LED电子时钟课程设计
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led电子表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解LED电子表的基本原理,掌握其电路组成及功能。
2. 学生能描述LED电子表显示原理,了解数字显示方式及驱动方法。
3. 学生能了解时钟芯片的工作原理,掌握时间设定与读取方法。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建简单的LED电子表电路。
2. 学生能通过编程,实现LED电子表的显示功能和时间设定。
3. 学生能掌握基本的电路调试方法,解决搭建过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子制作的兴趣,激发创新意识和动手实践能力。
2. 培养学生团队协作精神,提高沟通与协作能力。
3. 培养学生关注科技发展,了解电子技术在日常生活中的应用,增强社会责任感。
课程性质:本课程为实践性课程,结合理论教学,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具备一定的物理知识和电子制作基础,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:教师应引导学生主动探究,注重理论与实践相结合,关注个体差异,鼓励学生提出问题、解决问题。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. LED电子表原理及电路组成- 介绍LED的基本原理- 讲解时钟芯片的工作原理与功能- 分析LED电子表的电路组成及各部分作用2. LED电子表显示原理与编程- 数字显示方式及动态扫描方法- 编程实现LED显示功能- 介绍时钟芯片的接口与编程方法3. LED电子表的搭建与调试- 设计并搭建LED电子表电路- 编程实现时间显示与设定- 电路调试及故障排查4. 教学内容安排与进度- 第一课时:LED电子表原理及电路组成- 第二课时:LED电子表显示原理与编程- 第三课时:LED电子表的搭建与调试5. 教材章节及内容列举- 第六章《数字电路》:LED基本原理、时钟芯片工作原理- 第七章《电子制作》:LED电子表的电路组成、编程与搭建教学内容注重科学性和系统性,结合课程目标,确保学生能够掌握LED电子表的基本原理和制作方法。
led电子钟课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电子钟的基本原理,了解LED显示技术;2. 使学生了解数字电路基础知识,理解计数器、时钟信号等概念;3. 引导学生掌握电子元器件的识别与使用,了解电路图的阅读与绘制。
技能目标:1. 培养学生动手搭建简单电子电路的能力,学会使用面包板进行电路连接;2. 培养学生运用所学知识,设计并制作一个具有基本功能的LED电子钟;3. 培养学生通过团队协作,解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养其探索精神和创新意识;2. 培养学生养成良好的学习习惯,严谨的科学态度,提高其自我管理和团队协作能力;3. 增强学生的环保意识,使其关注电子产品对环境的影响,倡导绿色环保。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程以实践性、综合性、创新性为特点,结合学生年龄特点和知识水平,以培养学生的学习兴趣、动手能力和团队协作精神为核心。
课程目标分解为具体学习成果,如:学生能够独立完成电路连接,制作出具有基本功能的LED电子钟;能够在团队合作中发挥个人特长,共同解决实际问题等。
后续教学设计和评估将以此为基础,确保课程目标的实现。
二、教学内容本章节教学内容围绕LED电子钟的设计与制作展开,主要包括以下几部分:1. 电子钟基本原理:讲解时钟信号、计数器、分频器等基本概念,使学生了解电子钟的工作原理。
2. 数字电路基础知识:介绍与门、非门、触发器等基本数字电路的工作原理和应用。
3. 电子元器件识别与使用:学习常见电子元器件(如电阻、电容、二极管、三极管等)的识别及使用方法。
4. 电路图阅读与绘制:培养学生阅读电路图的能力,学会使用电路图绘制工具。
5. LED显示技术:介绍LED显示原理,了解数码管、点阵屏等LED显示器件。
6. 电路设计与搭建:学习面包板的使用,指导学生动手搭建LED电子钟电路。
7. 程序设计与调试:运用编程软件,编写控制程序,实现电子钟的基本功能。
电子时钟课程设计论文一、课程目标知识目标:1. 学生理解电子时钟的基本工作原理,掌握电子时钟的组成及各部分功能。
2. 学生学会读取和设置电子时钟的时间,了解电子时钟的时间计算方法。
3. 学生掌握电子时钟的调整和设置方法,了解电子时钟的常见故障及其解决方法。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,独立完成电子时钟的组装和调试。
2. 学生能够通过观察、分析,解决电子时钟使用过程中遇到的问题。
3. 学生能够运用电子时钟相关知识,设计并制作简单的电子时钟。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学生探索科学技术的热情。
