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基于单片机电子时钟设计电子时钟是一种利用单片机技术来实现精确时间显示的装置。
它可以准确地显示时间，并且可以根据需要进行闹铃功能等扩展。
接下来，我将详细介绍基于单片机的电子时钟设计。
首先，我们需要选择合适的单片机来实现电子时钟。
目前，常用的单片机有STC51系列、PIC系列、AVR系列等。
在选择单片机时，我们需要考虑其性能参数、价格以及开发环境等因素。
接下来，我们需要设计电子时钟的电路结构。
电子时钟的核心是单片机，通过连接显示屏、RTC（实时时钟）、按键以及扬声器等设备，来实现时间的显示、调整以及报警功能。
首先，我们需要选择合适的显示屏。
常用的显示屏有数码管、液晶显示屏、LED点阵等。
数码管和液晶显示屏可以直接连接到单片机的IO口，而LED点阵需要借助驱动芯片来完成控制。
其次，我们需要选择合适的RTC模块，以确保时钟的准确性。
RTC模块可以借助于DS1302等实时时钟芯片来实现。
同时，我们还需要连接按键，来实现对时钟进行调整的功能。
通过按键的组合操作，我们可以调整年、月、日、小时、分钟等时间参数。
此外，如果我们希望实现报警功能，我们还需要连接一个扬声器。
通过控制扬声器的开关，我们可以在设定的时间点播放报警铃声。
在硬件设计完成后，我们就可以进行软件开发工作了。
首先，我们需要编写主程序来初始化硬件设备，并进入主循环。
在主循环中，我们需要不断读取RTC模块的时间数据，并在显示屏上进行实时显示。
同时，我们也需要编写按键检测和处理的程序。
按键检测可以通过查询IO口的状态来实现，而按键处理则需要根据按键的值进行相应的功能调整。
如果需要实现报警功能，我们还需要编写报警处理的程序。
在设定的时间点，我们可以通过控制扬声器的开关来实现报警铃声的播放。
最后，我们需要进行整体的调试和测试工作。
通过不断地调整和优化程序，来确保整个电路和软件的正常运行。
总结起来，基于单片机的电子时钟设计包括硬件设计和软件开发两部分。
通过选择合适的单片机、显示屏、RTC模块、按键和扬声器等设备，并编写相应的程序，我们可以实现一个功能完善的电子时钟。
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。
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。
VHDL电子时钟的设计VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于设计和模拟数字电路和系统。
在这篇文章中，我们将探讨VHDL电子时钟的设计。
设计一个VHDL电子时钟需要考虑以下几个方面：时钟的显示方式、时钟的时钟源以及时钟的控制逻辑。
首先，我们需要确定时钟的显示方式。
常见的电子时钟显示方式有7段LED显示和LCD显示。
在这里，我们选择使用7段LED显示。
7段LED 显示由7个LED灯组成，可以显示0到9的数字。
此外，还需要考虑到显示小时和分钟的两个时钟。
接下来，我们需要确定时钟的时钟源。
时钟源决定了时钟的精度和稳定性。
在VHDL设计中，常用的时钟源有晶体振荡器和时钟发生器。
晶体振荡器由晶体和振荡电路组成，可以提供非常精确和稳定的时钟信号。
时钟发生器则基于计数器和除频器的原理产生时钟信号。
根据实际需求选择合适的时钟源。
最后，我们需要设计时钟的控制逻辑。
控制逻辑决定了时钟的功能和操作方式。
在这里，我们将设计一个简单的时钟，包括设置时间、调节时间、显示时间和闹钟功能。
我们可以使用按钮和开关控制时钟的功能。
