基于单片机的LED数码管数字电子钟
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单片机技术课程设计数字电子钟学院:班级:姓名:学号:教师:摘要电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用AT89C52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89C52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期,同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
关键词:电子钟 AT89C52 硬件设计软件设计目录一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍 (4)1.1 设计课题设计任务 (4)1.2 设计课题的功能要求说明 (4)1.3 设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明 (4)二、设计课题的硬件系统的设计 (5)2.1硬件系统各模块功能简要介绍 (5)2.1.1 AT89C52简介 (5)2.1.2 按键电路 (6)三、设计课题的软件系统的设计 (6)3.1 使用单片机资源的情况 (6)3.2 软件系统个模块功能简要介绍 (7)3.3 软件系统程序流程框图 (7)3.4 软件系统程序清单 (7)四、设计课题的设计结论、仿真结果、误差分析 (9)4.1 设计结论及使用说明 (9)4.2 仿真结果 (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)附录A:程序清单 (13)一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。
具有时间显示,并有时间设定,时间调整功能。
1.2 设计课题的功能要求说明设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-22”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从12时59分0秒开始运行,进入时钟运行状态;按电子钟S5键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按S5键再次进入时钟运行状态。
第1节引言1.1 电子钟概述目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。
要知道当前的时间,必须先开灯,故较为不便。
现在市场上也出现了一些电子钟,它以六只LED数码管来显示时分秒,违背了人们指针式的传统习惯与理念,而且这类电子钟一般是采用大型显示器件,适用于银行、车站等公共场所,且外观设计欠美观,很少进入百姓家庭。
此外,无论是机械钟、石英钟还是电子钟,都存在着共同的问题:时间误差。
针对以上存在的问题,我们设计了一款采用LED显示器件显示的电子时钟,解决了时钟存在的误差问题,并能在夜间不必其它照明就能看到时间,且以60只发光管实现秒显示,接近于传统的秒针来显示秒的形式,用户容易接受,而且美观大方。
另加七只装饰用的LED灯,使整个时钟显的相当美观新颖,故还可作为室内装饰用。
1.2 设计任务本次设计通过对一个实现定时、双时钟显示、闹钟、温度等功能的时间系统的设计,其中结合了数据转换显示、数码管显示、动态扫描、单片机定时中断等技术。
系统由AT89C2051、LED数码管、按键、三极管、两片CD4017BE、CD4069BE、DS18B20、电阻等组成。
能实现时钟时、分、秒的显示。
也具有温度显示、时间设置、闹铃开和关设置、制式切换。
文章后附有电路图、程序清单。
1.3 系统主要功能电子钟的外观如图1所示。
周边60只发光管顺时旋转来显示秒,中间四只LED 数码管用于显示时间,中下方的七只LED灯顺时旋转,供装饰用。
其主要功能有:①整点报时;②四只LED数码管显示当前时分;③每隔一秒钟周边的60只LED发光管旋转一格;④当发生停电事件时,由后备电池供电,系统进入低功耗状态,所有显示部件停止显示,这样即延长了电池的寿命,同时又保证CPU继续计数,不至于因停电而时钟停止运行。
⑤当恢复供电后,系统自动恢复工作状态,不影响计时。
图一第2节电子钟硬件设计2.1系统的硬件构成及功能电子钟的原理框图如图2所示。
基于单片机电子时钟的设计与实现一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟,能够准确显示时间并能够进行设置和调整。
二、硬件设计1.时钟部分:采用晶振芯片提供准确的时钟信号2.数码管显示部分:使用共阴数码管进行数字显示3.按键部分:设计几个按键用于设置和调整时间4.电源部分:采用直流电源供电三、软件设计1.功能设计a.时间设置功能:通过按键可以设置当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。
b.时间调整功能:通过按键可以调整当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。
c.时间显示功能:通过数码管可以实时显示当前的时间。
2.代码实现以C语言为例,以下是一个基于单片机的电子时钟的代码实现示例:```c#include <reg51.h>sbit DS18B20=P1^3; // 定义18B20数据线接口sbit beep=P2^3; // 定义蜂鸣器接口unsigned char hour,min,sec; // 定义小时、分钟、秒钟变量//函数声明void Delay_1ms(unsigned int count);bit Ds18b20Init(;unsigned char Ds18b20ReadByte(;void ReadTime(;void WriteTime(;void DisplayTime(;//主函数void mainP2=0x00;WriteTime(; // 写入时间while(1)ReadTime(; // 读取时间DisplayTime(; // 显示时间Delay_1ms(1000); // 延时1秒}//毫秒延时函数void