2. 培养学生合作学习的意识,提高学生的团队协作能力。
3. 培养学生珍惜时间、合理安排时间的观念,引导学生树立正确的时间价值观。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,旨在通过电子时钟的制作与调试,帮助学生掌握电子技术基础知识,提高学生的动手实践能力。
学生特点:五年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢探索和实践。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践,培养学生解决问题的能力和创新意识。
通过课程目标的具体分解,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电子时钟基础知识- 电子时钟的组成与工作原理- 电子时钟的显示器件(如LED、LCD等)- 电子时钟的时间计算方法2. 电子时钟的组装与调试- 元器件的认识与选用- 电路图的识读与连接- 电子时钟的组装过程- 电子时钟的调试与故障排除3. 电子时钟的使用与维护- 电子时钟的设置与调整方法- 常见故障现象及解决方法- 电子时钟的保养与维护教学大纲:第一课时:电子时钟基础知识- 介绍电子时钟的组成、工作原理- 讲解电子时钟的显示器件及特点第二课时:电子时钟的组装与调试- 认识元器件,学会选用- 识读电路图,进行电路连接- 组装电子时钟,进行初步调试第三课时:电子时钟的使用与维护- 学习电子时钟的设置与调整方法- 掌握常见故障的解决方法- 了解电子时钟的保养与维护方法教学内容依据课程目标,结合教材章节进行组织,保证科学性和系统性。
led数字时钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字时钟的基本原理,掌握LED显示数字的基本方法。
2. 学生能够运用所学知识,分析并设计简单的LED数字时钟电路。
3. 学生了解时钟时间的表达方式,掌握时、分、秒的概念及其相互关系。
技能目标:1. 学生能够独立完成LED数字时钟的组装和调试,培养动手操作能力。
2. 学生通过实际操作,提高问题解决能力和团队协作能力。
3. 学生能够运用所学知识,设计并制作具有创意的LED数字时钟。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对电子技术的兴趣和爱好,激发创新精神。
2. 学生通过团队协作,培养沟通能力、分享意识和集体荣誉感。
3. 学生认识到科技在生活中的应用,增强社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为实践性课程,结合电子技术与实际操作,让学生在动手实践中掌握知识,提高技能。
学生特点:本年级学生具有较强的求知欲和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,但部分学生对电子技术知识掌握不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性和主动性,培养其创新思维和实际操作能力。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均有所收获。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字时钟原理:介绍时钟的基本构成,包括时钟芯片、LED显示模块、电源模块等,讲解时、分、秒的概念及其在数字时钟中的应用。
相关教材章节:第三章《数字电路基础》第2节《时序逻辑电路》。
2. LED显示技术:学习LED显示原理,掌握LED数码管的连接方式和使用方法,以及如何通过编程控制LED显示数字。
相关教材章节:第四章《数字电路应用》第1节《显示技术》。
3. 电路设计与组装:学习如何设计简单的LED数字时钟电路,包括电路图绘制、元器件选型、电路板焊接等。
相关教材章节:第五章《电子电路设计与实践》。
4. 编程与调试:学习如何编写程序控制数字时钟,掌握基本的编程方法,对组装好的LED数字时钟进行调试。
电子时钟led显示课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解电子时钟的基本原理,掌握LED显示技术的应用。
2. 使学生理解电子时钟的数字显示方法,学会读取和编写简单的时钟程序。
3. 让学生掌握电子时钟设计中涉及的数学知识,如时间的计算和转换。
技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够正确连接电子时钟的电路,并完成LED显示。
2. 培养学生编程思维,学会使用编程软件编写简单的时钟程序。
3. 提高学生团队协作能力,通过小组合作完成电子时钟的设计和制作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生积极探索科学知识的精神,增强对电子技术的兴趣。
2. 培养学生认真细致、勤奋刻苦的学习态度,养成良好的学习习惯。
3. 培养学生环保意识,了解电子产品对环境的影响,学会回收和利用废旧材料。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实践操作,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具备一定的数学基础和逻辑思维能力,对新鲜事物充满好奇,具备一定的合作意识。