下面是一个VHDL电子时钟的示例设计代码：```vhdl--时钟显示模块entity ClockDisplay isportclk : in std_logic;reset : in std_logic;hours : in integer range 0 to 23;minutes : in integer range 0 to 59;alarm : in std_logic;seg7 : out std_logic_vector(6 downto 0) end entity ClockDisplay;architecture Behavioral of ClockDisplay is signal count : integer := 0;signal sec : integer := 0;signal disp_hours : integer := 0;signal disp_minutes : integer := 0;beginprocess (clk, reset)beginif reset = '1' thencount <= 0;sec <= 0;disp_hours <= 0;disp_minutes <= 0;elsif rising_edge(clk) thencount <= 0;sec <= sec + 1;elsecount <= count + 1;end if;end if;end process;process (sec, reset, hours, minutes, alarm)beginif reset = '1' thendisp_hours <= 0;disp_minutes <= 0;elsif rising_edge(sec) thenif alarm = '1' and hours = disp_hours and minutes = disp_minutes then--闹钟触发逻辑elsif sec = 59 thenif minutes = 59 thenif hours = 23 thendisp_hours <= 0;disp_minutes <= 0;elsedisp_hours <= hours + 1; disp_minutes <= 0;end if;elsedisp_hours <= hours;disp_minutes <= minutes + 1; end if;elsedisp_hours <= hours;disp_minutes <= minutes;end if;end if;end process;process (disp_hours, disp_minutes)begincase disp_hours is...end case;case disp_minutes is...end case;end process;end architecture Behavioral;```这个代码中，我们使用了两个进程来处理时钟的计时和显示逻辑。
基于单片机电子时钟的设计一、设计背景随着科技的不断进步，电子设备在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
时钟作为时间的测量工具，也从传统的机械时钟逐渐发展为电子时钟。
单片机作为一种集成度高、功能强大的微控制器，为电子时钟的设计提供了高效、可靠的解决方案。
基于单片机的电子时钟具有精度高、易于编程、成本低等优点，能够满足人们对时间测量和显示的各种需求。
二、系统设计方案1、硬件设计单片机选择：选择合适的单片机是整个系统设计的关键。
常见的单片机如STM32、AT89C51 等，具有不同的性能和特点。
根据系统需求，我们选择了 AT89C51 单片机，其具有成本低、性能稳定等优点。
时钟芯片：为了保证时间的准确性，需要选择高精度的时钟芯片。
DS1302 是一款常用的实时时钟芯片，具有低功耗、高精度等特点，能够为系统提供准确的时间信息。
显示模块：显示模块用于显示时间。
常见的显示模块有液晶显示屏（LCD）和数码管。
考虑到显示效果和成本，我们选择了 1602 液晶显示屏，能够清晰地显示时间、日期等信息。
按键模块：按键模块用于设置时间和调整功能。
通过按键可以实现时间的校准、闹钟的设置等功能。
电源模块：为整个系统提供稳定的电源。
可以选择电池供电或外部电源供电，根据实际使用场景进行选择。
2、软件设计编程语言：选择合适的编程语言进行软件编程。
C 语言是单片机编程中常用的语言，具有语法简单、可读性强等优点。
主程序流程：主程序首先进行系统初始化，包括单片机端口初始化、时钟芯片初始化、显示模块初始化等。
然后读取时钟芯片中的时间信息，并将其显示在液晶显示屏上。
通过按键检测模块，判断是否有按键操作，如果有，则进行相应的处理，如时间校准、闹钟设置等。
中断服务程序：为了保证时间的准确性，需要使用定时器中断来实现时钟的计时功能。
