数字电子时钟
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一、实习目的本次实习旨在通过设计和制作数字电子时钟,加深对数字电路基本原理、电子元器件性能及电路设计方法的理解。
通过实际操作,掌握数字电子钟的设计、制作、调试和故障排除等技能,提高动手能力和创新意识。
二、实习内容1. 数字电子钟电路设计(1)电路组成:数字电子钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时电路和校时电路等部分组成。
(2)电路设计:采用555定时器构成振荡器产生1Hz的脉冲信号,通过分频器得到1Hz的秒脉冲信号。
计数器采用异步十进制计数器74LS90,实现秒、分、时的计数。
译码显示采用共阳极LED数码管,显示当前时间。
报时电路由门电路和蜂鸣器构成,实现整点报时功能。
校时电路由按键和计数器构成,实现手动校时功能。
2. 元器件选型(1)振荡器:选用555定时器,其频率稳定,易于调整。
(2)分频器:选用CD4060,具有分频功能,可方便地实现秒、分、时的计数。
(3)计数器:选用74LS90,具有异步计数功能,可方便地实现秒、分、时的计数。
(4)译码显示:选用共阳极LED数码管,显示清晰,功耗低。
(5)报时电路:选用门电路和蜂鸣器,实现整点报时功能。
(6)校时电路:选用按键和计数器,实现手动校时功能。
3. 电路制作与调试(1)电路制作:根据电路原理图,焊接电路板,连接元器件。
(2)电路调试:首先检查电路连接是否正确,然后逐个模块进行调试。
调试过程中,注意观察数码管显示是否正常,报时是否准确,校时是否方便。
三、实习过程1. 设计电路原理图:根据数字电子钟的功能和性能要求,设计电路原理图。
2. 选择元器件:根据电路原理图,选择合适的元器件。
3. 制作电路板:根据电路原理图,制作电路板。
4. 焊接元器件:将元器件焊接在电路板上。
5. 电路调试:逐个模块进行调试,确保电路功能正常。
6. 故障排除:在调试过程中,若出现故障,分析原因,进行修复。
四、实习结果1. 成功设计并制作了数字电子钟,实现了秒、分、时的计数,整点报时和手动校时等功能。
[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计课程设计报告设计题目:数字电子时钟的设计与实现班级:学号:姓名:指导教师:设计时间:摘要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,大大的扩展了原先钟表的报时。
诸如,定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等,这些,都是以钟表数字化为基础的。
功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置,与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
从原理上讲,数字钟是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此,此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟,而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法。
通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
通过仿真过程也进一步学会了Multisim7的使用方法与注意事项。
本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求,输出方式灵活,如可以随意设置时、分、秒的输出,定点报时。
由于集成电路技术的发展,,使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。
关键词:数字钟,组合逻辑电路,时序电路,集成电路目录摘要 (1)第1章概述············································3第2章课程设计任务及要求·······························42.1设计任务············································42.2设计要求············································4第3章系统设计··········································63.1方案论证············································63.2系统设计············································63.2.1结构框图及说明·································63.2.2系统原理图及工作原理···························73.3单元电路设计········································83.3.1单元电路工作原理·······························83.3.2元件参数选择···································14第4章软件仿真·········