教学要求:结合学生特点,注重理论知识与实践操作的相结合,激发学生的兴趣和积极性,提高学生的动手能力和创新能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成电子时钟的设计和制作,达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 电子时钟原理:介绍电子时钟的基本工作原理,包括时钟芯片、振荡器、计数器等组成部分,以及它们如何协同工作。
- 教材章节:第三章《电子时钟的基础知识》2. LED显示技术:讲解LED的发光原理,LED显示器的结构和显示方法,以及如何与电子时钟结合使用。
- 教材章节:第四章《LED显示技术与应用》3. 数字显示方法:学习电子时钟中数字显示的常见方式,如动态扫描、静态显示等,并实践编写简单的显示程序。
- 教材章节:第五章《数字显示与编程》4. 电路连接与编程:指导学生进行电子时钟的电路连接,学习编程软件的使用,编写和调试时钟程序。
- 教材章节:第六章《电子时钟的设计与制作》5. 实践操作:组织学生进行小组合作,动手设计和制作一个简易的电子时钟,实现时、分、秒的显示功能。
led电子钟课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解LED电子钟的基本原理,掌握电子时钟的基本组成部分及其功能。
2. 学生能描述数字电路基础知识,了解计数器、时钟振荡器等电路的工作原理。
3. 学生能运用所学知识,分析并解释LED电子时钟显示时间的原理。
技能目标:1. 学生能够正确使用万用表、焊接工具等实验器材,进行电子元件的测量和焊接。
2. 学生能够设计简单的LED电子钟电路图,并进行电路搭建。
3. 学生能够通过编程或使用现成的电路模块,实现LED电子钟的基本功能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对于电子科学的兴趣,激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生团队协作能力,学会在合作中共同解决问题,培养集体荣誉感。
3. 强化学生的环保意识,教育学生在设计和制作过程中注意资源的节约和环境的保护。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过实践操作,使学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践能力和创新能力。
课程目标具体明确,以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电子时钟基础知识:介绍电子时钟的基本原理、组成部分及其功能,对应教材中数字电路基础章节。
- 电子元件:电阻、电容、二极管、三极管等;- 数字电路:门电路、触发器、计数器等;- 时钟振荡器:晶振、时钟脉冲信号等。
2. LED电子钟电路设计:学习设计LED电子钟电路图,并进行电路搭建,对应教材中电子时钟设计与应用章节。
- 电路图绘制:学习如何使用电路设计软件绘制电路图;- 电路搭建:学习如何选用合适的电子元件,搭建电子钟电路;- 程序编写:学习编程实现LED电子钟的基本功能。
3. 实践操作与调试:动手实践,对LED电子钟进行组装、焊接、调试,对应教材中实践操作与调试章节。
- 电路组装:按照电路图进行电子元件的安装;- 焊接技术:学习焊接技巧,完成电路的焊接;- 调试过程:学习调试方法,确保LED电子钟正常运行。
数字电子钟的组装与调试一、课程设计的目的1. 熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用;2. 熟悉中规模集成电路译码器的功能及应用;3. 熟悉LED数码管及其驱动电路的工作原理。
4. 初步学会综合安装调试的方法。
二、课程设计的要求1. 设计的数字钟能直接显示“时”,“分”,“秒”,并以24小时为一计时周期;2. 当电路发生走时误差时,要求电路具有校时功能。
三、实验仪器和器材1. 面包板250x300mm 1块2. 74LS 163 同步四位二进制计数器2片3. 74LS 160 同步十进制计数器1片4. 74LS 90 异步二-五-十进制计数器2+6片5. 74LS 00 四、2输入与非门1片6. 74LS 04 六反相器1片7. 74LS 112 双J-K触发器1片8. 74LS 48 BCD七段译码驱动器6片9. 数码管七段共阴极数码管6片10. CD 4060 14二进制串行计数/分频器1片11. 74LS 175 4D触发器1片12. 石英晶体32 768 Hz 1片13. 数字电路实验箱TPE-D 1台14. 电阻10K 4只15. 点动开关2只16. 可变电容3/40PF 1只17. 电阻22M 2只18. 电容22PF 1只四、工作原理数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路。
数字钟的原理框图如图1所示。
石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
“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”的显示由两级计数器和译码器组成的60进制计数电路实现;“分”的显示电路与“秒”相同,“时”的显示由两级计数器和译码器组成的24进制计数电路来实现。