在中断服务程序中，对时钟芯片进行时间更新，确保时间的准确性。
三、硬件电路设计1、单片机最小系统单片机：AT89C51 单片机是整个系统的核心，负责控制和协调各个模块的工作。
基于单片机的电子时钟设计电子时钟是一种显示时间的设备，通常基于单片机设计。
它不仅可以准确显示时间，还可以具备闹钟、日历等功能。
本文将介绍基于单片机的电子时钟的设计。
首先，我们来看单片机的选择。
在设计电子时钟时，常用的单片机有PIC、AVR和STM32等。
这些单片机都有较强的计算能力和丰富的外设接口，非常适合用于电子时钟的设计。
具体的选择可以根据需求和个人熟悉程度做出决定。
接下来，我们需要设计时钟的显示部分。
一般来说，电子时钟的显示可以采用液晶显示屏或LED数码管。
液晶显示屏具有占用空间小、显示效果清晰等优点，适合用于大号时钟；而数码管则适合用于小型时钟。
根据具体需求选择合适的显示器件。
在电子时钟设计中，如何准确获取时间是关键。
可以利用主频计数的方法，通过单片机的定时器来获取时间。
比如用32.768kHz的振荡源作为单片机的时钟源，然后每秒进行一次中断计数，通过累加中断计数值，即可得到秒数、分钟数、小时数等。
在此基础上，可以进一步添加日历计算功能，如年、月、日的计算。
闹钟功能是电子时钟的重要组成部分之一、我们可以通过按键输入设置闹钟的时间和开关状态。
当闹钟时间到达时，可以通过蜂鸣器或液晶显示器等方式提醒用户。
闹钟的开关状态可以通过EEPROM等非易失性存储器来保存，以实现断电重启后不丢失设置的功能。
除了基本的显示和计时功能，电子时钟还可以增加其他实用的功能。
比如温湿度显示功能，可以通过外部传感器获取环境的温度和湿度，并显示在屏幕上。
还可以添加定时开关机功能，通过按键设置时间和开关状态，控制电源的开关。
这些功能的实现都需要通过合理的硬件设计和软件编程来完成。
总的来说，基于单片机的电子时钟设计需要首先选择合适的单片机，并根据具体需求设计显示部分、时间获取部分、闹钟部分以及其他扩展功能。
其中涉及到硬件设计和软件编程的内容，需要有一定的电子和计算机基础知识。
通过合理的设计和编程，我们可以实现一个功能齐全、准确可靠的电子时钟。
基于单片机的电子时钟设计电子时钟是人们日常生活中常见的设备之一，它不仅能够准确显示时间，还可以搭配其他功能，如闹钟、温度显示等。
本文将介绍基于单片机的电子时钟的设计原理和步骤，并探讨其在现代生活中的应用。
一、设计原理基于单片机的电子时钟主要由以下几个模块组成：时钟模块、显示模块、控制模块和电源模块。
时钟模块负责获取当前时间并进行计时，显示模块用于将时间信息显示出来，控制模块用于处理用户的输入操作，电源模块为电子时钟提供稳定的电源。
1. 时钟模块时钟模块的核心是一个定时器，它可以定时触发中断，通过中断服务程序来更新时间。
在单片机中，我们可以使用定时器模块来实现这个功能，通过设定合适的定时器参数，可以实现从毫秒级到秒级的计时精度。
2. 显示模块显示模块通常采用数码管或者液晶显示屏来显示时间信息。
数码管可以直接显示数字，在低功耗和成本方面具有优势；液晶显示屏可以显示更多的信息，具有更好的可视角度和美观性。
在电子时钟中，我们可以通过控制显示模块的引脚，以适当的方式显示小时、分钟和秒数。
3. 控制模块控制模块主要用于处理用户的输入操作，如设置闹钟时间、调整时间等。
可以通过按键开关、旋转编码器或者触摸屏等方式来实现用户交互。
当用户按下按键或者滑动触摸屏时，控制模块会相应地改变时钟模块中的时间数据或者触发其他操作。
4. 电源模块电子时钟需要一个稳定的电源来工作，通常使用交流电转直流电的方式进行供电。
电源模块可以通过整流、滤波和稳压等电路来提供稳定的直流电源。
二、设计步骤基于单片机的电子时钟的设计步骤如下：1. 确定需求和功能：首先需要明确设计的需求和功能，包括显示方式、时间格式、附加功能等。
2. 选择单片机：根据需求选择适合的单片机型号，考虑处理性能、存储空间、外设接口等因素。
3. 设计电路图：根据选择的单片机和其他模块，设计电子时钟的电路图。
包括时钟模块、显示模块、控制模块和电源模块的连接方式。
4. 编写源代码：根据电路图和功能需求，编写单片机的源代码。
简易电子钟设计范文电子钟是一种通过电子技术实现时间显示的设备。
