精确时间以及时间提醒的需求,方便人们生活.1.2.国内外研究及趋势随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,对时间的要求越来越高,精准数字计时的消费需求也是越来越多.二十一世纪的今天,最具代表性的计时产物就是电子时钟,它是近代世界钟表业界的第三次革命.第一次是摆和摆轮游丝的发明,相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级,代表性的产物就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表.第二次革命是石英晶体振荡器的应用,发明了走时精度更高的石英电子钟表,使钟表的走时月差从分级缩小到秒级.第三次革命就是单片机数码计时技术的应用,使计时产物的走时日差从分级缩小到1/600万秒,从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式,直观明了,并增加了全自动日期、星期的显示功能,它更符合消费者的生活需求！因此,电子时钟的呈现带来了钟表计时业界跨跃性的进步.我国生产的电子时钟有很多种,总体上来说以研究多功能电子时钟为主,使电子时钟除原有的显示时间基本功能外,还具有闹铃,报警等功能.商家生产的电子时钟更从质量,价格,实用上考虑,不竭的改进电子时钟的设计,使其更加的具有市场.1.3.论文结构第一章详细论述了近些年来,数字化时钟系统研究领域的静态及整个数字化时钟系统的发展状况,同时分析了所面临的问题与解决方案,从而提出了本论文的研究任务.第二章从研究任务着手,选择符合设计要求的经常使用芯片及其它元器件,详细论述了各接口电路的设计与连接,以模块化的形式,整合数字化时钟硬件的设计从小到年夜,从局部到整体,循序渐进,最终实现一个功能齐全的数字化时钟系统.第三章根据系统设计要求,着手对数字化时钟系统软件进行功能的实现,将各功能模块有机结合,实现时钟走时,实现闹铃、整点报时附加功能.第四章依照设计思路,在联机调试过程中,对时钟系统的缺乏和缺点进行分析,将调试过程作重点的记录.第五章对全文的总结,对本系统功能实现以及制作过程中需要注意的方面,及整个系统软件编写中所吸取的经验教训进行论述,同时,也对整个研究应用进行展望.第二章编程软件及语言介绍2.1Quarters II编程环境介绍运行环境设计采纳quartus II软件实现,因此针对软件需要用到的一些功能在这里进行描述.Quartus II软件界面简单易把持,如下图2.1:图2.1Quartus II软件界面图2.1.1菜单栏1)【File】菜单Quartus II的【 File】菜单除具有文件管理的功能外,还有许多其他选项图2.2Quartus II菜单栏图（1）【New 】选项：新建工程或文件,其下还有子菜单【New Quartus II Project】选项：新建工程.【Design File】选项：新建设计文件,经常使用的有：AHDL文本文件、VHDL文本文件、Verilog HDL文本文件、原理图文件等.【Vector Waveform Five】选项：矢量波形文件.（2）【Open】选项：翻开一个文件.（3）【New Project Wizard 】选项：创立新工程.点击后弹出对话框.单击对话框最上第一栏右侧的“…”按钮,找到文件夹已存盘的文件,再单击翻开按钮,既呈现如图所示的设置情况.对话框中第一行暗示工程所在的工作库文件夹,第二行暗示此项工程的工程名,第三行暗示顶层文件的实体名,一般与工程名相同.图2.3Quartus II新建工程图（4）【creat /update】选项:生成元件符号.可以将设计的电路封装成一个元件符号,供以后在原理图编纂器下进行条理设计时调用.2)【View】菜单：进行全屏显示或对窗口进行切换,包括条理窗口、状态窗口、消息窗口等.图2.4Quartus II菜单栏全屏切换图3)【Assignments】菜单（1）【Device】选项：为以后设计选择器件.（2）【Pin】选项：为以后条理树的一个或多个逻辑功能块分配芯片引脚或芯片内的位置.（3）【Timing Ananlysis Setting】选项：为以后设计的 tpd、tco、tsu、fmax 等时间参数设按时序要求.（4）【EDA tool setting】选项：EDA 设置工具.