所有计时结果由六位数码管显示。
以上组成部分现分别介绍如下:1. 石英晶体振荡器振荡器是电子钟的核心,用它产生标准频率信号,再由分频器分成“秒”时间脉冲。
数字电子钟课程设计报告数字电子钟课程设计报告一、选题背景数字电子钟是一种普及程度很高的电子产品,其在日常生活中的重要性不言而喻。
在学习数字电路的过程中,数字电子钟是一个非常典型的应用案例,可以帮助学生更好地理解数字电路的原理和应用。
二、课程设计目标本课程设计的主要目标是:1. 学生能够掌握数字电子钟的基本原理和电路结构2. 学生能够自主设计并构建数字电子钟电路3. 学生能够理解数字电子钟在实际生活中的应用,并且能够从中感受到数字电路技术的魅力三、课程设计内容1. 理论学习本课程将首先讲解数字电子钟的基本原理和电路结构,包括时钟芯片的选用、时钟电路的设计、数字显示电路的设计等方面。
通过理论学习,学生可以对数字电子钟的工作原理和电路结构有一个全面的了解。
2. 实验设计接下来,本课程将进行实验设计,学生将分小组独立完成数字电子钟的设计和构建。
实验设计的过程中,学生需要针对不同的实验条件和实验要求,自行设计和调整电路结构,并通过实验验证电路的正确性和稳定性。
3. 总结与展示在实验完成后,学生将汇报课程设计成果,并且进行总结和反思。
学生需要重点总结电路设计过程中遇到的问题和解决方法,以及从实践中收获到的重要体验。
通过总结和反思,学生能够更加深入地理解电路设计和数字电路技术的重要性,并且在今后的学习和实践中能够更好地运用数字电路技术。
四、课程设计要点在本课程设计的过程中,需要重点关注以下要点:1. 实验设计过程中,要求学生充分考虑电路的实用性和稳定性,保证设计方案的可行性;2. 实验完成后,学生需将电路仿真结果量化分析和实验结果验收结合进行总结,分析总结即造福于以后自己的项目和竞赛等;3. 在课程过程中,老师需要及时对学生进行指导和鼓励,引导学生积极探索和创新,激发学生的学习兴趣和创造力;4. 课程设计要求学生具备一定的电子技术基础,具体的要求可以根据学生的实际情况制定。
五、课程实施方案课程设计分为三个阶段:理论学习阶段、实验设计阶段和总结与展示阶段。
多功能电子钟的设计与实现课程设计说明多功能电子钟的设计与实现摘要电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化,拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点,被广泛应用于生活和工作当中。
另外,在生活和体育赛场中,也常常需要跑秒,这就需要电子时钟具有多功能性。
本设计主要为实现一款可正常显示时钟,带有定时闹铃,跑秒的多功能电子时钟。
本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析,最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。
本设计应用AT89C51芯片作为核心,利用74LS164作为串入并出的寄存器,7位LED数码管显示,并且设置按键来对分秒小时闹铃等进行校对。
这种实现方法的优点是电路简单,性能可靠,实时性好,时间精度高,操作简单,编程容易。
该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中,也可通过改装,提高性能,增加新功能,从而给人们的生活和工作带来更多的方便。
关键词:电子时钟;AT89C51;74LS164;LED;The Design with Investigation of the Multi-function Electron ClockAbstractElectronic clock is the use of electronic technology will be an electronic clock, digital, with the clock precision, small size and friendly interface, scalable performance, and other characteristics, are widely used to live and work. In addition, in the field of sports and life, often need to run second, which requires electronic clock with versatility.The main design for the realization of this can be a normal clock display, from time to time with alarm, running the second multi-function electronic clock.This article on the current development of the electronic clock means were compared and analyzed to determine the ultimate use of a single chip multifunctional electronic clock