它通常由一个数字显示屏，一个控制电路和一个电源组成。
其主要功能是显示小时、分钟和秒钟等时间信息，可以准确地显示时间，并可以根据需要设置闹铃功能。
设计一款简易电子钟可以使用Arduino等开发板或单片机来实现。
首先，我们需要选择一块合适的数字显示屏。
常见的数字显示屏有数码管和液晶显示屏两种类型，它们的显示原理和控制方式有所不同。
如果选择数码管作为显示屏，可以考虑使用常见的7段数码管，它由八个LED灯组成，可以显示0-9的数字以及一些字母和特殊符号。
数码管的控制方式是通过控制每个LED灯的亮灭来实现显示，可以使用数字输出口来控制。
Arduino的数字输出口可以输出高电平（5V）和低电平（0V），通过控制输出口的电平，就能够控制数码管的亮灭。
如果选择液晶显示屏作为显示器，可以选择字符型液晶显示屏或者图形型液晶显示屏。
字符型液晶显示屏通常可以显示一些字符或者数字，它的控制方式是通过并行或者串行接口来控制，可以使用开发板的GPIO口来实现。
图形型液晶显示屏可以显示更多的信息，它的控制方式是通过SPI接口或者I2C接口来控制，这需要相应的驱动库或者芯片来实现。
无论选择数码管还是液晶显示屏，我们都需要编写程序来控制显示。
程序的核心是一个循环，其中使用时钟模块来获取当前的时间，并使用相应的控制方式将时间信息显示在显示屏上。
如果需要设置闹铃功能，可以在循环中判断当前时间和设置的时间是否相等，如果相等则触发闹铃。
设计一个简易电子钟的完整步骤如下：1. 选择适合的开发板或者单片机，例如Arduino。
2.选择合适的显示屏，例如7段数码管或者液晶显示屏。
3.连接显示屏到开发板，根据显示屏的类型选择合适的引脚连接方式。
4.编写代码来控制显示屏显示时间信息。
5.添加时钟模块，用来获取当前的时间信息。
6.根据需要添加闹铃功能。
7.测试电子钟的功能和性能，不断优化改进。
如何设计一个简单的电子时钟电路设计一个简单的电子时钟电路是一项有趣且实用的任务。
电子时钟的设计需要合理的电路布局和正确的连接线路，以确保时钟的准确性和可靠性。
下面将介绍如何设计一个简单的电子时钟电路。
1. 器件和材料在设计电子时钟电路之前，我们需要准备一些基本的器件和材料，包括：- 一个微控制器芯片（MCU），如ATmega328P- 一个时钟晶振，通常为16MHz- 一个液晶显示屏（LCD）- 若干个按键开关- 电位器（可调电阻）- 电容和电阻等辅助元件- 面包板、连接线和电源等2. 电路连接首先，将MCU和其他器件通过连接线连接起来。
按照电路原理图的指示，将MCU引脚与其他器件的引脚相连。
确保连接的准确性和稳定性，以免出现电路故障。
3. 电源供应为电子时钟提供稳定的电源是至关重要的。
可以使用电池或稳定的直流电源作为时钟的电源。
确保电源的电压和电流满足器件的工作要求，并通过稳压电路或电池管理芯片来保持电压的稳定。
4. 时钟晶振时钟晶振是电子时钟的核心元件，它提供了精确的时钟信号。
根据晶振的规格，将其连接到MCU的时钟引脚上，并注意晶振的正确方向和极性。
5. 液晶显示屏液晶显示屏用于显示时间信息。
根据LCD的规格和引脚定义，将其与MCU的数据和控制引脚相连接。
对于字符型LCD，可以使用专门的LCD库函数来控制显示内容和显示模式。
6. 按键开关按键开关用于设置和控制电子时钟的功能。
将按键开关连接到MCU的输入引脚上，并通过编程实现按键的读取和响应功能。
可以使用外部中断或轮询方式来检测按键的状态变化。
7. 程序编写使用相应的开发软件和语言编写电子时钟的程序。
根据MCU的型号和规格，选择合适的编程语言（如C或C++），并使用相应的开发工具进行编程。
编写程序以实现时间的读取、显示和控制功能，以及按键的响应和时间的更新等。
8. 调试和测试完成程序编写后，将代码下载到MCU上，并进行调试和测试。
通过外部显示屏、示波器等设备，检查时钟的运行状态和准确性。
数字电子时钟设计数字电子时钟是一种简单易用、精度高、使用方便的时钟仪器。
在现代化的生活中，数字电子时钟已经成为人们生活和工作中不可缺少的一部分。
本文将介绍数字电子时钟的设计及其原理。
1. 数字电子时钟的结构数字电子时钟一般由数字显示器、电源、时钟芯片、振荡电路和控制电路等几个部分组成。
