多功能电子钟的设计与实现

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。

[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。

基于51单片机的多功能电子钟设计1. 本文概述随着现代科技的发展，电子时钟已成为日常生活中不可或缺的一部分。

本文旨在介绍一种基于51单片机的多功能电子钟的设计与实现。

51单片机因其结构简单、成本低廉、易于编程等特点，在工业控制和教学实验中得到了广泛应用。

本文将重点阐述如何利用51单片机的这些特性来设计和实现一个具有基本时间显示、闹钟设定、温度显示等功能的电子钟。

本文的结构安排如下：将详细介绍51单片机的基本原理和特点，为后续的设计提供理论基础。

接着，将分析电子钟的功能需求，包括时间显示、闹钟设定、温度显示等，并基于这些需求进行系统设计。

将详细讨论电子钟的硬件设计，包括51单片机的选型、时钟电路、显示电路、温度传感器电路等。

软件设计部分将介绍如何通过编程实现电子钟的各项功能，包括时间管理、闹钟控制、温度读取等。

本文将通过实验验证所设计的电子钟的功能和性能，并对实验结果进行分析讨论。

通过本文的研究，旨在为电子钟的设计提供一种实用、经济、可靠的方法，同时也为51单片机的应用提供一个新的实践案例。

2. 51单片机概述51单片机，作为一种经典的微控制器，因其高性能、低功耗和易编程的特性而被广泛应用于工业控制、智能仪器和家用电器等领域。

它基于Intel 8051微处理器的架构，具备基本的算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）、累加器（ACC）和寄存器组等核心部件。

51单片机的核心是其8位CPU，能够处理8位数据和执行相应的指令集。

51单片机的内部结构主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、定时器计数器、并行IO口、串行通信口等。

其存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

程序存储器通常用于存放程序代码，而数据存储器则用于存放运行中的数据和临时变量。

51单片机还包含特殊功能寄存器（SFR），用于控制IO端口、定时器计数器和串行通信等。

51单片机的工作原理基于冯诺伊曼体系结构，即程序指令和数据存储在同一块存储器中，通过总线系统进行传输。

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。

一、实训目的本次实训旨在通过学习单片机技术，设计并实现一个基于单片机的多功能电子时钟系统。

通过实训，使学生掌握以下知识和技能：1. 熟悉单片机的基本原理和编程方法；2. 掌握电子时钟系统的硬件设计、软件编程和调试方法；3. 提高动手能力和实际应用能力。