使用此工具可以对工程进行综合、仿真、时序分析,等等.EDA 设置工具属于第三方工具.（5）【Setting】选项：设置控制.可以使用它对工程、文件、参数等进行修改,还可以设置编译器、仿真器、时序分析、功耗分析等.（6）【assignment editor】选项：任务编纂器.（7）【pin planner 】选项：可以使用它将所设计电路的 I/O 引脚合理的分配到已设定器件的引脚上.图2.5Quartus II菜单栏设定引脚下拉图4)【processing】菜单【processing】菜单的功能是对所设计的电路进行编译和检查设计的正确性. （1）【Stop process】选项：停止编译设计项目.（2）【Start Compilation】选项：开始完全编译过程,这里包括分析与综合、适配、装配文件、按时分析、网表文件提取等过程.（3）【analyze current file】选项：分析以后的设计文件,主要是对以后设计文件的语法、语序进行检查.（4）【compilation report】选项：适配信息陈说,通过它可以检查详细的适配信息,包括设置和适配结果等.（5）【start simulation】选项：开始功能仿真.（6）【simulation report】选项：生胜利能仿真陈说.（7）【compiler tool】选项：它是一个编译工具,可以有选择对项目中的各个文件进行分别编译.（8）【simulation tool】选项：对编译过电路进行功能仿真和时序仿真. （9）【classic timing analyzer tool】选项：classic时序仿真工具.（10）【powerplay power analyzer tool】选项：PowerPlay 功耗分析工具.图2.6Quartus II菜单栏运行下拉图5)【tools】菜单【tools 】菜单的功能是（1）【run EDA simulation tool 】选项：运行EDA仿真工具,EDA是第三方仿真工具.（2）【run EDA timing analyzer tool 】选项：运行EDA时序分析工具,EDA 是第三方仿真工具.（3）【Programmer 】选项：翻开编程器窗口,以便对Altera 的器件进行下载编程.图2.7Quartus II仿真菜单下拉图2.1.2工具栏工具栏紧邻菜单栏下方,它其实是各菜单功能的快捷按钮组合区.2.8Quartus II菜单栏图图2.9Quartus II菜单栏按键功能图2.1.3功能仿真流程1、新建仿真文件图2.10Quartus II菜单栏新建文件夹图2、功能方正把持在菜单上点processing在下拉菜单中,如下图：图2.11Quartus II菜单栏processing下拉图2.2Verilog HDL语言介2.2.1什么是verilog HDL语言Verilog HDL是一种硬件描述语言,用于从算法级、门级到开关级的多种笼统设计条理的数字系统建模.被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间.数字系统能够按条理描述,并可在相同描述中显式地进行时序建模.Verilog HDL 语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包括响应监控和设计验证方面的时延和波形发生机制.所有这些都使用同一种建模语言.另外,Verilog HDL语言提供了编程语言接口,通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计,包括模拟的具体控制和运行.Verilog HDL语言不单界说了语法,而且对每个语法结构都界说了清晰的模拟、仿真语义.因此,用这种语言编写的模型能够使用Ve rilog仿真器进行验证.语言从C编程语言中继承了多种把持符和结构.Verilog HDL提供了扩展的建模能力,其中许多扩展最初很难理解.可是,Verilog HDL语言的核心子集非常易于学习和使用,这对年夜大都建模应用来说已经足够.固然,完整的硬件描述语言足以对从最复杂的芯片到完整的电子系统进行描述.2.2.2主要功能下面列出的是Verilog硬件描述语言的主要能力：●基本逻辑门,例如and、or和nan d等都内置在语言中.●用户界说原语（UP）创立的灵活性.用户界说的原语既可以是组合逻辑原语,也可以是时序逻辑原语.●开关级基本结构模型,例如pmos和nmos等也被内置在语言中.