································154.1仿真电路图··········································154.2仿真过程············································164.3仿真结果············································16第5章安装调试··········································175.1安装调试过程········································175.2故障分析············································17第6章结论···············································18第7章使用仪器设备清单··································19参考文献·················································19收获、体会和建议·········································20第1章概述数字集成电路的出现和飞速发展,以及石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表,用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面,目前已有集成的计数、译码电路,它可以直接驱动数码显示器件,也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件,构成模块式石英晶体数字钟。
电子行业数字电子钟说明书概述本说明书旨在向用户介绍并指导使用电子行业数字电子钟。
本产品是一款高精度、多功能的数字电子钟,适用于电子行业及其他需要精确时间记录和显示的场景。
1.高精度:采用了先进的时钟芯片,确保准确的时间显示。
2.多功能:除了基本的时间显示功能,还提供了闹钟、倒计时、计时器等实用功能。
3.大屏幕显示:采用了大尺寸的数字液晶屏幕,清晰明了。
4.多种显示模式:提供了12小时制和24小时制两种时间显示模式,可以根据实际需要进行切换。
•尺寸:150mm x 100mm x 30mm•重量:200g(不含电池)•电源:2节AAA干电池(不包含)•屏幕:大屏幕液晶显示屏•温度范围:0℃ ~ 50℃•湿度范围:10% ~ 90% RH使用方法安装电池1.打开电子钟背部的电池仓盖。
2.按照正负极的标识,正确地安装2节AAA干电池。
3.关上电池仓盖。
时间设置1.电池安装完成后,屏幕将亮起,并显示12:00 AM。
2.按下“设置”按钮,屏幕上会显示时间设置的界面。
3.使用“上”和“下”按钮调整小时、分钟和秒数。
长按“上”或“下”按钮可以快速调整。
4.设置完成后,再次按下“设置”按钮退出设置模式。
闹钟设置1.在时间显示界面,按下“闹钟”按钮进入闹钟设置模式。
2.使用“上”和“下”按钮调整闹钟的小时和分钟。
3.设置完成后,按下“闹钟”按钮保存设置,并返回时间显示界面。
4.在设定的闹钟时间到达时,电子钟将发出蜂鸣声提醒。
倒计时设置1.在时间显示界面,按下“倒计时”按钮进入倒计时设置模式。
2.使用“上”和“下”按钮调整倒计时的小时和分钟。
3.设置完成后,按下“倒计时”按钮保存设置,并返回时间显示界面。
4.在倒计时结束时,电子钟将自动停止并发出蜂鸣声提醒。
计时器功能1.在时间显示界面,按下“计时器”按钮进入计时器模式。
2.按下“开始/暂停”按钮开始计时,再次按下暂停计时。
3.按下“复位”按钮重置计时。
注意事项1.请勿将产品暴露在高温、高湿度或极低温度环境下,以免对电子元件造成损坏。
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器,它可以按照设定的时刻精确地表示时间。
它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。
因此,它可以被视为一个微处理器系统,系统中含有存储器、计数器、报警功能等。
最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。
由于石英可以产生完美的电振动,因此可以更准确地检测时钟改变。
二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度,主要是依靠特殊的驱动器来实现的。
驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。
其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。
可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。
2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。
在电子时钟中,晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。
3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号,并将其转换为可读取的数字信号的电路。