Delay_1ms(unsigned int count) unsigned int i, j;for(i=0; i<count; i++)for(j=0; j<1275; j++);//18B20初始化函数bit Ds18b20Initbit presence;DS18B20=0;Delay_1ms(100); // 延时450us~1000us DS18B20=1;Delay_1ms(10); // 延时15us~60us presence=DS18B20;Delay_1ms(30); // 延时60us~240us return presence;//18B20读取字节函数unsigned char Ds18b20ReadByte unsigned char i, dat;for(i=0; i<8; i++)DS18B20=0;//主机发起读时序_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usDS18B20=1;//主机释放总线_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usdat,=(DS18B20<<i); // 读取数据位,存放在dat变量中Delay_1ms(3); // 读时序完成后等待48us再接收下一位}return dat;//读取时间函数void ReadTimeunsigned char temp;temp=0x00;while(temp!=0xaa)Ds18b20Init(; // 初始化温度传感器Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0xbe;Delay_1ms(1);temp=Ds18b20ReadByte(; // 读取时间数组的标志位}for(temp=0; temp<7; temp++)//写入时间函数void WriteTimeunsigned char i,j;while(1)Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x4e;Delay_1ms(1);for(i=0; i<7; i++)DS18B20=0x55;Delay_1ms(1);DS18B20=0xaa;Delay_1ms(1);Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x48;Delay_1ms(1);j=Ds18b20ReadByte(; // 判断是否写入成功if(j==0x0a)break;}//显示时间函数void DisplayTimeP1=seg[hour/10]; // 显示十位小时P2=(P2&0xf0),0x08; // 点亮第一个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[hour%10]; // 显示个位小时P2=(P2&0xf0),0x04; // 点亮第二个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min/10]; // 显示十位分钟P2=(P2&0xf0),0x02; // 点亮第三个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min%10]; // 显示个位分钟P2=(P2&0xf0),0x01; // 点亮第四个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=0x00;//空显示P2=0x00;//熄灭数码管```四、总结通过以上的硬件设计和软件实现,可以实现一个基于单片机的电子时钟。
1、电子闹钟的硬件系统框架:设计出电子闹钟的基本整体框架。
2、电子闹钟的电源设计:采用交直流供电电源。
电子钟一般采用数码管等显示介质,因而必须以交流供电为主,以直流电源为后备辅助电源。
3、电子闹钟的主机电路设计:主要有1)系统时钟电路设计:对时间要求不是很高,只要能使系统可靠起振并稳定运行就行。
2)系统复位电路设计:本系统采用的是RC复位方式3)按键与按钮电路设计:按键与按钮电路设计中关键要考虑的就是按键的去抖动问题。
本系统采用软件去抖。
考虑到对时和设定闹铃时间操作的使用频率不高,为了精简系统和降低成本,本系统只设置两个按键。
a)SET键,对应系统的不同工作状态,具有3个功能:在复位后的待机状态下,用于启动设定时间参数(对时或定闹);在设定时间参数状态而且不是设定最低位(即分个位)的状态下,用于结束当前位的设定,当前设定位下移;在设定最低位(分个位)的状态下,用于结束本次时间设定。
b)+1键,用于对当前设定位进行加1操作。
4)闹铃声光指示电路设计:本系统采用声音指示,关键元件是蜂鸣器。
4、电子闹钟的显示电路设计:设计一个由LED数码管组成的显示电路,显示采用共阳极数码管,其目的是为了简化限流电路的设计和实现亮度可调的要求。
一功能模、设计指标:1. 显示时、分、秒。
2. 可以24小时制或12小时制。
3. 具有校时功能,可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4. 具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
5. 为了保证计时准确、稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
二、设计要求:1. 画出总体设计框图,以说明数字钟由哪些相对独立的块组成,标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
2. 设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。
3. 选择合适的元器件,在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路,在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式,在充分电路正确性同时,输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