数字显示器：数字电子时钟采用的是七段数码管作为显示器，显示出当前时刻的时间。
电源：数字电子时钟的电源一般采用直流电源，可以通过普通的插座或者电池供电。
时钟芯片：时钟芯片是数字电子时钟的核心部分，可以提供高精度的时钟信号，并且可以根据用户设置的时间来进行计时。
振荡电路：振荡电路是数字电子时钟的发挥器，用于产生一个稳定的高精度的时钟信号。
控制电路：控制电路主要用于对数字电子时钟进行各种设置，并且可以控制数字电子时钟的各种功能。
2. 数字电子时钟的操作原理数字电子时钟的操作原理是通过时钟芯片来实现的。
时钟芯片可以提供一个高精度的时钟信号，这个时钟信号可以被控制电路所接收，并且控制电路可以将这个信号转化为秒、分、时等时间单位。
随着科技的发展，数字电子时钟的精度越来越高，可以达到秒级甚至毫秒级的精度。
这些高精度的时钟芯片可以通过电子时钟所连接的振荡电路来产生非常稳定的时钟信号。
3. 数字电子时钟设计的技术要求数字电子时钟的设计需要考虑以下几个方面的技术要求：（1）高精度的时钟信号数字电子时钟的时钟信号需要具有高精度，通常要求时钟误差不超过几秒钟。
这就需要时钟芯片具有非常高的精度的时钟信号源，同时还需要连接高精度的振荡电路。
（2）显示效果清晰明了数字电子时钟的显示效果要求非常的清晰明了，这就需要采用高质量的七段数码管，并且数量要足够，以显示出完整的时间信息。
（3）快速响应、稳定性好由于数字电子时钟是人们生活和工作中不可缺少的一部分，因此数字电子时钟的响应速度和稳定性也非常的重要，需要在设计时特别注重。
4. 数字电子时钟的优点和缺点数字电子时钟有以下几个优点：（1）高精度稳定数字电子时钟可以提供高精度的时钟信号，并且可以保持这个时钟信号的稳定性，误差范围非常小。
*****大学单片机电子时钟设计专业：年级：作者：指导教师：2012年6月26日目录1 课题背景与立项缘由 (1)2 实验方案设计 (2)2.1设计要求 (2)2.2数字钟的构成 (2)2.3系统总体框图 (3)3 软件系统方案设计与选择 (4)3.1主程序流程图 (4)3.2定时器子程序流程图 (6)3.3方案选择 (7)4 硬件系统方案设计与选择 (7)4.1单片机的结构 (7)4.2开发板的结构和使用方法... .. (8)4.3方案选择... (10)5 系统测试 (11)5.1测试环境 (11)5.2测试过程 (11)5.3测试结果... (12)6 实验心得 (12)参考文献 (13)附录1 系统电路图 (13)附录2 系统软件代码 (14)附录3 系统器件清单 (38)1 课题背景及立项缘由所谓单片机,就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit)、存储器(Memory)、定时器、I/0(Input/Output)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
虽然单片机只是一个芯片,但从组成和功能上看,它已具有了微型计算机系统的含义。
中文“单片机”的称呼由英文名称“Single Chip Microcomputer”直接翻译而来。
单片机把微型计算机的各主要部分集成在一块芯片上,大大缩短了系统内信号传送距离,从而提高了系统的可靠性及运行速度。
因而在工业测控领域中,单片机系统是最理想的控制系统。
所以,单片机是典型的嵌人式系统,是嵌入式系统低端应用的最佳选择。
单片机的发展经历了以下4个阶段：1、芯片化探索阶段20世纪70午代,美国的Fairchild(仙童)公司首先推出了第一款单片机F-8,随后Intel公司推出了影响面大、应用更广的MCS48单片机系列。
MCS48单片机系列的推出标志着在工业控制领域,进入到智能化嵌入式应用的芯片形态计算机的探索阶段。
参与这一探索阶段的还有Motorola、Zilog和TI等大公司,它们都取得了满意的探索效果,确立了在SCMC的嵌入式应用中的地位。
2、结构体系的完善阶段在MCS-48探索成功的基础上很快推出了完善的、典型的单片机系列MCS-5l。
MCS-51系列单片机的推出,标着Single Chip Microcomputer体系结构的完善。