它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值,来决定是否需要重新设定。
4、显示电路为了使时间显示准确,显示电路需要有一定的能力,它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号,比如LED。
我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟,PIC16F628A是一款常用的单片机,在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势,即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。
而在驱动这个数字电子时钟时,我们选择了普通的石英晶振,其工作电压为3.3V,频率为32.768kHz。
它的作用是将电源电压转换成正弦波信号,然后此信号可以被PIC单片机读取,从而实现全电子时钟功能。
在处理每秒钟走过的时间时,我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数,而当计数器计数到一定值时,PIC单片机就知道一秒的时间已经过去,然后继续进行计算.最后,我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作,它从数据地址上读取数据,然后一次送到一位,就可以实时显示电子时钟的实时时间。
基于单片机的数字电子时钟设计数字电子时钟是一种非常常见的电子产品,它可以帮助我们实现精确的时间显示,让我们的生活更加方便。
随着科技的不断发展,数字电子时钟也在不断更新和发展,基于单片机的数字电子时钟已经成为当前最先进的技术之一。
本文将介绍基于单片机的数字电子时钟的设计原理和实现方法。
一、数字电子时钟的设计原理数字电子时钟的实现原理就是把时间信号转换成数字信号,再通过计算机芯片来显示时间。
其中,时间信号可以是电缆信号或者无线信号,并且也可以通过外部的控制电路进行调节。
而计算机芯片可以采用单片机、PLC控制器等方案进行设计。
基于单片机的数字电子时钟,可以使用数字时钟芯片和定时器芯片来完成。
数字时钟芯片是一种能够实现数据的统计、时钟显示等功能的IC芯片,通过将其与定时器芯片相连,就能够实现精确的时间统计和显示。
此外,在设计时还需要进行软硬件电路的优化和调试。
二、基于单片机的数字电子时钟的实现方法1、硬件设计基于单片机的数字电子时钟的硬件设计,主要包含单片机控制电路、显示电路、外设接口电路、供电电路、时钟芯片和定时器芯片等部分。
其中,时钟芯片用于提供精准的时间信号,定时器芯片则用于进行计时,而单片机和外设接口电路则用于控制整个数字电子时钟的功能。
另外,数字电子时钟还需要进行外观设计,通常采用的是数码管或液晶屏幕显示时间。
通过优化电路布局和参数匹配,可以有效地提高整个数字电子时钟的稳定性和精度。
2、软件设计在数字电子时钟的软件设计中,主要包含固件设计和操作系统设计两部分。
固件设计是指对单片机系统进行程序编写、调试和优化,以实现时钟的各种功能;而操作系统设计,则是对固件进行封装,建立起一套完整的操作环境,方便用户进行操作。
在固件设计中,需要考虑到时钟的显示、调节、闹钟、定时等多种功能的实现。
通常,这些功能都会涉及到多个模块和数据结构的设计,需要通过循序渐进的方式逐步实现。
在操作系统设计中,需要对时钟的各种操作进行封装,形成一套完整的操作界面。
数字电子钟 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字电子钟的基本原理,掌握其组成结构,包括时钟芯片、数字显示管等;2. 学生能掌握数字电子时钟的电路连接方式,了解各部分功能及相互关系;3. 学生能运用所学知识分析并解决数字电子钟在实际应用中出现的问题。
技能目标:1. 学生能运用所学知识设计简单的数字电子钟电路,具备实际操作能力;2. 学生能通过查阅资料、合作交流等方式,提高自主学习能力和团队协作能力;3. 学生能运用数字电子钟的设计原理,进行创新设计,提高创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对电子技术产生兴趣,树立学习信心,培养勇于探索、积极进取的精神;2. 学生认识到数字电子钟在生活中的广泛应用,了解科技发展对人类生活的影响,增强社会责任感;3. 学生在设计和制作过程中,培养耐心、细致的工作态度,提高审美观念。
本课程针对初中年级学生,结合电子技术学科特点,注重理论与实践相结合。
在教学过程中,关注学生个体差异,充分调动学生的主观能动性,培养其创新思维和实际操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高综合素养。
二、教学内容1. 数字电子钟原理及组成- 时钟芯片工作原理- 数字显示管工作原理- 数字电子钟的组成结构及功能2. 数字电子钟电路设计- 电路连接方法- 各组成部分的选型与参数- 电路图的绘制与解读3. 数字电子钟编程与调试- 基本编程知识- 编程控制数字显示- 电路调试与故障排查4. 数字电子钟的创新设计- 创新设计理念与方法- 功能拓展与优化- 设计实例分析教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,按照以下进度安排:第一课时:数字电子钟原理及组成第二课时:数字电子钟电路设计第三课时:数字电子钟编程与调试第四课时:数字电子钟的创新设计在教学过程中,注重理论与实践相结合,引导学生通过观察、实践、思考,掌握数字电子钟的设计与应用。