电子钟课程设计--基于单片机的电子钟设计烟台南山学院单片机课程设计题目基于单片机的电子钟设计姓名:吴志涛所在学院:计算机与电气自动化学院所学专业:自动化班级:自动化2班学号: 201002160229指导教师:杨国庆完成时间: 2013.9.20目录一、设计任务与要求 (2)1.设计的目的 (2)2.设计的指标 (2)3.设计的要求 (2)二、总体方案设计 (2)1.设计的思路 (2)2.电路的结构特征 (3)3.数据输入输出(I/O) (4)三、单元电路分析与设计 (4)1.显示部分数码管(LED) (4)2.键盘部分 (5)四、总原理图及元器件清单 (5)1.总程序图 (5)2.时间产生流程图 (6)3.按键控制流程图 (7)4.电子钟软件系统程序 (7)5.元器件清单 (10)五、软件仿真 (11)六、结论与心得 (11)七、参考文献 (12)一、设计任务与要求1.设计的目的设计一个带有年月日、时分秒及星期显示的电子钟。
电子钟的主要功能是给人们提供时间和日期信息,无论其形式如何,从外部都可分为显示和校准两部分。
为使电子日历协调工作,整个系统从功能上可分为实时时钟、显示和键盘三个模块,分别完成时间和日期的计算以及人机交互的管理等。
2.设计的指标电子钟是一套完整的时间显示系统,采用单片机等控制设计作为核心控制器,并能实时显示当前的日期,能够设置时间等操作。
3.设计的要求本电子钟能动态显示年、月、日、星期、小时、分钟、秒。
二、总体方案设计按照系统设计功能的要求,初步确定系统由主控模块、时控模块、及显示模块和键盘接口模块共4个模块组成。
主控芯片使用51系列STC89C52RC单片机,时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟DS1302。
采用DS1302作为计时芯片,可以做到计时准确。
更重要的是,DS1302可以在很小电流的后备电源(2.5~5.5V电源,再2.5V时耗电小于300nA),而且DS1302可以编程选择多种充电电流来为后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电。
论文题目基于单片机的简易电子时钟设计班级:xxxxxx专业:电子信息工程学生姓名:xxxx指导教师:xxxx日期:xxxx-xx-xx摘要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,但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计,因此进行数字钟的设计是必要的。
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和生活的各个角落,有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代,应用前景广阔。
关键字:单片机,数字时钟。
AbstractDigital clock has become an indispensable necessities in People's Daily life, widely used in personal family and office and other public places, to people's life, study, work, entertainment, bring great convenience. Due to the development of the digital integrated circuit technology and adopts the advanced quartz technology, walking make digital clock has advantages of accurate, stable performance, easy to carry, it is also used in timing, automatic feed and automatic control and other fields. Although already on the market at present the ready-made digital clock chip for sale, cheap, use is convenient, but in view of the single chip microcomputer timer function also can complete the design of the digital clock circuit, therefore is necessary for the design of digital clock. Here we will have learned more fragmented knowledge of digital circuit of the organic link, the system used in practice, to develop our comprehensive analysis and circuit design, programming, debugging circuit ability.SCM has small volume and powerful function, high reliability, low price and a series of advantages, not only has become widely used in the field of industrial measurement and control intelligent control instruments, and has penetrated into every corner of the people work and life, effectively promote the industry's technological transformation and upgrading of products, the wide prospect of application.Keywords: Single chip microcomputer,Digital clock.