technology. AT89C51 chip design of this application as the core, to use as a 74LS164 and a string into the register, 7 LED digital display and button set up to every minute of the hour for alarm, and other proof-reading. This method has the advantage of a simple circuit, reliable and real-time, high-accuracy time, simple, easy to program.The electronic clock can be applied to general life and work, can also be modified to improve performance, add new functions to the people living and working more convenient.Key words: Electronic clock; AT89C51; 74LS164; LED;目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................................... I I 第一章引言 . (5)1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 (5)1.2 电子时钟的功能 (6)第二章电子时钟设计方案分析 (7)第三章基于单片机的电子时钟硬件设计 (8)3.1 主要IC芯片选择 (8)3.1.1微处理器的选择 (8)3.1.2寄存器的选择 (11)3.1.3显示器件的选择 (12)3.1.4看门狗器件的选择 (14)3.2 电子时钟硬件电路设计 (14)3.2.1 显示电路 (15)3.2.2 按键电路设计 (15)3.2.3 闹铃电路设计 (17)3.2.4 复位电路设计 (18)第四章电子时钟软件设计 (20)4.1 主程序设计 (20)4.2 子程序设计 (21)4.2.1 显示子程序设计 (21)4.2.2 键盘扫描子程序 (21)4.2.3闹铃子程序设计 (23)4.2.4跑秒子程序设计 (23)第五章系统调试 (24)5.1 硬件调试 (24)5.1.1 单片机基础电路调试 (24)5.1.2 显示电路调试 (25)5.2 软件调试 (27)结论 (28)参考文献 (29)附录A 程序............................................................................................................................... 附录B 多功能电子时钟硬件电路图......................................................................................... 致谢 .. (30)第一章引言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。
电子时钟课程设计51一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电子时钟的工作原理和设计方法。
通过本课程的学习,学生将能够:1.知识目标:理解电子时钟的基本构成,包括时钟芯片、显示器、按键等;掌握电子时钟的编程方法,包括定时器、中断、I/O口控制等。
2.技能目标:能够独立完成电子时钟的电路设计,包括元器件的选择、电路连接等;能够使用编程语言进行电子时钟的编程,实现基本功能。
3.情感态度价值观目标:培养学生的创新意识和团队合作精神,提高学生对电子科技的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.电子时钟的基本构成和工作原理;2.电子时钟的编程方法,包括定时器、中断、I/O口控制等;3.电子时钟的电路设计,包括元器件的选择、电路连接等;4.电子时钟的实际应用案例分析。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解电子时钟的基本原理和编程方法;2.讨论法:引导学生进行思考和讨论,提高学生的理解能力;3.案例分析法:分析电子时钟的实际应用案例,帮助学生了解电子时钟的应用场景;4.实验法:让学生动手设计电子时钟电路,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:电子时钟设计的相关教材,用于引导学生学习;2.参考书:提供电子时钟设计的详细资料,帮助学生深入理解;3.多媒体资料:包括电子时钟的设计视频、图片等,丰富学生的学习体验;4.实验设备:提供电子时钟设计所需的电路板、元器件等,让学生动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,占总评的30%;2.作业:评估学生完成的作业质量,包括电路设计、编程等,占总评的30%;3.考试:进行一次电子时钟设计相关的考试,评估学生的知识掌握程度,占总评的40%。