3、从SCMC向MCU化过渡阶段Intel公司推出的MCS96单片机,将一些用于测控系统的模数转换器(ADC)、程序运行监视器(WDT)、脉宽调制器(PWM)、高速I/O口纳入片中,体现了单片机的微控制器特征。
MCS-51单片机系列向各大电气商的广泛扩散,许多电气商竞相使用80C51为核,将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、可靠性技术应用到单片机中；随着单片机内外围功能电路的增强,强化了智能控制器特征。
微控制器(Microcontrollers)成为单片机较为准确表达的名词。
4、MCU的百花齐放阶段单片机发展到这一阶段,表明单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具-----小到玩具、家电行业,大到车载、舰船电子系统,遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、金融电子、商用电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域。
为满足不同的要求,出现了高速、大寻址范围、强运算能力和多机通信能力的8位、16位、32位通用型单片机,小型廉价型、外围系统集成的专用型单片机,以及形形色色各具特色的现代单片机。
可以说,单片机的发展进人了百花齐放的时代,为用户的选择提供了空间。
在日常生活和工作中，我们常常使用到定时控制。
早起常用的一些时间控制单元都是使用模拟电路设计和制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着单片机性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程的控制系统，完成复杂的控制功能。
小则用于家电控制，大则用于工业和科学研究中的精确时间定位，配以适当的接口芯片，可以构造各式各样的微电子产品。
我们专业在本学期的数字逻辑电路实验中已经能使用脉冲信号发生器、相关芯片、数码管和导线在实验箱上实现基于基本门电路的数字时钟；在电子系统综合设计（2）这门课上，我们学习了单片机的相关知识，了解了其低功耗、可靠性和稳定性强、可以在内部的EPROM上写入和擦除程序的相对先进的特点与功能。
因此，我们希望在有单片机芯片的开发板上通过编程实现数字钟，并期望它能有更多的功能和更好的稳定性。
2 实验方案设计2.1 设计要求◆实现时、分、秒的计时功能◆实现年、月、日的日历功能◆体现平闰年的区别，各时间单位之间进制准确◆实现闹钟报警功能2.2 数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路.由于计数的起始时间不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1MHZ时间信号必须做到准确稳定.通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
⑴晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的12MHz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定.不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器电路构成,秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管,本设计提供的为LED 数码管。
2.3 系统总体框图3 软件系统方案设计与选择3.1 主程序流程图3.1主程序流程图（续）3.2 定时器子程序流程图3.3方案选择与相关技术方案一：基本门电路搭肩，用基本门电路来实现数字钟，电路结构复杂，鼓掌系数大，不易调试。
方案二：单片机编程，用单片机设计电路，由于使用软硬件结合的方式，所以电路结构简单，调试也相对方便。
与第一种方案比较优点的是非常明显的。
我们选择了第二种方案。