目录第一章设计方案 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 实现时钟计时的基本方法 (1)1.4 电子钟的时间显示 (1)1.5 电子钟的时间调整 (2)1.6 总体方案介绍 (2)1.6.1 计时方案 (2)1.6.2 控制方案 (2)第二章系统硬件电路设计 (3)2.1 单片机模块设计 (3)2.1.1 芯片分析 (3)2.1.2 晶振电路 (4)2.1.3 复位电路 (5)2.2 数码显示模块设计 (5)2.3 按键模块 (8)第三章系统软件设计 (9)3.1 软件设计分析 (9)3.2 系统软件设计流程图 (9)3.2.1 主程序流程图 (9)3.2.2 定时器流程图 (9)3.2.3 按键检测流程图 (10)3.2.4 时间显示流程图 (10)3.3 源程序清单 (11)第四章系统仿真与实验测试 (16)4.1 系统仿真 (16)4.2 实验测试 (16)小结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)第一章设计方案1.1 课程设计目的(1)巩固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力;(2)培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力;(3)过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法、内容及步骤。
单片机技术课程设计数字电子钟学院:班级:姓名:学号:教师:摘要电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用AT89C52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89C52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期,同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEY5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
关键词:电子钟 AT89C52 硬件设计软件设计目录NO TABLE OF CONTENTS ENTRIES FOUND.一、数字电子钟设计任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题设计任务设计一个具有特定功能的电子钟。
具有时间显示,并有时间设定,时间调整功能。
1.2 设计课题的功能要求说明设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“d.1004-22”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从12时59分0秒开始运行,进入时钟运行状态;按电子钟S5键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按S5键再次进入时钟运行状态。
1.3 设计课的设计总体方案介绍及工作原理说明本电子钟主要由单片机、键盘、显示接口电路和复位电路构成,设计课题的总体方案如图1所示:图1-1总体设计方案图本电子钟的所有的软件、参数均存放在AT89C52的Flash ROM和内部RAM 中,减少了芯片的使用数量简化了整体电路也降低了整机的工作电流。
键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程形成数字钟效果,再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据,同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态,实现不同功能。
基于单片机的时钟设计6位LED1. 引言时钟是我们日常生活中必不可少的工具之一。
设计一个基于单片机的6位LED时钟,不仅可以提供时间显示功能,还能够增加一些附加功能,如闹钟、计时器等。
本文将介绍基于单片机的时钟设计方案,并提供详细的电路原理图和源代码。
2. 设计思路基于单片机的时钟设计通常采用时分秒的显示方式,并通过按键进行时间的调整和功能的切换。
考虑到使用方便和成本等因素,我们选择采用6位LED数码管作为显示屏,并使用74HC595芯片进行驱动。
2.1 电路设计电路的主要部分包括单片机、时钟模块、数码管及驱动芯片。
单片机的核心是时钟芯片,用于计时和存储时间数据。
时钟模块提供了精确的时间信号,可以与单片机进行通信。
数码管通过74HC595芯片进行驱动,以实现数字的显示。
2.2 软件设计软件设计是基于单片机的时钟设计中非常重要的一环。
主要包括以下功能:•时间显示:将时、分、秒的数据转换为数码管的显示信息,并实现动态显示效果。
•时间调整:通过按键对时钟进行时间的调整,包括调整小时、分钟、秒钟。
•附加功能:实现闹钟、计时器等附加功能,可以通过按键进行设置和开关。
3. 电路原理图电路的原理图如下:+--------------+| 数码管 |+--------------+|+--------------------------+| 74HC595驱动芯片 |+--------------------------+|+--------------+| 单片机 |+--------------+|+---------------------+| 时钟模块 |+---------------------+4. 