六、教学安排本课程的教学安排如下:1.教学进度:共10次课,每次课2小时;2.教学时间:每周六上午9:00-11:00;3.教学地点:学校实验室。
****学院课程设计课程名称:智能仪器题目:LED电子时钟设计专业班次:姓名:学号:指导教师:****老师学期:日期:目录前言 0第一章任务设计及原理 (1)1.1课题内容 (1)1.2设计任务和要求 (1)1.3 LED动态显示的原理: (1)1.4设计内容 (2)第二章设计总体方案论证 (3)2.1 LED显示电子时钟设计思路 (3)2.2 时钟系统方案论证 (3)2.2.1 单片机的选择 (3)2.2.2 显示系统方案比较 (3)2.2.3 键盘控制方案的选择 (3)2.3 元件清单,电子钟元件清单如表1所示: (4)第三章系统硬件设计 (5)3.1 单片机控制系统 (5)3.2 各部分功能的实现 (5)3.2.1 控制部分(AT89C51) (5)3.2.2 DS1302时钟芯片 (5)3.2.3 单片机最小系统 (5)3.2.4 键盘控制系统的设计 (7)3.2.5 LED显示电路 (7)第四章系统软件设计 (8)4.1 软件主要完成功能 (8)4.2 程序设计 (8)4.3 软件设计的主要流程 (8)4.3.1 系统总的流程图 (8)4.3.2 地址分配如下: (10)4.3.3 I/O口: (11)4.3.4 程序编写: (11)4.3.5 误差分析 (20)第五章仿真演示 (21)第六章设计总结 (23)参考文献 (24)前言1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速发展起来。
现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒分钟进一,满六十分小时进一,满二十四小时小时清零。
从而达到计时的功能,是人民日常生活不可缺少的工具。
20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售,价格便宜、使用也方便,但鉴于数字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分,因此进行数字钟的设计是必要的,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
单片机数字时钟就是其中的一款设计。
它具有编程灵活,便于电子钟功能的扩充,即可用该电子钟发出各种控制信号,精确度高等特点,同时可以用该电子钟发出各种控制信号。
单片机数字钟是单片机为核心。
时钟,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。
数字电子钟的设计方法有多种,其中,利用单片机实现的电子钟具有编程灵活,便于电子钟功能的扩充,即可用该电子钟发出各种控制信号,精确度高等特点,同时可以用该电子钟发出各种控制信号。
本设计主要介绍单片机内部的定时\计数器来实现电子时钟的方法,本设计由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心,铺以必要的电路,构成一个单片机电子时钟。
第一章任务设计及原理1.1课题内容LED电子时钟设计1.2设计任务和要求(1)利用单片机AT89C51和7段LED数码管设计一个数字时钟;(2)在6位数码管上显示当前时间。
显示格式“时时分分秒秒”。
(3)在6位数码管上显示当前日期。
显示格式“年年(后两位)月月日日”。
用按键在时间显示和日期显示之间切换。
(4)实现年月日,时分秒的调整。
1.3 LED动态显示的原理数码管的动态显示利用视觉暂留作用,使得人眼看到的是静态的不变的显示,视觉暂留时间约为0.01秒,因而每次显示的时间间距要比较短。
首先P0口向LED显示器数据端口发送第一个8位数据。
此时只有一位低电平而其他口都为高电平,因此只有LED数码管显示该数码,让其显示1ms。
再可以发送第二个数据,同时应使其对应的位码为低电平且保证其他位为高电平。
依次类推,对各显示器进行扫描,显示器分时轮流工作。
虽然买此只有一个显示器显示,但由于人的视觉暂留现象我们仍会感觉所有的显示器都在同时显示。
它的优点是硬件电路简单,占用较少的I/O口,但其传送速度相对较慢。
采用此方法,我们的板子除单片机以外,没用其他芯片。
由数码管的显示原理,再考虑到数码管上显示的数字对应与一个八位的二进制数,0~9一共十个,把显示这些数对应的数码管段信息存到程序存储器的TABLE 表中,将DPTR作为指针,用程序分配的地址单元分别存储实际的时分秒、年月日的数字,把存储的数字用DIV指令分出高低位,作为偏移量,这样,程序中通过查表,就把实际的数字和数码管中显示的数字对应起来了。
1.4设计内容1、查阅相关资料,整体构思。
2、进行调研和总体设计,并绘制系统方框图和主程序流程图等。
3、详细设计:1)LED显示电路的设计及功能的实现。
2)实现时钟电路的设计及其功能的实现。
3)按键设置电路的设计及其功能的实现。
第二章设计总体方案论证2.1 LED显示电子时钟设计思路按照系统的设计功能要求,本时钟系统的设计必须采用单片机软件系统实现,用单片机的自动控制能力配合按键控制,来控制时钟的调整及显示。
2.2 时钟系统方案论证2.2.1 单片机的选择对于单片机的选择,如果用8031系列,由于它没有内部RAM,系统又需要大量内存存储数据,因而不可用;51系列单片机的ROM为4K,对于我们设计的系统可能有点小;52系列单片机与51系列的结构一样,而ROM扩大为8K,对我们设计系统提供充足的空间进行功能的扩展。