●提供显式语言结构指定设计中的端口到端口的时延及路径时延和设计的时序检查.●可采纳三种分歧方式或混合方式对设计建模.这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模.●Verilog HDL中有两类数据类型：线网数据类型和寄存器数据类型.线网类型暗示构件间的物理连线,而寄存器类型暗示笼统的数据存储元件.●能够描述条理设计,可使用模块实例结构描述任何条理.●设计的规模可以是任意的；语言分歧毛病设计的规模（年夜小）施加任何限制.●Verilog HDL不再是某些公司的专有语言而是IEEE标准.●人和机器都可阅读Verilog语言,因此它可作为EDA的工具和设计者之间的交互语言.●Verilog HDL语言的描述能力能够通过使用编程语言接口（PLI）机制进一步扩展.PLI是允许外部函数访问Verilog模块内信息、允许设计者与模拟器交互的例程集合.●设计能够在多个条理上加以描述,从开关级、门级、寄存器传送级（RTL）到算法级,包括进程和队列级.●能够使用内置开关级原语在开关级对设计完整建模.●同一语言可用于生成模拟激励和指定测试的验证约束条件,例如输入值的指定.●Verilog HDL能够监控模拟验证的执行,即模拟验证执行过程中设计的值能够被监控和显示.这些值也能够用于与期望值比力,在不匹配的情况下,打印陈说消息.●在行为级描述中,Verilog HDL不单能够在RTL级上进行设计描述,而且能够在体系结构级描述及其算法级行为上进行设计描述.●能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述.●如图显示了Verilog HDL的混合方式建模能力,即在一个设计中每个模块均可以在分歧设计条理上建模.●Verilog HDL还具有内置逻辑函数,例如&（按位与）和|（按位或）.●对高级编程语言结构,例如条件语句、情况语句和循环语句,语言中都可以使用.●可以显式地对并发和按时进行建模.●提供强有力的文件读写能力.●语言在特定情况下是非确定性的,即在分歧的模拟器上模型可以发生分歧的结果；例如,事件队列上的事件顺序在标准中没有界说.图2.12混合设计条理图第三章数字化时钟系统硬件设计3.1系统核心板电路分析本系统采纳的开发平台标配的核心板是QuickSOPC,可以实现EDA、SOP 和DSP的实验及研发.本系统采纳QuickSOPC标准配置为Altera公司的EP1C6Q240C8芯片.（1）核心板的硬件资源核心板采纳4层板精心设计,采纳120针接口.QuickSOPC核心板的硬件原图3.1QuickSOPC硬件方块图（2）FPGA电路核心板QuickSOPC上所用的FPGA为Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240.EP1C6Q240包括有5980个逻辑单位和92Kbit的片上RAM.EP1C6Q240有185个用户I/O口,封装为240-Pin PQFP.核心板EP1C6Q240器件特性如表2-1.表3-1核心EP1C6Q240器件特性：特性核心板EP1C6Q240器件逻辑单位（LE）5980M4K RAM 块20RAM总量（bit）92160PLL(个) 2185最年夜用户I/O数（个）1167216配置二进制文件（.rbf）年夜小（bit）可选串行主动配置器件EPCS1/ EPCS4/ EPCS16（3）配置电路Cyclone FPGA的配置方式包括：主动配置模式、主动配置模式以及JTAG配置模式.本系统采纳的是JTAG配置模式下载配置数据到FPGA.通过JTAG结果,利用Quartus II软件可以直接对FPGA进行独自的硬件重新配置.Quartus II软件在编译时会自动生成用于JTAG配置的.sof文件.Cyclone FPGA设计成的JTAG指令比其他任何器件把持模式的优先级都高,因此JTAG配置可随时进行而不用等候其他配置模式完成.JTAG模式使用4个专门的信号引脚：TDI、TDO、TMS以及TCK.JTAG的3个输入脚TDI、TMS 和TCK具有内部弱上拉,上拉电阻年夜约为25kΩ.在JGTA进行配置的时候,所有用户I/O扣都为高阻态.（4）时钟电路FPGA内部没振荡电路,使用有源晶振是比力理想的选择.EP1C6Q240C8的输入的时钟频率范围为15.625~387MHz,经过内部的PLL电路后可输出15.625~275MHz的系统时钟.