二、实训内容1. 系统硬件设计（1）核心控制器：选用AT89C51单片机作为系统的核心控制器。

（2）时钟芯片：使用DS1302实时时钟芯片，提供精确的时间信号。

（3）液晶显示屏：选用1602液晶显示屏，用于显示时间、日期、温度等信息。

（4）按键模块：设计包含时间设置键、日期设置键、闹钟设置键等的按键模块。

（5）温度传感器：使用DS18B20温度传感器，用于检测环境温度。

（6）电源模块：为整个系统提供稳定的工作电压。

2. 系统软件设计（1）主程序：负责系统初始化、时钟显示、闹钟提醒、温度检测等功能。

（2）中断程序：负责时钟中断、闹钟中断、温度中断等。

（3）显示程序：负责液晶显示屏的显示内容更新。

（4）按键处理程序：负责按键扫描、按键消抖、按键功能处理等。

三、实训过程1. 硬件搭建（1）根据设计图纸，焊接电路板。

（2）连接单片机、时钟芯片、液晶显示屏、按键模块、温度传感器和电源模块。

（3）检查电路连接是否正确，确保系统硬件正常工作。

2. 软件编程（1）编写主程序、中断程序、显示程序和按键处理程序。

（2）使用C语言进行编程，并利用Keil软件进行编译。

（3）将编译好的程序烧录到单片机中。

3. 调试与优化（1）在Proteus仿真软件中，对系统进行仿真调试。

（2）检查程序运行是否正常，优化程序代码。

（3）对硬件电路进行调整，确保系统稳定运行。

四、实训结果1. 系统功能实现（1）显示当前时间、日期和温度。

（2）设置闹钟时间，并在设定时间响起。

（3）计时器功能，可以记录时间。

（4）温度检测功能，实时显示环境温度。

2. 系统稳定性通过仿真和实际测试，系统稳定运行，满足设计要求。

多功能数字钟电路设计1设计内容简介数字钟是一个简单的时序组合逻辑电路，数字钟的电路系统主要包括时间显示，脉冲产生，报时，闹钟四部分。

脉冲产生部分包括振荡器、分频器；时间显示部分包括计数器、译码器、显示器；报时和闹钟部分主要由门电路构成，用来驱动蜂鸣器。

2设计任务与要求Ⅰ以十进制数字形式显示时、分、秒的时间。

Ⅱ小时计数器的计时要求为“24翻1”，分钟和秒的时间要求为60进位。

Ⅲ能实现手动快速校时、校分；Ⅳ具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响为整点。

Ⅴ具有定制控制（定小时）的闹钟功能。

Ⅵ画出完整的电路原理图3主要集成电路器件计数器74LS162六只；74LS90三只；CD4511六只；CD4060六只；三极管74LS191一只；555定时器1只；七段式数码显示器六只，74LS00 若干；74LS03(OC) 若干；74LS20 若干；电阻若干，等4设计方案数字电子钟的原理方框图如图（1）所示。

该电路由秒信号发生器、“时，分，秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路、闹钟定时等电路组成。

秒信号产生器决定了整个计时系统的精度，故用石英晶体振荡器加分频器来实现。

将秒信号送入“秒计时器”，“秒计时器”采用六十进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用六十进制计数器，每60分钟，发出一个“时脉冲”，该信号经被送到“时计数器”作为“时计数器”的时钟脉冲，而“时计数器”采用二十四进制计数器，实现“24翻1”的计数方式，可实现对一天二十四小时的累计。

译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过七段式显示译码器译码，通过刘伟LED 七段显示器显示出来。

整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后触发一音频发生器实现整点报时，定时电路与此类似。

校时电路是用“时”、“分”、“秒”显示数5电路设计5.1秒信号发生器秒信号发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体整荡器产生的脉冲经过整形、分频获得1 Hz的秒脉冲。

电子技术(下)课程设计题目名称：多功能电子时钟的设计院系名称：电子信息学院班级：学号：学生姓名：指导教师：年月电子技术(下)课程设计任务书姓名学号学院电子信息学院班级题目多功能电子时钟的设计设计任务1、基本部分1)、由振荡电路产生秒脉冲信号；2)、经分频电路、计数电路、译码电路，由数码管显示；3)、秒和分电路为60进制，小时电路为24进制；2、发挥部分1)、可以增加校正电路，对秒、分、小时进行校对；2)、可以增加报时电路，整点前进行“四低一高”报时；时间进度总体时间为1周；星期一上午：讲解；星期一下午：理解电路原理；星期二上午：发放元器件和工具，设计电路和连线；星期四上午：验收电路；星期日之前：上交课程设计报告；主要参考文献[1]康华光。

电子技术基础数字部分(第五版)。

北京：高等教育出版社，2006；[2]康华光。

电子技术基础模拟部分(第五版)。

北京：高等教育出版社，2006；[3]电子技术(下)实验指导书，中原工学院电子技术课程组自编，2011；摘要设计一台可以准确计时，以十进制数显示“时”、“分”、“秒”的多功能电子时钟,小时为24进制，分和秒均为60进制。

多功能电子时钟实际是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路，是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

通过本课程设计，巩固加强“数字电子技术”课程的理论知识；掌握电子电路的一般设计方法，并了解电子产品研制开发的过程；基本掌握电子电路安装和调试的方法；培养独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维。

关键词：电子时钟；计数器；AbstractDesign a can accurate timing, in decimal number shows "hour"," minute" and "seconds" multifunctional electronic clock, for 24 hours into the system, minutes and seconds are 60 into the system. Multifunctional electronic clock is actually a for standard frequency (1 HZ) to count count circuit, is the digital circuit implementation digital display timer device. Through this course design, make we strengthen "hour","minute" and "seconds" digital electronic technology" the curriculum theory knowledge; Grasp the electronic circuit of the general design method, and understand the electronic product development development process; Basic grasp the electronic circuit installation and debugging methods; To foster independent analysis and problem-solving ability and creative ability and creative thinking.Key words：Electronic clock; counter;目录中文摘要Abstract第一章绪论 (1)第二章总体方案设计 (1)2.1 设计内容 (1)2.1.1基本部分 (1)2.1.2发挥部分 (1)2.2 原理说明 (1)第三章单元模块设计 (3)3.1 振荡器 (3)3.2 分频器 (6)3.3 计数器 (7)3.4 译码显示电路 (10)3.5校时电路 (11)3.6 整点报时电路 (12)第四章系统的调试与功能 (13)4.1 系统的调试 (13)4.2 系统的功能 (14)第五章心得体会 (15)参考文献 (15)附录一：工具清单 (15)附录二：元器件清单 (16)附录三：主要元器件的引脚图和功能表 (17)第一章绪论随科技的发展，电子产品越来越多的走进人们的生活，工艺也是越来越精湛。