再有51系列单片机与52系列的单片机价格差不多。
但此次51的内存足够我们使用了,因此,我们选择51系列的单片机。
2.2.2 显示系统方案比较方案1:用液晶1602显示。
方案2:用LED数码管显示。
钟和温度的显示可以用数码管或LED,价格便宜。
而且LED数码管能显示简单的设计的系统,与我们设计要求相符,因此我们选择方案2。
2.2.3 键盘控制方案的选择方案1:购买集成键盘,采用矩阵形式连接。
方案2:购买单个复位开关做成键盘。
虽然集成键盘美观,与单片机的接口少,但是它的成本比较高。
单片机的IO 口对于我们的设计绰绰有余。
通常我们选用价格便宜单个复位开关做成键盘。
在本系统的电路设计方框图如图2.1所示,它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89C51;②显示部分采用LED数码管实现时钟显示;③时钟调节部分使用按键来控制;图2.1 系统总原理图2.3 元件清单,电子钟元件清单如表1所示表1 电子钟元器件清单 元件名称规格型号 数量(个) 单片机AT89C51 1 时钟芯片DS1302 1 6位一体的共阴LED 显示器7SEG-MPX6-CC-BLUE 1 晶振12MHz 2 电容30pF 2 电容22μF 1 按键BUTTON 6 电阻300 1 电阻1K 1 LED 灯LED-RED 1 排阻 RESPACK-8 1微型控制器时钟电路按键调时 数据显示第三章系统硬件设计3.1 单片机控制系统本次智能仪器设计时钟电路,使用了ATC89C51单片机芯片控制电路和单片机DS1302时钟芯片,单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路,使得电路简明易懂,使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分、秒,年、月、日同时使用汇编语言程序来控制整个时钟显示,使得编程变得更容易,这样通过三个模块:键盘、芯片、显示屏即可满足设计要求。
3.2 各部分功能的实现3.2.1 控制部分(AT89C51)单片机采用51系列单片机。
由ATMEL公司生产的AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有4K 在系统可编程Flash 存储器。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业MCS-51 产品指令和引脚完全兼容。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash,使得AT89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
AT89C51具有以下标准功能:4k字节Flash,128字节RAM,8 位双向I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
而且,它还具有一个看门狗(WDT)定时/计数器,如果程序没有正常工作,就会强制整个系统复位,还可以在程序陷入死循环的时候,让单片机复位而不用整个系统断电,从而保护你的硬件电路。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
3.2.2 DS1302时钟芯片DS1302为达拉斯公司的一种实时时钟芯片,主要特点是采用串行数据传输,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。
3.2.3 单片机最小系统单片机最小系统主要由复位电路,晶振电路,电源等几部分组成。
1. 复位电路复位电路有两种方式:上电复位和按钮复位,我们主要用按钮复位方式。
如图3 .1所示。
图3.1 复位电路2. 晶振电路单片机系统里都有晶振,在单片机系统里晶振作用非常大,全程叫晶体振荡器,他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率,单片机晶振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快,单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。
高级的精度更高。
有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。
单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。
通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。
有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。
如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
选取原则:电容取30PF,晶振为12MHz图3.2 晶振模块原理图3. 电源AT89C51单片机的供电电源是+5V的直流电4. EA非/Vpp 脚我们没有用外部扩展ROM,因此EA非/Vpp为高电平,即接+5V电源。