4 硬件系统方案设计与选择4.1 单片机的结构4.1.1 结构框图4.2 开发板结构与使用方法4.2.1开发板的结构4.2.2 通过SST51实现开发板只读模式和程序烧写的切换打开SSTEasyIAP11F.exe程序，选择串口选择芯片型号和内部程序存储器选择PC串口，MCU晶振和波特率先选择确定在复位MCU通讯成功后窗口右上角显示芯片信息和版本信息点击Download SoftICE选项，将MCU中的BOOT LOADER监控程序替换为Soft ICE 监控程序选择确认更换打开Keil C51程序，新建一个工程保存在自己新建的文件夹中点击保存出现CPU选择对话框，选择SST系列的89X516RD2出现是否添加标准51初始代码对话框，选“否”工程建立之后新建源程序文件，点击”File”菜单下“New”选项保存在工程文件夹内，C程序文件后缀为“.C”，汇编程序文件后缀为“.ASM”在文本编辑区编写源程序并保存；在Source Group上右击选择“Add Files To Group…”选项添加源文件至工程选择编写好的源程序文件，点击Add添加所选文件点击编译按钮，编译工程进入目标板调试选项设置，点击“Project”菜单下“Options for Target…”选项选择为硬件仿真功能点击Setting进入通讯参数设定菜单，去掉所有Cache选项。
至此设置完毕，进入仿真调试阶段点击DEBUG下的“Start/Stop Debug Session”选项进入DEBUG界面进入后可以看到信息栏中由显示连接成功信息。
在此仿真界面可以进行单步、全速、断点等调试方式由Soft ICE监控程序转换回SST Boot-Strap Loader监控程序打开编辑器SUPERPRO程序进入SUPERPRO程序界面，单击“选择器件选项”进入器件选择对话框，在器件类型处选择“MCU/MPU”在查找处输入要器件名称，找到之后选择“确定”单击“装入文件”选项进入下载文件选择对话框，选择要下载的Soft ICE监控程序，文件格式一般为“.hex”或“.bin”格式因为SST单片机的监控程序存储在Block1中，Block1的地址为10000h，故数据缓冲区起始地址改为“10000”，下载一般执行程序则直接默认具体步骤为：Erase=》Program=》Verify；打开SST BOOT-STRAP LOADER软件工具，并按之前的步骤与单片机通讯连接成功。
在界面的右下方IAP Function菜单中有下载选项，选择“Download”选项下载程序进入了下载文件选择界面在文件查找对话框中找到要下载的用户程序，一般为.Hex或.bin格式文件选择好用户程序后，单击步骤二中的OK选项开始下载，界面最下面的状态栏显示下载进度，当显示为Done时表示程序下载已经完成，单片机上电执行用户程序了4.3 方案选择与相关技术4.3.1显示模块显示模块是本次单片机课程设计最核心的部分。
方案一：采用LCD1602。
LCD1602为工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。
其采用标准的16脚接口，该液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，所以可分容易的实现数字钟数码显示。
方案二：采用LED共阴极数码管。
共阴数码管在应用时将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
基于以上分析，我们考虑到现实经济因素，所以选择了方案二。
共阴极数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类：方案一：静态显示驱动。
就是每一个数码管显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。
这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种办法单片机中CPU的占用较小。
但对于静态显示方式,所需的数据锁存装置很多,引线多而复杂,且可靠性也较低。
方案二：动态显示驱动。
通过单片机对数码管位选通COM端电路的控制，只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
动态显示可以大幅度地降低硬件成本和电源的功耗，因为某一时刻只有一个数码管工作，也就是所谓的分时显示，故显示所需要的硬件电路可分时复用。