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。

多功能数字钟设计实验报告院系：电子与通信工程学院：郭世康班级：1301学号：U202113639指导教师：唐祖平一、实验目标掌握可编程逻辑器件的应用开发技术——设计输入、编译、仿真和器件编程熟悉EDA软件使用掌握Verilog HDL设计方法分模块、分层次数字系统设计二、实验容要求根本功能能显示小时、分钟、秒钟〔时、分用显示器，秒用LED〕能调整小时、分钟的时间提高要求任意闹钟；〔1分〕小时为12/24进制可切换〔1分〕报正点数〔几点钟LED闪烁几下〕〔1分〕三、实验条件Xilinx工程环境，win7操作系统，BASYS2实验板。

四、实验设计1.设计分析数字钟大体上由2个60进制计数器，1个24进制计数器构成，中间有数据选择器进展连接。

为实现提高功能，还需12进制计数和整点判断模块。

下列图为数字钟层次构造图。

2. 实验原理振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。

秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按24或12进制规律计数。

计数器的输送译码显示电路，即可显示出数码〔即时间〕。

计时出现误差时可以用校时电路进展校时和校分。

小时显示〔12\24〕切换电路、仿电台报时、定时闹钟为扩展电路，只有在计时主体电路正常运行的情况下才能进展功能扩展。

本实验采用Verilog HDL进展描述，然后用FPGA/CPLD实现，使用部50MHz 晶振作为时钟电路。

3. 逻辑设计实现上述功能的Verilog HDL 程序如下。

实现根本功能的程序分为两层次四个模块，底层有3个模块构成，即6进制计数器模块，10进制计数器模块和24进制计数器模块，顶层有一个模块，他调用底层的3个模块完成数字中的计时功能。

moduletimeclock(Hour,Minute,Second,CP,nCR,EN,Adj_Min,Adj_Hour,number,Light,clk,temp,c hange,AMTM,dingdong);output [7:0] Hour,Minute,Second;output [3:0] Light,temp;output [6:0] number;output clk,AMTM,dingdong;//clk为分频之后的时钟信号，频率为1Hz，AMTM为24进制转换12进制时说明上下午的变量，dingdong为整点报时时的闪烁信号。

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。

[电子系统设计]总结报告题目：多功能数字钟专业：电子信息科学与技术班级：2010级2班姓名：XXX指导教师：评分：2012年11月19日目录1项目计划 (1)1.1方案可行性 (1)1.1.1市场可行性分析 (1)1.1.2技术分析 (1)1.1.3法律分析 (1)1.2项目执行计划 (2)1.2.1工程进度图 (2)1.2.2工程进度表 (2)1.2.3工程预算 (2)2设计说明 (3)2.1基本设计思想 (3)2.2设计原理 (4)2.3系统结构框图 (4)2.4原理图 (5)2.5各单元模块设计原理 (5)2.5.1单片机最小系统 (5)2.5.2数码显示模块 (6)2.5.3闹铃模块 (7)2.5.4接口和外部控制模块 (8)2.5.5时钟模块 (8)2.6各单元模块设计流程及部分程序代码 (9)2.6.1各单元模块设计流程图 (9)2.6.2部分程序代码 (11)2.7时钟的操作流程 (11)3调试说明 (12)3.1生产工艺 (12)3.2调试准备工作 (12)3.3调试方法及步骤 (12)3.4调试数据 (13)3.4.1未安装芯片时的点参数 (13)3.4.2安装芯片后的点参数 (13)3.5调试结果 (14)3.6注意事项 (14)3.7可能遇到的问题及解决方案 (14)4总结 (15)5附录 (15)1项目计划1.1方案可行性1.1.1市场可行性分析多功能数字钟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，随着多功能数字钟在公共场合的应用和多功能数字钟数量的增多，多功能数字钟的功能和准确度更被人们所重视。

本多功能数字钟属于多功能数字钟，具有功能多，成本低的特点，制作一个多功能数字钟所需材料成本约为17元，人工成本约6元，而一个多功能数字钟市场价约为60，每个多功能数字钟可净收入约37元，现在市场上数字钟的需求量大，生产商寥寥无几。