同时,鼓励学生进行创新设计,提高其解决问题的能力和创新思维。
数字电子钟电路图一、引言数字电子钟是一种广泛应用于现代生活中的电子设备,它能够精确显示时间,并具有一系列实用的功能,如日期显示、闹钟设置等。
数字电子钟的核心部分是电路板,通过电路板上的元件和连接线来实现时间的获取和显示。
本文将详细介绍数字电子钟的电路图设计及其原理。
二、电路图设计数字电子钟的电路图设计通常包括以下几个主要部分:1. 电源电路:数字电子钟需要一个稳定的电源来供电,通常使用直流电源。
在电路图中,电源电路主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
变压器将交流电转换为适当的电压,整流电路将交流电转换为直流电,滤波电路去掉直流电中的杂波,稳压电路稳定电压,以保证电子元件的正常工作。
2. RTC芯片:RTC芯片负责获取并记录时间信息。
它通常包含一个晶振电路、一个时钟计数器、一个时钟芯片以及一些时钟设置和显示控制的接口。
在电路图中,RTC芯片与其他电子元件通过引脚相连接,以实现时间数据的传输和显示。
3. 数码管:数码管是显示时间和日期的主要输出设备。
它具有多个数码管显示单元,每个数码管显示一个数字。
数码管接收来自RTC芯片的时间信息,并将其以数码形式显示出来。
在电路图中,数码管与RTC芯片之间通过引脚相连,以传输和显示时间数据。
4. 控制电路:控制电路负责对数字电子钟的功能进行控制和设置。
它通常包括按键开关、解码电路和逻辑门电路等。
按键开关用于设置闹钟、日期等功能,解码电路将接收到的按键信号转换为相应的控制信号,逻辑门电路用于实现各种功能的逻辑判断。
三、原理解析数字电子钟的原理基于时钟的计算和显示。
具体原理如下:1. 时间计算原理:RTC芯片中的晶振电路产生一个精确的时钟信号,通过时钟计数器进行计数,并根据计数结果得出当前的时间信息。
通过时钟计数器的设置和控制,可以实现时间的增减、精确校准等功能。
2. 时间显示原理:数字电子钟使用数码管将时间信息以数字形式显示出来。
数码管的每个数码显示单元通过不同的电压脉冲控制来显示不同的数字。
电子行业电子数字时钟1. 简介电子行业中的电子数字时钟是一种常见的时间显示装置。
它通过使用数码管或液晶显示屏,以数字形式显示时间。
这种时钟广泛应用于电子产品中,如手机、平板电脑、电视、微波炉等。
2. 工作原理电子数字时钟的工作原理通常包括以下几个关键组件:2.1 时钟芯片时钟芯片是控制整个数字时钟工作的核心部件。
它通常由一个精确的振荡器和各种逻辑电路组成。
振荡器提供时钟信号,逻辑电路将时钟信号转化为需要的显示形式,并进行计算、存储等操作。
2.2 数码管或液晶显示屏数码管或液晶显示屏用于显示时钟的数字。
数码管是一种包含七段LED灯的组件,每个段代表一个数字,通过控制不同的段的亮灭来显示不同的数字。
液晶显示屏则是一种电子显示技术,通过液晶分子的改变来显示不同的数字或图形。
2.3 控制电路控制电路负责接收时钟芯片发送的信号,并通过控制数码管或液晶显示屏的亮灭来实现时间的显示。
控制电路还可以包括各种设置按钮、调节旋钮等,用于对时钟进行调整和设置。
3. 功能特点电子数字时钟具有以下几个功能特点:3.1 精确度高由于电子数字时钟采用了精确的振荡器来提供时钟信号,所以其精确度较高,通常能够达到亚秒级别的准确性。
3.2 显示清晰数码管或液晶显示屏的显示效果较好,数字清晰可见,不易模糊或反光,可在不同的环境下清晰显示时间。
3.3 功能多样电子数字时钟可以具备各种功能,如显示时、分、秒,显示日期、年份,具备闹钟功能,甚至还可以添加温度、湿度等传感器,实现更多实用功能。
3.4 能耗低电子数字时钟采用的电子元件能耗较低,相对于传统的机械时钟来说,能够节省能源。
电子数字时钟广泛应用于电子行业中,其应用领域包括但不限于以下几个方面:4.1 消费电子产品手机、平板电脑、电视等消费电子产品中都需要一个精确的时间显示装置。
电子数字时钟能够满足这一需求,并且可以与其他功能进行结合。
家用电器如微波炉、洗衣机、烤箱等在操作过程中需要显示时间。
【精品】24时数字电子钟
24时数字电子钟,又称多功能数字电子钟,是一种采用微处理器技术,能够显示当前时间的电子装置。
可以用来显示24小时制的时间,并以12小时制的格式显示。
它可以兼容多种时间控制系统,支持不同的时区、日期、时间格式设置。
它通常用于商用房间、大型庆典等场合,以显示该地区实时时钟,不会受到地点距离、夜晚时间及外界因素的影响。
24时数字电子钟外观造型简约大气,采用抗偏色的高品质无闪烁LED模块,光源色彩稳定,显示清晰,而且可以调节背景光,增强各种光源相间的视觉效果;此外,它主要运用的储存器为博基诺存储器,可支持多种显示格式,时分秒显示,模式切换设定等,电源稳定,使用寿命长,保证数据准确更新。
24时数字电子钟采用先进的智能技术,可以自动更新时间,准确无误;内置计算机程序技术,实现实时时间更新;此外,它可实现定时开关机等功能,实现省电与节能,满足各种应用需求;有报警功能,可以提醒使用者在规定的时间做好对应的工作。
数字电子钟报告数字电子钟是一种数字显示时钟,由内部电路和稳定的时基构成,它能够精确地显示时间。
数字电子钟报告主要介绍数字电子钟的特点、运作原理及其应用领域。
一、数字电子钟的特点数字电子钟具有以下特点:1. 精确:数字电子钟运用内部电路和稳定的时基,能够实现高精度的时间显示。