源代码以下是基于单片机的时钟设计的部分源代码示例:#include <reg52.h>sbit SCLK=P1^0; // 74HC595芯片时钟输入sbit RCLK=P1^1; // 74HC595芯片锁存输出sbit DIO=P1^2; // 74HC595芯片串行数据输入// 数字码表unsigned char code number[10]={0x3F, // 00x06, // 10x5B, // 20x4F, // 30x66, // 40x6D, // 50x7D, // 60x07, // 70x7F, // 80x6F// 9};void delay(unsigned int t){unsigned int i, j;for(i=0; i<t; i++)for(j=0; j<123; j++);}void display(unsigned char *num){unsigned char i;for(i=0; i<8; i++){DIO = num[i];SCLK = 0;SCLK = 1;}RCLK = 0;RCLK = 1;}void main(){unsigned char time[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};unsigned char i, j;while(1){// 获取当前时间// 进行时间调整// 显示时间display(time);// 延时0.5秒delay(500);}}5. 结语基于单片机的6位LED时钟设计,通过硬件和软件的设计实现了时间的显示和调整功能,并可以扩展其他附加功能。
单片机课程设计报告基于单片机的数字时钟姓名:班级:学号:一、前言利用实验板上的4个LED数码管,设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。
功能要求:a)计时并显示(LED)。
由于实验板上只有4位数码管,可设计成显示“时分”和显示“分秒”并可切换。
b)时间调整功能。
利用4个独立按钮,实现时钟调整功能。
这4个按钮的功能为工作模式切换按钮(MODE),数字加(INC),数字减(DEC)和数字移位(SHITF)。
c)定闹功能。
利用4个独立按钮设定闹钟时间,时间到以蜂鸣器响、继电器动作作为闹铃。
d)秒表功能。
最小时间单位0.01秒。
二、硬件原理分析1.电源部分电源部份采用两种输入接口(如上图)。
a)外电源供电,采用2.1电源座,可接入电源DC5V,经单向保护D1接入开关S1。
b)USB供电,USB供电口输入电源也经D1单向保护,送到开关S1。
注:两路电源输入是并连的,因此只选择一路就可以了,以免出问题。
S1为板子工作电源开关,按下后接通电源,提供VCC给板子各功能电路。
电路采用两个滤波电容,给板子一个更加稳定的工作电源。
LED为电源的指示灯,通电后LED灯亮。
2.蜂鸣器蜂鸣器分为有源和无源两种,有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣,无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣,因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。
有源也可以当无源使用,而无源则不能当有源使用,当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。
如上图:单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极,控制三极管的导通与截止,从而控制蜂鸣器的工作。
低电平时三极管导通,蜂鸣器得电蜂鸣,高电平时三极管截止,蜂鸣器失电关闭蜂鸣。
电路使用一个四位共阳型数码管,四个公共阳级由三极管放大电流来驱动,三极管由P10-P13控制开与关。
数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。
例如,要十位的数码管工作,P12输出0,使三极管Q12导通,8脚得电,当P0口相应位有输出0时,点亮相应的LED灯组合各种字符数字。
单片机数字时钟实验报告引言:数字时钟是现代人们生活中不可或缺的物品之一。
现代数字时钟的核心是单片机,而且数字时钟的制作也是单片机初学者的必备实验之一。
本文将详细介绍单片机数字时钟的制作过程和原理。
实验原理:数字时钟的原理非常简单,它由单片机、时钟芯片、LED数码管等元件组成。
单片机通过时钟芯片来获取时间信息,并将时间信息通过端口输出给LED数码管,从而显示当前时间。
单片机的主要作用是控制时钟芯片的读取和LED数码管的显示。
实验材料:1. 单片机:STC89C522. 时钟芯片:DS13023. LED数码管:共阳极4位LED数码管4. 电路板、电阻、电容、晶体振荡器、按键、排针等元件实验步骤:1. 确定电路原理图:根据实验原理,确定单片机、时钟芯片和LED 数码管之间的电路连接方式。
2. 绘制电路布局图:将电路原理图转换为真实的电路布局图,并根据元件大小和数量选择合适的电路板。
3. 焊接电路:根据电路布局图进行电路的焊接,并进行电路的检查和修正。
4. 编写程序:根据实验原理编写单片机程序,并将程序下载到单片机中。
5. 测试程序:将电路接通电源后,通过按键和LED数码管来测试程序的正确性和稳定性。
实验结果:经过实验,我们成功制作了一款单片机数字时钟。
该数字时钟具有以下功能:1. 显示当前的小时、分钟和秒钟。
2. 可以通过按键进行时间的调整。
3. 每隔一秒钟左右,LED数码管上的数据会刷新一次,以显示最新的时间信息。
4. 当电源断开后,时钟芯片会自动保存当前时间信息,重新通电后,显示的时间信息仍然是正确的。
结论:通过本次实验,我们了解了单片机数字时钟的制作原理和步骤,并成功制作了一款数字时钟。
通过实验,我们深入了解了单片机的应用,也为我们今后的电子设计和制作提供了很好的基础。
基于单片机的电子时钟的设计与实现电子时钟是一种使用微处理器或单片机作为主控制器的数字时钟。
它不仅能够显示当前时间,还可以具备其他附加功能,如闹钟、日历、温度显示等。
一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟,实现以下功能:1.显示时间:小时、分钟和秒钟的显示,采用7段LED数码管来显示。
2.闹钟功能:设置闹钟时间,到达设定的时间时会发出提示音。
3.日历功能:显示日期、星期和月份。
4.温度显示:通过温度传感器获取当前环境温度,并显示在LED数码管上。
5.键盘输入和控制:通过外部键盘进行时间、日期、闹钟、温度等参数的设置和调整。
二、硬件设计1.单片机选择:选择一款适合的单片机作为主控制器,应具备足够的输入/输出引脚、中断和定时器等功能,如STC89C522.时钟电路:使用晶振为单片机提供稳定的时钟源。
3.7段LED数码管:选择合适的尺寸和颜色的数码管,用于显示小时、分钟和秒钟。