当输入时钟频率较低时,可以使用FPGA的内部PLL 调整FPGA所需的系统时钟,使系统运行速度更快.核心板包括一个48MHz的有源晶振作为系统的时钟源.如图2-2所示.为了获得一个稳定、精确的时钟频率,有源晶振的供电电源经过了LC滤波.本系统硬件整体设计框图如图2-3所示：图3.2数字时钟系统硬件电路总体框图3.2系统主板电路分析3.2.1时钟模块电路FPGA内部没振荡电路,使用有源晶振是比力理想的选择.EP1C6Q240C8的输入的时钟频率范围为15.625~387MHz,经过内部的PLL电路后可输出15.625~275MHz的系统时钟.当输入时钟频率较低时,可以使用FPGA的内部PLL 调整FPGA所需的系统时钟,使系统运行速度更快.核心板包括一个50MHz的有源晶振作为系统的时钟源.为了获得一个稳定、精确的时钟频率,有源晶振的供电电源经过了LC滤波.图3.3系统时钟电路图3.2.2显示电路由于本设计需要显示时间信息包括：时、分、秒,显所以采纳主板上七段数码管显示电路与系统连接实现显示模块的功能.主板上七段数码管显示电路如图2-4 所示,RP4和 RP6 是段码上的限流电阻,位码由于电流较年夜,采纳了三极管驱动.图3.4七段数码管显示电路图数码管 LED显示是工程项目中使用较广的一种输出显示器件.罕见的数管有共阴和共阳 2 种.共阴数码管是将 8 个发光二极管的阴极连接在一起作为公共端,而共阳数码管是将 8 个发光二极管的阳极连接在一起作为公共端.公共端常被称作位码,而将其他的 8 位称作段码.如图 2-5所示为共阳数码管及其电路,数码管有 8 个段分别为：h、g、f、e、d、c、b 和a（h 为小数点） ,只要公共端为高电平“1” ,某个段输出低电平“0”则相应的段就亮.图3.5七段数码管显示电路图从电路可以看出,数码管是共阳的,当位码驱动信号为 0时,对应的数码管才华把持；当段码驱动信号为 0 时,对应的段码点亮.3.2.3键盘控制电路键盘控制电路要实现时钟系统调时的功能和闹铃开关的功能.本设计采纳主板上的自力键盘来实现这两个功能.当键盘被按下是为“0”,未被按下是为“1”.电路连接图如图2-6所示.电路中为了防止FPGA的I/O设为输出且为高电平在按键下直接对地短路,电阻RP9、RP10对此都能起到呵护作用.图3.6 键盘电路图3.2.4蜂鸣电路设计如图2-7所示,蜂鸣器使用 PNP三极管进行驱动控制,蜂鸣器使用的是交流蜂鸣器.当在BEEP输入一定频率的脉冲时,蜂鸣器蜂鸣,改变输入频率可以改变蜂鸣器的响声.因此可以利用一个PWM 来控制BEEP,通过改变PWM 的频率来获得分歧的声响,也可以用来播放音乐.若把 JP7断开,Q4 截止,蜂鸣器停止蜂鸣.图3.7蜂鸣电路图第四章数字化时钟系统软件设计4.1整体方案介绍4.1.1整体设计描述设计中的数字时钟,带有按键校准,定点报时,数码管显示等功能.因此数字时钟所包括的模块可分为,分频模块,按键模块,计时校准模块,闹钟模块,LED显示模块,模块之间的关系下图：图4.1整体模块框图针对框图流程,设定出各个模块的需求：1、分频电路：针对计时器模块与闹钟设定模块的需求,可以知道分频模块需要生成一个1Hz的频率信号,确保计时模块可以正常计数.2、计时器模块：计数模块的作用是收到分频模块1Hz频率的信号线,能进行正确计时,而且可以通过按键进行时间的修改,且当整点时,给蜂鸣器发生使能信号,进行整点报时,播放音乐.3、闹钟设定模块：可根据按键的设定闹钟的时间,当计时模块的时间与闹钟设定模块的时间相等的时候,给蜂鸣器一个使能信号,蜂鸣器闹铃..4、蜂鸣器模块：根据计时模块,闹钟模块给出的使能信号,判定蜂鸣器是整点报时,还是闹钟响铃.整点报时会播放音乐,闹钟时嘀嘀嘀报警.5、LED显示模块：根据实际的需求显示计时模块的时间,还是闹钟设定模块的时间,8个七段码LED数码管,进行扫描方式显示数据.4.1.2整体信号界说对整个模块进行信号界说.