2. 显示清晰:数字电子钟采用液晶显示器或LED显示器,可以清晰地显示时间及其他信息。
3. 造型多样:数字电子钟不像传统机械钟表有固定的样式和形状,它可以采用各种不同的材料、造型和尺寸,从而满足不同消费者的需求。
4. 功能可扩展:数字电子钟不仅仅是一个单独的时钟,它还可以具有辅助功能,如闹钟、日期显示、温度和湿度显示等功能。
二、数字电子钟的运作原理数字电子钟的运作原理是由内部电路控制芯片以及稳定的时基共同构成。
其运作过程如下:1. 内部电路控制芯片:数字电子钟的控制芯片是集成电路芯片,可以控制时钟的所有指令,包括时区、夏令时、时钟校正等功能。
2. 稳定的时基:数字电子钟内部的时基通常采用石英晶体。
当稳定的电子波通过石英晶体时,会产生高精度的振荡,从而确保时钟的准确性。
3. 显示器:数字电子钟的显示器可以使用不同的技术,如LED、LCD、VFD和OLED等。
4. 电源:数字电子钟一般使用电池或者插电源供电。
使用电池供电的数字电子钟不受电力故障影响,不易出现时间误差。
三、数字电子钟的应用领域数字电子钟广泛应用于各个领域,如工业、医疗、军事、交通等。
下面是具体的应用场景:1. 家庭:数字电子钟是家庭中普遍使用的电子产品,家用数字电子钟通常用于厨房、客厅、卧室等地方,可帮助家庭成员便利地计算时间。
2. 工业:数字电子钟通常被用于工业环境中,以确保生产环节和工业过程的顺利进行。
3. 体育:数字电子钟被广泛用于体育场馆,如计时器、裁判计分板等,以确保比赛的正确进行,并确保结果的准确。
4. 交通:数字电子钟可以用于火车站、机场和公共汽车站等各种交通枢纽,从而确保准确的到达和离开时间。
课程设计(论文)题目名称基于单片机的电子计时器设计课程名称单片机原理及其在电气测控学科中的应用学生姓名郑宜腾学号0942130147系、专业机电工程系09-3电气自动化指导教师高学辉2012年5月摘要单片机自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AT89C51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。
关键词:单片机;AT89C51;电子时钟;数码管目录摘要 01 绪论 (1)2 系统概述及总体设计 (2)2.1系统概述 (2)2.2总体设计 (2)3 硬件设计 (3)3.1系统工作原理 (3)3.2 单片机的复位电路 (3)3.3单片机的晶振电路 (4)3.4按键电路 (4)3.5 时钟显示电路 (5)4 软件设计 (6)5 系统仿真调试说明 (11)6 仿真结果与分析 (12)参考文献 (13)致谢 (14)附录A(电路原理图) (15)附录B(程序清单) (16)1绪论电子计时器,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,由于电子计时器,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。
电子计时器电路在计算机系统中起着非常重要的作用,是保证系统正常工作的基础。
在一个单片机应用系统中,时钟有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,即定时时间,它通常有两种实现方法:一是用软件实现,即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现,但误差很大,主要用在对时间精度要求不高的场合;二是用专门的时钟芯片实现,在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法,典型的时钟芯片有:DS1302,DS12887,X1203等都可以满足高精度的要求。
本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子计时器的方法,本设计由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机电子计时器。
2系统概述及总体设计2.1系统概述单片机自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。
单片机具有体积小、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。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
电子计时器是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛应用。
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到电子钟。
在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用的电子计时器已经成为一种时尚。
但目前市场上各式各样的电子钟大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂,功率损耗大等缺点。
因此有必要对数字电子钟进行改进。
2.2总体设计微处理器的设计选择89C51;显示电路的设计选用数码显示,将数码显示与驱动集成在一块芯片上;校时电路的设计,通过两个按钮来控制,一个使时钟加一,另一个使分钟加一;闹铃的设计,软件方面需通过不断比较当前时间与闹铃设定的时间来实现闹铃;硬件方面,同样需要用到一个按钮来设置闹铃时间以及停闹铃;秒表的设计,硬件通过一个按钮控制秒表的开、停,软件利用外部中断0来实现停秒表。