4.温度传感器:选择一款适合的温度传感器,如DS18B20,用于获取环境温度。
5.喇叭:用于发出闹钟提示音。
6.外部键盘:选择一款适合的键盘,用于设置和调整时间、日期、闹钟等参数。
三、软件设计1.初始化:设置单片机定时器、外部中断和其他必要的配置。
2.时间显示:通过定时器中断,更新时间,并将小时、分钟和秒钟分别显示在相应的LED数码管上。
3.闹钟功能:设置闹钟时间,定时器中断检测当前时间是否与闹钟时间一致,若一致则触发警报。
4.日历功能:使用定时器中断,更新日期、星期和月份,并将其显示在LED数码管上。
5.温度显示:通过定时器中断,读取温度传感器的数据,并将温度显示在LED数码管上。
6.键盘输入和控制:通过外部中断,读取键盘输入,并根据输入进行相应的操作,如设置时间、闹钟、日期等。
7.警报控制:根据设置的闹钟时间,触发警报功能,同时根据用户的设置进行控制。
四、测试与调试完成软件设计后,进行系统测试与调试,包括验证显示时间、日期、温度等功能的准确性,以及闹钟和警报功能的触发与控制。
基于单片机的智能电子时钟的设计及应用一、引言智能电子时钟是一种应用广泛的电子产品,它不仅能够准确显示时间,还具备了一系列智能化的功能,如闹钟、温湿度显示、定时开关等。
基于单片机的智能电子时钟设计是近年来电子技术领域中备受关注的研究方向。
本文将详细介绍基于单片机的智能电子时钟设计及其应用,并对其进行深入研究。
二、基于单片机的智能电子时钟设计原理1. 选取合适的单片机芯片在设计基于单片机的智能电子时钟之前,首先需要选取合适的单片机芯片。
常见选择包括51系列、AVR系列和ARM系列等。
根据具体需求和功能要求进行选择,并考虑到其性价比、易用性和扩展性。
2. 时钟模块设计在整个系统中,准确显示时间是最基本也是最关键的功能之一。
因此,需要设计一个稳定可靠且精度高的时钟模块。
常见选择包括RTC 芯片和GPS模块等。
3. 显示模块选择与驱动为了实现时间的直观显示,需要选择合适的显示模块。
常见选择包括LED数码管、LCD液晶显示屏和OLED显示屏等。
同时,还需要设计合适的驱动电路,以实现对显示模块的控制。
4. 功能模块设计除了基本的时间显示功能外,智能电子时钟还可以具备一系列智能化功能。
常见功能包括闹钟、温湿度显示、定时开关等。
这些功能需要通过相应的传感器和控制电路来实现。
三、基于单片机的智能电子时钟应用1. 家庭生活基于单片机的智能电子时钟在家庭生活中有着广泛应用。
它可以作为家庭闹钟,准确地唤醒人们起床;同时也可以作为温湿度监测器,在家中监测室内温湿度,并提供相应数据。
2. 办公场所在办公场所中,基于单片机的智能电子时钟可以作为时间提醒器,在工作时间结束时提醒人们休息;同时也可以作为定时开关,在指定时间自动打开或关闭相应设备。
3. 公共场所在公共场所中,基于单片机的智能电子时钟具备更多应用场景。
例如,在火车站、机场等候车室中,它可以作为候车时间显示器,为旅客提供准确的候车时间信息。
四、基于单片机的智能电子时钟设计案例以基于51系列单片机的智能电子时钟设计为例,具体设计方案如下:1. 硬件设计选用51系列单片机作为主控芯片,搭配RTC芯片作为时钟模块。
基于单片机的电子钟设计摘要:电子钟是一种普遍使用的时钟类型。
通过单片机,可以实现数字时钟的各种功能,例如:时间显示、闹钟功能、温度显示等。
本文介绍了基于单片机的电子钟设计方案,其中包括硬件系统的设计和程序代码的实现。
该电子钟的基本功能包括:时钟模式、闹钟模式、温度显示和日期显示。
设计方案使用的单片机是AT89C52,时钟模块为DS1302。
实验结果表明,该电子钟系统具有稳定性高、精度高、实用性强等特点。
关键词:单片机、电子钟、DS13021. 概述电子钟是目前流行的现代时钟类型之一。
通过单片机,可以实现数字时钟的各种功能,例如:时间显示、闹钟功能、温度显示等。
作为一种普遍应用于家庭以及公共场所的计时工具,电子钟能够提高人们的时效性、管理效率。
本文将介绍基于单片机的电子钟设计方案,其中包括硬件系统的设计和程序代码的实现。
该电子钟的基本功能包括:时钟模式、闹钟模式、温度显示和日期显示。
设计方案使用的单片机是AT89C52,时钟模块为DS1302。
实验结果表明,该电子钟系统具有稳定性高、精度高、实用性强等特点。
2. 硬件设计2.1 系统原理系统的核心是AT89C52单片机,其包括了8051架构下所有标准的特殊功能寄存器以及升级的功能模块。
DS1302是常用的实时时钟模块,它包含一个时钟/日历的B类时钟芯片、一个31个字节的静态RAM 以及一个摆振电路。
通过与AT89C52的串行通信接口,可以实现时钟芯片与单片机的通信。
2.2 电路设计电路设计包括AT89C52单片机、DS1302时钟芯片、4个7段数码管以及相关的外围元件。
其中,输入电源电压为5V直流电压,4个7段数码管均采用共阴极的连接方式。
2.3 电路说明(1) 时钟模块DS1302DS1302是一种时钟模块,其具有许多特性,例如:硬件控制时间的计数、在停电情况下,仍能保持时间记录、考虑到掉电情况、在无外部纪念日的情况下,为计时器提供64字节的RAM等特点。
本设计是定时闹钟的设计,由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心,辅以必要的电路,构成的一个单片机电子定时闹钟。
电子钟设计可采用数字电路实现,也可以采用单片机来完成。
数字电子钟是用数字集成电路构成的,用数码管显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。
若用数字电路完成,所设计的电路相当复杂,大概需要十几片数字集成块,其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,焊接的过程比较复杂,成本也非常高。
若用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。
片内带有4KB的Flash存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。
另外,AT89C51的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有128B的RAM、32条I/O口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等。