接口及寄存器界说module clock(clk,key,dig,seg,beep);// 模块名 clockinput clk; // 输入时钟input [4:0] key; //输入按键,key[3:0]分别为秒,分钟,小时的增加按键.Key[4]为闹钟设置按键,key[5]为校准设置按键.output [7:0] dig; // 数码管选择输出引脚 aoutput [7:0] seg; // 数码管段输出引脚output beep; //蜂鸣器输出端reg [7:0] seg_r = 8'h0; //界说数码管输出寄存器reg [7:0] dig_r; //界说数码管选择输出寄存器reg [3:0] disp_dat; // 界说显示数据寄存器reg [8:0] count1; //界说计数寄存器reg [14:0] count; //界说计数中间寄存器reg [23:0] hour = 24'h235956; // 界说现在时刻寄存器reg [23:0] clktime = 24'h000000; //界说设定闹钟reg [1:0] keyen = 2'b11; // 界说标识表记标帜位reg [4:0] dout1 = 5'b11111;reg [4:0] dout2 = 5'b11111;reg [4:0] dout3 = 5'b11111; // 寄存器wire [4:0] key_done; // 按键消抖输出reg [15:0] beep_count = 16'h0; //蜂鸣器寄存器reg [15:0] beep_count_end = 16'hffff; //蜂鸣器截止寄存器reg clktime_en = 1'b1; //闹钟使能寄存器reg sec ; //1秒时钟reg clk1; //1ms时钟reg beep_r; //寄存器wire beepen; //闹钟使能信号4.1.3模块框图通过quartus II的creat symble for current file功能生成框图如下：图4.2生成的符号图分频模块实现,计数电路所需时钟信号为1HZ,而系统时钟为48MHZ,所以要对系统时钟进行分频以来满足电路的需要.4.2分频模块实现4.2.1分频模块描述对分频模块,关键是生成个1Hz的时钟信号.考虑到仿真的需要,模块中间生成1个1kHz的时钟信号.1Hz的信号的发生用来发生时钟的秒脉冲,框图如下图4.2：图4.3分频模块图4.2.2分频模块设计本系统法式设计时钟的准确与否主要取决于秒脉冲的精确度.为了保证计时准确,我们对系统时钟48MHz进行了48000分频生成1kHz信号clk1,在通过1kHz信号,生成1Hz信号clk.//1ms信号发生部份always @(posedge clk) // 界说 clock 上升沿触发begincount = count + 1'b1;if(count == 15'd24000) //0.5mS到了吗？begincount = 15'd0; //计数器清零clk1 = ~clk1; //置位秒标识表记标帜endend//秒信号发生部份always @(posedge clk1) // 界说 clock 上升沿触发begincount1 = count1 + 1'b1;if(count1 == 9'd500) //0.5S到了吗？begincount1 = 9'd0; //计数器清零sec = ~sec; //置位秒标识表记标帜endEnd4.2.3分频模块仿真通过设置功能仿真,检查代码的正确性5仿真结果图4.4分频模块波形仿真图右上图可以知道,计数寄存器count累加到23999时,重新酿成0,共计数了24000个值.触发clk1跳变,使得count1加一,count1累加到499的时候,下一个数据为0,共技术500个值.所以,sec信号的频率为1Hz,满足设计要求.5.1计时模块实现5.1.1计时模块描述与实现计时模块是采纳16进制来实现的,将hour[23,0]界说为其时分秒,其中hour[3,0]为其秒钟上的个位数值,hour[4,7]为其秒钟上的十位数值,以此类推分钟、时钟的个位和十位.当clk脉冲过来时,秒个位hour[3,0]便开始加1,当加到9时,秒十位加1,与此同时秒个位清零,继续加1.当秒十位hour[7,4]为5秒个位为9时（即59秒）,分个位hour[11,8]加1,与此同时秒个位和秒十位都清零.以此类推,当分十位hour[15,12]为5和分个位为9时（即59分）,时个位加1,与此同时分个位hour[19,16]和分十位都清零.那时分十位[23,20]为2和分个位为4,全部清零,开始重新计时.从功能上讲分别为模60计数器,模60计数器和模24计数器.