还有一些其他控制电路如复位电路、时钟电路等。
通过这些控制电路的连接构成了完整的电路。
本系统是一个多功能电子计时器,数码管显示时间,具有通过多个按钮对对应的时、分进行加一调节,设闹钟,开、停秒表以及复位。
3硬件设计3.1系统工作原理图3.1 系统结构图对定时器T0设置一个50ms的脉冲,设定一计数功能的单元地址20H,其内容是20。
通过当20H中值减为0时秒加一。
当秒、分值为60时,该位清零,且高位加一。
该系统是通过P2口控制时、分、秒的位的选择,通过P0口由74LS245锁存器实现时、分、秒具体的0~9的显示。
分、时的调节是通过P1.1、P1.2口两个按钮,每一个按钮按下,对应端口由高电平变为低电平,程序进入一个相对应的加一程序。
进入闹铃设置是通过P3.3口按钮来控制的,闹铃的调整要调用闹铃的时间调整程序,闹铃响起后要停止闹铃,只要按下P3.3口的按钮则外部中断1来申请中断来实现停闹铃。
按下P3.2口的按钮则开启秒表,再按一下按钮则由外部中断0申请中断来停止秒表。
P1.0口接按钮实现清零功能。
按下后,时钟从零时零分零秒显示。
复位电路我们采用了上电复位和手动复位相结合的形式,设置了一个复位按钮。
3.2 单片机的复位电路我们采用上电复位和手动复位相结合的方式。
图3.2 复位电路3.3单片机的晶振电路在晶振两侧各接一个30pf的瓷片电容接地,用来削减偕波对电路的稳定性的影响。
图3.3 单片机的晶振电路3.4按键电路按下键后对应的端口被拉成低电平以实相应的功能。
其中的秒表按键以及闹钟按键功能比较强大,他们须分别实现秒表的开、停和设置闹钟时间的进入以及停止闹铃。
图3.4 电子时钟的按键电路3.5 时钟显示电路我们选用了8个共阴极的数码管来显示时钟。
因为段选端需要接一个锁存器以稳定显示,而P0口的驱动能力最大,所以我们选P0口为段选段。
P2口为位选。
不选P3口是因为我们要用外部中断0、1来实现停秒表和停闹铃的功能。
图3.5 时钟显示电路4 软件设计图4.1 主程序流程图程序开始后,设置各中断路口的首地址,然后开启中断,启动后将其与闹钟设定数值相比较,若没有达到闹钟设定数值则显示时钟然后再按键扫描,并执行相应的功能程序。
若达到了闹钟设定数值,则向闹钟。
当外部中断相应时,闹钟停止。
图4.2 调时钟流程图当按下P1.1或P1.2时,分别对分和时加一,然后再显示,当所调时与闹钟时间比较没有达到时,则回到闹钟比较处。
图4.3设闹钟流程图开始对闹钟时间进行调节,按P1.1和P1.2分别对分钟和时钟加一,查看显示值,查看(19H)中的值是否为零,再判断是否退出回到闹铃比较处。
图4.4主时钟计时流程图本程序是主时钟中断程序,首先对其设定初值,查看(20H)中的值是否为零,为零时秒单位加一,当秒为60时,分加一。
当分为60时,时加一。
当时为24时,对秒分时都清零。
然后返回中断。
5 系统仿真调试说明在WAVE中编好一个功能程序,编译无误后,添加到PROTEUS仿真软件中的AT89C51芯片中,保存,运行,观察是否得到想要的结果,如果不是则回到WAVE 中改进程序,再编译、仿真,直至所有功能均可实现。
显示时钟功能,要能显示时、分、秒,并能显示之间的分隔符。
秒表功能,按下相应按钮开秒表,再次按下则停秒表。
清零功能,按下清零键当前时间从零时零分零秒走起。
设置闹铃时间功能,按下相应的键要进入调闹铃,此时只显示时、分以及其间的分隔符,按下调分键进行调分,按下调时则调时。
闹铃功能,到了设定的时间后蜂鸣器发出有规则的断、续的声音,按下设置闹铃的键则停止鸣叫。
6 仿真结果与分析图6.1仿真结果图刚开始仿真是遇到了困难,数码管不显示,原来是程序出错,不能达到指定的功能经过反复修改程序,终于实现了其基本功能,按各个开关都能实现指定的功能,调时,调秒表,调闹钟等。
仿真的成功,让我收获到成功的喜悦。
让我懂得了硬件和软件的功能,使我受益匪浅。
参考文献[1]李朝青.单片机原理及接口技术.(第三版),北京航空航天大学出版社,1999:18-47页[2]朱清慧张凤蕊翟天嵩王志奎.Proteus 教程——电子线路设计·制版与仿真.[M],清华大学出版社,2008:1-116页[3]李维祥.单片机原理与应用[M].天津大学出版社,2001:1-96页[4]钱逸秋.单片机原理与应用[M].电子工业出版社,2002:1-102页[5]华成英,童诗白.模拟电子技术基础(第四版).高等教育出版社,2006:39-222页致谢首先要感谢辅导老师的细心教导,教会了我们如何写论文,后面我们终于搞出了像样的论文,对所学知识也有了更深入的了解,并且能够将所学知识融会贯通,这些都归功于指导老师孜孜不倦的教导。
在整个设计过程中,我们充分发挥了人的主观能动性,自主学习,学到了许多课本上没法学到的知识,较好的完成了作品,达到了预期的目的,完成了最初的设想。
通过这次设计,认识到对电路的设计、布局要先有一个好的构思,才显得电路板美观、大方。
程序编写中,由于思路不清晰,开始时遇到了很多的问题,经过静下心来思考,查阅了很多资料,理清了思路,渐渐开始得心应手。
在此次设计中,知道了无论做什么事要有一颗平常的心,不要想着走捷径,一步一个脚印才是硬道理。
通过这次设计,会让我以后的学习和办事变得更加严谨、更加有耐心、更加有条理。