AT89C51单片机结合七段显示器设计的简易定时闹铃时钟,可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间,若时间到则发出一阵声响,进—步可以扩充控制电器的启停。
设计内容包括了秒信号发生器、时间显示电路、按键电路、供电电源以及闹铃指示电路等几部分的设计。
采用四个开关来控制定时闹钟的工作状态,分别为:K1、设置时间和闹钟的小时;K2、设置小时以及设置闹钟的开关;K3、设置分钟和闹钟的分钟;K4、设置完成退出。
课设准备中我根据具体的要求,查找资料,然后按要求根据已学过的时钟程序编写定时闹钟的程序,依据程序利用proteus软件进行了仿真实验,对出现的问题进行分析和反复修改源程序,最终得到正确并符合要求的结果。
设计完成的定时闹钟达到课程设计的要求,在到达定时的时间便立即发出蜂鸣声音,持续一分钟。
显示采用的六位数码管电路,如果亮度感觉不够,可以通过提升电阻来调节,控制程序中延迟时间的长短,可以获得不同的效果。
题目:基于单片机的LED数字电子钟学生姓名:胡振凤潘兴学学号:U201010897 U201010906专业:测控技术与仪器班级:1004班摘要数字电子钟是采用电子电路实现对年、月、日、时、分、秒数字显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体震荡器的广泛应用,使得数字电子钟的精度远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,成为人们日常生活中不可缺少的必需品。
本次课程设计的是基于AT89C52单片机和实时时钟芯片DS1302在数码管上进行时钟显示,并能通过按键对其进行调时和校准,并且可以设置闹钟,且具有秒表功能。
通过按键可以切换时钟和秒表功能,同时可以对闹钟进行设置。
采用AT89C52单片机和DS1302实时时钟芯片,使用5V电源供电。
DS1302是一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟芯片,它能够对时,分,秒进行精确计时,它与单片机的接口使用同步串行通信,仅用3条线与之相连接,就可以实现MCS-51单片机对其进行读写操作,把读出的时间数据送到数码管上显示。
程序运行时,数码管将从当前时间开始显示,通过调节按键可以分别对小时和分钟进行调整,调整后,时钟以新的时间为起点继续刷新显示。
这种实现方法的优点是电路简单,性能可靠,实时性好,时间和日期精度高,操作简单,编程容易。
目录目录--------------------------------------------------------------------- 2 -一前言-----------------------------------------------------------------21.1课题研究的现实性意义---------------------------------------------21.2国内外研究现状---------------------------------------------------21.3课题基本概况-----------------------------------------------------3 二总体方案设计---------------------------------------------------------42.1方案原理---------------------------------------------------------42.2 硬件选择--------------------------------------------------------42.2.1 DS1302简介------------------------------------------------42.2.2单片机-----------------------------------------------------52.2.3显示方案---------------------------------------------------6 三硬件设计-------------------------------------------------------------83.1显示模块---------------------------------------------------------93.2独立按键模块-----------------------------------------------------93.3实时时钟芯片DS1302----------------------------------------------10 四软件设计------------------------------------------------------------114.1 程序流程图-----------------------------------------------------114.2 按键子程序-----------------------------------------------------124.3 功能键按键程序流程图-------------------------------------------124.4 时间调整程序---------------------------------------------------13 五总结----------------------------------------------------------------14 六硬件原理图----------------------------------------------------------15第1章前言1.1课题研究的现实性意义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。
随着科技的发展和社会的进步,人们对钟表的要求也越来越高,传统的钟表已不能满足人们的需求。
单片机在多功能电子钟中的应用已是非常普遍的,人们对电子钟的功能及工作顺序都非常熟悉。