//时间计算及校准部份always @(negedge sec)//计时处置beginhour[3:0] = hour[3:0] + 1'b1;//秒加 1if(hour[3:0] >= 4'ha)//加到10,复位beginhour[3:0] = 4'h0;hour[7:4] = hour[7:4] + 1'b1;// 秒的十位加一if(hour[7:4] >= 4'h6)//加到6,复位beginhour[7:4] = 4'h0;hour[11:8] = hour[11:8] + 1'b1;//分个位加一if(hour[11:8] >= 4'ha)//加到10,复位beginhour[11:8] = 4'h0;hour[15:12] = hour[15:12] + 1'b1;//分十位加一if(hour[15:12] >= 4'h6)//加到6,复位beginhour[15:12] = 4'h0;hour[19:16] = hour[19:16] + 1'b1;//时个位加一if(hour[19:16] >= 4'ha)//加到10,复位beginhour[19:16] = 4'h0;hour[23:20] = hour[23:20] + 1'b1;//时十位加一endif(hour[23:16] >= 8'h24)//加到24,复位hour[23:16] = 8'h0;endendendendendend5.1.2计时模块仿真对计时模块进行仿真,记录仿真波形图4.5计时模块仿真图由上图可见,当sec信号下降沿跳变时,hour寄出去会加1,也就相当于跳了一秒钟时间.当hour的时间为235959是,下一个计数器的值为000000,hour寄存器归零,相当于三更0点的时刻.仿真的结果达到预期,通过.5.2按键处置模块实现5.2.1按键处置模块描述框图如下图4.4：图4.6按键控制功能图模块讲计时部份和时间调整部份整合到一起,正常态的时候,时间正常运行,当key[5]被按下时,进入时间校准,可以通过key[2:0]三个键,分别对秒,分,时进行加1把持,从而进行时间校准.当key[3]被按下时,进入闹钟设定,可以通过key[2:0]三个键,分别对秒,分,时进行加1把持,从而进行闹钟的设定.图4.7按键模块仿真图通过按键key进行仿真控制,可以发现clktime会随着按键的按下,分别有时钟,分钟秒钟加1,仿真结果满足设计要求.5.2.2按键去抖处置模块设计按键模块实现去抖处置,及乒乓按键设计,确保后面的计时模块与闹钟模块的功能实现.assign key_done = key|dout3; // 按键消抖输出always @(posedge count1[5]) //按键去噪声begindout1 <= key;dout2 <= dout1;dout3 <= dout2; //连续赋值endalways @(negedge key_done[4])beginkeyen[1] = ~keyen[1]; //校准按键转换乒乓按键endalways @(negedge key_done[3])beginkeyen[0] = ~keyen[0]; //按时按键转换乒乓按键End5.2.3按键模块去抖仿真对按键去颤动仿真,同样才用功能仿真方式,这里不再重复设置与把持,如同上面的分频模块进行设置并进行仿真.Key寄存器为输入按键,初始化电路为高电平,当有按键按下去的时候,酿成低电平.因此改变key的值,观察仿真结果是否正确.功能仿真,记录仿真结果,如下图：图4.8按键模块仿真图通过上图可以知道,key_done会随着key的变动而发生相应的变动,并有消除噪声的作用,功能仿真正确,达到设计目的.5.3闹钟模块实现5.3.1闹钟模块设计本设计中,判断闹铃时间到,是通过判按时钟系统实时时间的时钟与分钟是否分别即是设定的闹铃时间的时钟、分钟、秒钟.那时间（hour[23:0]）即是设定的闹钟时间（clktime[23:0]）时,闹钟触发时,播放嘀嘀嘀报警声,闹钟会响10秒的时间(clktime[23:0]+10 >=hour[23:0]).正常情况下,闹铃时间到会进行为时1分钟的蜂鸣报时,可以通过按下闹钟按键key[3]使其停止.当闹铃设置为整点是,会先进行整点报时,然后进入闹铃.图4.9闹钟控制键功能图5.3.2闹钟设定模块仿真图4.10闹钟模块仿真图通过按键key进行仿真控制,可以发现clktime会随着按键的按下,分别有时钟,分钟秒钟加1,仿真结果满足设计要求.5.4蜂鸣器模块实现5.4.1蜂鸣器模块描述蜂鸣器模块负责整点报时,和闹铃的时候进行作声的作用.整点报时的时候,播放音乐,10秒音乐播报完后停止整点报时.闹钟触发时,播放嘀嘀嘀报警声.当闹铃设置为整点是,会先进行整点报时,然后进入闹铃.当闹钟设定键被按下,响起的蜂鸣声会被屏蔽.模块框图如下图4.9：5.4.2蜂鸣器模块实现//蜂鸣器的计数按时器always@(posedge clk)。