最后,再次要感谢我们的老师,是他教给了我们全面的基础知识,如果没有精湛的基础知识作为后盾,一切都是不可能的附录A(电路原理图)电路原理图电路原理图附录B(程序清单)ORG0000HLJMP MAINORG0003HLJMP RUNHOLD;停秒表中断ORG000BHLJMP RUN;秒表计时中断ORG0013HLJMP STOP;停闹铃鸣叫ORG001BHLJMP TIMER;主时钟计时中断ORG0100HMAIN:MOV SP,#60H;设置堆栈SETB RS0;设置当前工作组CLR RS1CLR IT0;设置外部0中断方式CLR IT1;设置外部1中断方式MOV TMOD,#11H;T0主时钟计时,T1秒表计时MOV20H,#14H;主时钟计时循环次数CLR AMOV30H,A;主时钟计时数据存放单元,秒十六进制存储单元MOV31H,A;分十六进制存储单元MOV32H,A;时十六进制存储单元MOV72H,#10H;分秒分隔符MOV75H,#10H;时主时钟计时循环次数MOV76H,AMOV77H,AMOV51H,A;设置闹铃时间MOV52H,ASETB ET1;开放T0中断SETB EAMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HSETB TR1;开T0CLR19H;设置调闹钟标志* 闹钟比较*ALARMC:JB19H,KEYSCANSETB EX1SETB18H;设置停闹铃鸣叫标志MOV A,32HCJNE A,52H,KEYSCANMOV A,31HCJNE A,51H,KEYSCANSET3:JNB18H,KEYSCANSETB19HCLR P1.7;闹铃鸣叫LCALL LED_BCDSETB P1.7LCALL LED_BCDAJMP SET3* 按钮扫描*KEYSCAN:CLR EX1LCALL LED_BCDJB P1.1,SET5MADD1:LCALL DEL05S;调分JNB P1.1,SET4CLR ET1CLR TR1MOV A,#1HADD A,31HDA AMOV31H,ACJNE A,#60H,SET5MOV31H,#00HMOV A,#1HADD A,32HDA AMOV32H,AAJMP SET5SET4:JNB P1.1,$SET5:LCALL LED_BCDSETB ET1SETB TR1JB P1.2,SET9HADD1:LCALL DEL05S;调时JNB P1.2,SET8MOV A,#1HADD A,32HDA AMOV32H,ACJNE A,#24H,SET9MOV32H,#00HAJMP SET9SET8:JNB P1.2,$SET9:LCALL LED_BCDSETB ET1SETB TR1JB P3.2,CLEARLCALL DEL05SJNB P3.2,SET10SETB ET0;进入秒表SET16:MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HMOV21H,#02HMOV40H,#00HMOV41H,#00HMOV42H,#00HMOV43H,#00HMOV01H,#01HSETB TR0SET11:LCALL DISPRUNSETB EX0JB01H,SET11MOV75H,#10HLCALL LED_BCDLCALL LED_BCDLCALL LED_BCDAJMP CLEARSET10:JNB P3.2,$CLEAR::LCALL LED_BCDJB P1.0,AJUSTALARM;清零LCALL DEL05SJNB P1.0,SET15LJMP SET19SET15:JNB P1.0,$AJMP AJUSTALARMSET19:CLR TR1CLR AMOV30H,AMOV31H,AMOV32H,ASETB TR1LCALL LED_BCDLCALL ALARMCAJUSTALARM:JB P3.3,SET31;调闹铃LCALL DEL05SJNB P3.3,SET32SET33:LCALL DISPALARMJNB P1.1,SET36JB P1.2,SET33LJMP SET37SET36:LJMP SET34SET37:LJMP SET35SET31:LJMP ALARMCSET32:JNB P3.3,$LJMP ALARMCSTOP:PUSH PSW;停闹铃中断PUSH ASETB P3.3CLR18HCLR EX1CLR P1.4POP APOP PSWRETIRUNHOLD:PUSH PSW;停秒表PUSH ACLR ET0CLR TR0MOV00H,#150SET13:LCALL DISPRUNDJNZ00H,SET13CLR01HCLR EX0POP APOP PSWRETIRUN:PUSH PSW;秒表计时中断PUSH AMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HDJNZ21H,RETURNMOV21H,#02HMOV A,#1HADD A,40HDA AMOV40H,ACJNE A,#10H,RETURNMOV40H,#00HMOV A,#1HADD A,41HDA AMOV41H,ACJNE A,#10H,RETURNMOV41H,#00HMOV A,#01HADD A,42HDA AMOV42H,ACJNE A,#10H,RETURNMOV42H,#00HMOV A,#01HADD A,43HDA AMOV43H,ACJNE A,#10H,RETURNMOV43H,#00HRETURN:LCALL