电子时钟是采用数字电路实现对时间、日期数字显示的计时装置,是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车站、航站、剧院、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。
纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各个仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理;以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡等,这些都离不开单片机。
以前没有单片机时,这些东西也能做,但是智能使用复杂的模拟电路、然而这样做出来的产品不仅体积大,而且成本高,并且由于长期使用,与元件不断老化,控制精度自然也会达不到标准。
在单片机产生后,我们就将控制这些东西变为智能化了,我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路,核心部分只是由人为的写入程序来完成。
这样产品的体积变小了,成本也降低了。
随着电子技术的飞速发展,家用电器和办公电子设备逐渐增多,不同的设备都有自己的控制器,使用起来很不方便。
根据这种实际情况,设计了一个单片机多功能电子钟系统,他可以避免多种控制器的混淆,利用一个控制器对多路电器进行控制,同时又可以进行时钟校准,它可以任意设置时间。
这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人们的劳动,扩大了数字化的范围,为家庭数字化提供了可能。
1.2国内外研究现状单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片, 而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括地讲, 一块芯片就成了一台计算机。
它体积小、质量轻、价格便宜, 为学习、应用和开发提供了便利条件。
世纪跨越了三个“电”的时代, 即电气时代、电子时代和现已进人的电脑时代。
不过, 这里的电脑, 通常是指个人计算机, 简称机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机, 大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。
顾名思义, 这种计算机的最小系统只用了一片集成电路, 即可进行简单运算和控制。
因为它体积小, 通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中, 起着有如人类头脑的作用, 它出了毛病, 整个装置就瘫痪了。
现在, 这种单片机的使用领域已十分广泛, 如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机, 就能起到使产品升级换代的功效, 常在产品名称前冠以形容词—“智能型” , 如智能型洗衣机等。
现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品, 不是电路太复杂, 就是功能太简单且极易被仿制。
究其原因, 可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
单片机应用系统因其优异的性能、高可靠性以及成本低廉被广泛应用于航空航天、工业测控、机器人感觉、数字信号处理、通信等各个技术领域,然而在比较特殊的应用系统中,我们不仅希望单片机系统能够完成数据的采集处理,而且同时还想知道产生这些数据的时刻,以便于更详细地了解和掌握现场情况,因此为单片机系统增加数字时钟将是不可回避的一项新型的工程技术。
数字电子时钟,自从它发明的那天起,就成为人类的朋友,是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车站、航站、剧院、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。
1.3课题基本概况本设计基于单片机原理,以单片机AT89C52芯片、DS1302时钟芯片及LED数码管为核心,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,设计制作出一个电子钟系统。
该时钟系统主要由时钟模块、显示模块、控制模块组成。
它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”。
能够准确显示时间,可随时进行时间调整,可设置闹钟,有秒表功能。
设计以硬件软件化为指导思想,充分发挥单片机功能,大部分能通过软件编程来实现,,电路简单明了,系统稳定性高。
同时,该时钟系统还具有功耗小、成本低的特点,具有很强的实用性。
第2章总体方案设计2.1方案原理使用串行接口时钟芯片DS1302设计时钟电路。
该设计方案以MCS-51单片机为主控芯片,以串行时钟芯片DS1302为核心计时芯片,然后再通过一个74LS164缓冲器驱动两组数码管组(每个数码管组由四个数码管连在一起组成)组成数字时钟电路。
更重要的是,DS1302时钟芯片的加入大大提高了数字钟时间的准确性,而且该电路在断电后不丢失时间和数据信息时也使得该方案的研究与提升更具有开发的意义。
其功能如下:1.电子时钟用8位数码管静态显示;2.时间显示格式:XX-XX-XX,分别为时、分、秒。
3.可以通过按键切换显示日历,格式:XX-XX-XX,分别为年、月、日。
4.具有秒表和校时功能。
2.2 硬件选择2.2.1 DS1302简介为了能够较精确的计时,选择了DS1302时钟芯片。
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿功能,工作电压宽达2.5~5.5V。
时钟可工作在24小时格式或12小时(AM/PM)格式。
DS1302与单片机的接口使用同步串行通信,仅用3条线与之相连接。
可采用一次传送一个字节或突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。
DS1302是DS1202的升级产品,与DS1202兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。