摘要本设计主要设计了一个基于AT89C51单片机的电子时钟。

并在数码管上显示相应的时间。

并通过一个控制键用来实现时间的调节和是否进入省电模式的转换。

应用Proteus的ISIS软件实现了单片机电子时钟系统的设计与仿真.该方法仿真效果真实、准确，节省了硬件资源.同时单片机以AT89C51为核心元件采用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; LED液晶显示器Digital clock systemAbstractThe system uses MCU with time， the school features such as the digital clock， SCM AT89C51 is also used as the core components of the LED digital display dynamic display ”when” and "poin ts” and "seconds" of the modern time device 。

Compared with the traditional mechanical watches, it has a precise path that intuitive, and other characteristics。

In addition a school function， stopwatch function， and the timer function to achieve MCU use of the digital clock with programming flexibility to facilitate the expansion of functional advantages。

多功能电子时钟毕业论文设计目录摘要 ................................................... 错误!未定义书签。

Abstract ................................................. 错误!未定义书签。

绪论 .. (1)1. 多功能电子时钟研究的背景和意义 (1)2. 电子时钟的功能 (2)第一章电子时钟设计方案分析 (3)1.1 FPGA设计方案 (3)1.2 单片机设计方案 (3)第二章基于单片机的电子时钟硬件设计 (5)2.1 主要IC芯片选择 (5)2.1.1 微处理器选择 (5)2.1.2 时钟芯片选择 (6)2.1.2.1 DS1302简介及引脚说明 (7)2.1.2.2DS1302的控制字和读写时序说明 (8)2.1.2.3DS1302的片寄存器 (10)2.2 电子时钟硬件电路设计 (12)2.2.1 时钟电路设计 (13)2.2.2 显示电路设计 (14)2.2.3 按键电路设计 (15)2.2.4 闹铃电路设计 (17)2.2.5 复位电路设计 (18)第三章电子时钟软件设计 (20)3.1 主程序设计 (20)3.2 子程序设计 (21)3.2.1日历子程序设计 (21)3.2.2 显示子程序设计 (21)3.2.3 键盘扫描子程序 (22)3.2.4 闹铃子程序设计 (22)第四章系统调试 (26)4.1 硬件调试 (27)4.1.1 单片机基础电路调试 (27)4.1.2 显示电路调试 (28)4.1.3 DS1302电路调试 (30)4.1.4 按键电路调试 (31)4.2 软件调试 (32)4.2.1 键盘子程序调试 (32)4.2.2 时钟日历子程序调试 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录一程序 (35)附录二多功能电子时钟元器件一览表 (60)附录三多功能电子时钟硬件原理图 (61)致谢 (63)绪论时间是人类生活必不可少的重要元素，如果没有时间的概念，社会将不会有所发展和进步。