DISPRUNPOP APOP PSWRETIDISPRUN:PUSH08H;秒表计时中断PUSH AMOV R0,#42HMOV22H,#2HMOV P2,#0FEHMOV A,40HMOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DEL10MSMOV A,P2RL AMOV P2,AMOV A,41HMOV DPTR,#TAB1MOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DEL10MSMOV A,P2RL AMOV P2,ANEXT:MOV A,@R0MOV DPTR,#TABMOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DEL10MSRL AMOV P2,AINC R0DJNZ22H,NEXTPOP APOP08HRETSET34:LCALL DEL05S;开始调闹钟,调分JNB P1.6,SET25MOV A,#01HADD A,51HDA AMOV51H,ACJNE A,#60H,SET23MOV51H,#00HAJMP SET23SET25:LCALL DISPLAYJNB P1.1,$AJMP SET33SET35:LCALL DEL05S;调时JNB P1.2,SET27MOV A,#01HADD A,52HDA AMOV52H,ACJNE A,#24H,SET23MOV52H,#00HAJMP SET23SET27:LCALL DISPLAYJNB P1.2,$SET23:MOV04H,#150SET24:LCALL DISPALARMJNB P1.1,SET34JNB P1.2,SET35DJNZ04H,SET24CLR19HLJMP ALARMCSET28:LCALL DISPALARMAJMP SET35SET29:MOV04H,#150SET30:LCALL DISPALARMJNB P1.1,SET34JNB P1.2,SET35DJNZ04H,SET30CLR19HLJMP ALARMCDISPALARM:MOV70H,#00H;闹铃显示MOV71H,#00HMOV A,51HANL A,#0FHMOV73H,AMOV A,51HANL A,#0F0HSWAP AMOV74H,AMOV A,52HANL A,#0FHMOV76H,AMOV A,52HANL A,#0F0HSWAP AMOV77H,ALCALL DISPLAY1RETTIMER:PUSH PSW;主时钟计时中断PUSH ACLR TR1MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HDJNZ20H,RETUNTTMOV20H,#14HMOV A,#01HADD A,30HDA AMOV30H,ACJNE A,#60H,RETUNTTMOV30H,#00HMOV A,#01HADD A,31HDA AMOV31H,ACJNE A,#60H,RETUNTTMOV31H,#00HMOV A,#01HADD A,32HDA AMOV32H,ACJNE A,#24H,RETUNTTMOV32H,#00HRETUNTT:POP APOP PSWRETILED_BCD:MOV72H,#10H;时钟显示MOV A,30HANL A,#0FHMOV R0,#70HMOV @R0,AINC R0MOV A,30HANL A,#0F0HSWAP AMOV @R0,AINC R0INC R0MOV A,31HANL A,#0FHMOV @R0,AINC R0MOV A,31HANL A,#0F0HSWAP AMOV @R0,AINC R0INC R0MOV A,32HANL A,#0FHMOV @R0,AINC R0MOV A,32HANL A,#0F0HSWAP ALCALL DISPLAYRETDISPLAY:MOV R7,#08H;主显示MOV P2,#0FEH;位选MOV R1,#70HNEXT2:MOV DPTR,#TABMOV A,@R1MOVC A,@A+DPTRMOV P0,A;段选LCALL DEL10MSMOV A,P2RL AMOV P2,AINC R1DJNZ R7,NEXT2RETDISPLAY1:MOV03H,#05H;调时显示MOV P2,#0F7HMOV R1,#73HNEXT3:MOV DPTR,#TABMOV A,@R1MOVC A,@A+DPTRMOV P0,ALCALL DEL10MSMOV A,P2RL AMOV P2,AINC R1DJNZ03H,NEXT3RETTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66HDB6DH,7DH,07H,7FH,6FHDB77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,40H,00H DEL1MS:MOV R2,#14DL1:MOV R3,#19DL2:DJNZ R3,DL2DJNZ R2,DL1RETDEL10MS:MOV R4,#10DL3:LCALL DEL1MSDJNZ R4,DL3RETDEL01S:MOV R5,#10DL4:LCALL DEL10MSDJNZ R5,DL4RETDEL05S:MOV R6,#5DE3:LCALL DEL01SDJNZ R6,DE3RETEND。