摘要随着科学技术的不断发展，电子时钟已经成为一种普遍的工艺了。

日常生活中到处可见。

电子时钟的设计有很多种，普遍的电子时钟是基于单片机用汇编语言做成的扩展。

ARM功能也一样且更精确。

本文是详细介绍基于ARM上做成的电子时钟。

这个电子时钟的硬件是用LPC2103板， 8个按键和8个数码管组成的键盘显示板，还有LED灯当成闹铃使用。

此时钟还可以当成秒表使用。

这是一个基于ARM实现多功能的电子时钟。

关键词：ARM；数码显示管；按键；LED灯；目录前言3第一章概述 4 电子时钟概述 4第二章工作原理 5 系统框图 5时钟的工作原理与功能 5第三章硬件电路设计 6 键盘显示板的电路设计 6数码管的电路设计 8键盘电路设计 8蜂鸣器电路的设计 8的电路设计 9第四章软件设计 11 软件设计 11第五章调试过程 18 调试过程 18总结 18附录 18参考文献 20 谢辞 20前言时钟是人们生活中必不可少的一种工具，更是更是在人类生产，生活，学习等多个领域得到广泛的应用。

然而随着时间的推移，尤其是在现在科技的发达，生活水平高，什么都讲究效率的年代。

人们不仅对时钟的精度要求高，而且对时钟的功能的要求也越来越多。

时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具，而是在很多实际应用中它还需要能够实更多的其他功能。

比如日历显示功能，秒表功能，闹钟功能，温度或湿度的测量电压测量等。

时钟数字化给人们的生活带来了极大的方便，而且也大大地扩展了钟表原先的保湿功能。

诸如定时自动报警，按时自动闹铃，定时广播，各种定时电气的自动启用等。

这些功能都是一钟表数字化为基础的。

可以说设计多功能数字时钟的意义已不不只在于数字时钟本身，更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。

在很多实际应用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实施控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。

因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

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。

多功能数字钟的设计及制作1.设计分析本次设计的数字钟具有校时功能。

我们需要在先设计一个基本的数字钟，然后在此基础上增加校时电路。

一个基本的数字钟由三个部分组成：秒脉冲产生电路，计数电路，译码显示电路，然后就是加上校时电路，一个四部分构成了本次设计的多功能数字钟，其总体方框图如图1-1图1-1 总体方框图2.设计内容2.1秒脉冲产生部分本设计使用由555定时器构成的多谐振荡器来产生1HZ的信号。

虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确度高，由于设计简单而成为了设计时的首选。

只要在555定时器电路外部配上两个电阻及两个电容元件，并将某些引脚相连，就可以方便地构成多谐振荡器。

555定时器是数字脉冲产生的核心芯片，所以在了解其原理之前，我们需了解555定时器。

555定时器逻辑符号如图2-1所示：图2-1 555定时器逻辑符号管脚功能如表2-1所示：图2-2 秒脉冲电路根据原理和元件图，结合一阶电路暂态过程的三要素法，可以计算出充放电的时间，两者相加即为脉冲周期，脉冲周期的倒数即为脉冲频率。

充电过程的方程式： 2/3Vcc=Vcc+（1/3Vcc-Vcc）e（t1/RC）t1=(R1+R2)C*㏑2=0.7（R1+R2）C放电过程的方程式： 1/3Vcc=0+（2/3Vcc-0）e（t1/RC）t2=R2*C㏑2=0.7R2*C脉冲周期为： t=t1+t2=0.7（R1+2R2）C脉冲频率为： f=1/t=1.43/（R1+2R2）C令R1=15k，R2=68k，C=0. 01F，（其中0.01F的电容的作用是防干扰的）代入数据，计算得，f=0.94HZ≈1HZ基本满足实验要求。

2.2计数部分计数部分的核心芯片是74LS9074LS90是二---五---十进制异步计数器。

它有两个时钟输入CKA和CKB，其中,CPA和Q0组成一位二进制计数器，CKB和Q1Q2Q3组成五进制计数器，若将Q0与CKB相连接，时钟脉冲从CKA输入，则构成了84212BCD码十进制计数器。

单片机多功能数字电子时钟设计绪论概述时间对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。

因此自从时钟发明的那刻起，就成为人类的好朋友。

随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高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、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发。

出新型的时钟。

高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，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LCD显示器代替指针进而显示时间、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。

时钟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。

在单片机的应用系统中，时钟有两个方面的含义。

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器/计数器来实现，二是用专门的时钟芯实现。

2研究目的通过利用STC89C52单片机和DS1302芯片和DS18B20以及外围的按键和LCD显示器等部件显示完整的日历和温度，设计一个基于单片机的电子时钟。

通过设计可以很好的学习单片机的基础知识。

具有日历、时间、温度显示功能。

设计的电子时钟通过液晶显示器显示并能通过按键对时间进行设置。

第一章设计要求与方案论证1.1设计要求1具有年、月、日、星期、时、分、秒显示功能，2具有年、月、日、星期、时、分、秒校正功能，3具有12/24小时切换显示功能，4具有显示温度功能。

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STC89C52芯片作为硬件核心。

STC89C52内部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间、带有2K字节的EEPROM存储空间与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C52可以通过串口下载。