基于电子纸的节能电子闹钟系统设计

电子行业智能电子钟设计与制作1. 引言随着科技的不断进步，电子行业在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。

智能电子钟作为电子行业中的一种常见应用，不仅能够准确地显示时间，还具备多种功能，如温度显示、闹钟功能、语音播报等。

本文将介绍电子行业智能电子钟的设计与制作过程。

2. 设计需求在设计智能电子钟之前，我们首先需要明确设计需求。

根据市场调研和用户需求分析，我们确定以下设计需求：•显示时间：智能电子钟需要能够准确地显示当前的时间，包括小时、分钟和秒。

•温度显示：智能电子钟需要具备温度传感器，能够实时监测环境温度，并将温度显示在屏幕上。

•闹钟功能：智能电子钟需要具备闹钟功能，用户可以设置闹钟时间，到达指定时间后，智能电子钟会发出响铃提醒。

•语音播报：智能电子钟需要能够通过扬声器进行语音播报，包括时间、温度和闹钟提醒等。

3. 系统设计基于设计需求，我们将进行系统设计，包括硬件设计和软件设计两个方面。

3.1 硬件设计硬件设计是智能电子钟实现功能的基础。

以下是硬件设计的要点：•处理器：选择一款高性能的微控制器作为处理器，具备足够的计算和控制能力。

•显示屏：选择一块合适的液晶显示屏，能够清晰地显示时间和温度。

•温度传感器：选择一款高精度的温度传感器，能够准确地测量环境温度。

•扬声器：选择一款高音质的扬声器，能够清晰地播放语音。

3.2 软件设计软件设计是智能电子钟实现各项功能的关键。

以下是软件设计的要点：•时间显示：编写程序，获取当前时间，并将时间显示在液晶屏上。

•温度显示：编写程序，读取温度传感器的数据，并将温度显示在液晶屏上。

•闹钟功能：编写程序，实现闹钟功能，包括设置闹钟时间、闹钟提醒等。

•语音播报：编写程序，通过扬声器进行语音播报，包括时间、温度和闹钟提醒等。

4. 制作过程4.1 硬件制作根据硬件设计的要点，进行硬件制作的具体步骤如下：1.按照电路图连接微控制器、液晶显示屏、温度传感器和扬声器等模块。

2.确保电路连接正确，检查是否有短路或接触不良的问题。

基于数字电子的数字时钟设计有闹钟功能课程设计报告学生姓名:孙铭阳学号：0322 学院:电气工程学院班级:电自1321题目:数字时钟设计指导教师：职称: 2015年 7月 22日目录创新部分 (1)第一章设计内容及要求设计目的使学生对电子的一些相关知识有感性认识，加深电类有关课程的理论知识；；掌握电子元件的焊接、电气元件的安装、连线等基本技能，培养学生阅读电气原理图和电子线路图的能力。

并在生产实践中，激发学生动手、动脑、勇于创新的积极性，培养学生严谨、认真、踏实、勤奋的学习精神和工作作风，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。

设计内容和要求(1)稳定的显示时、分、秒。

（要求24小时为一个计时周期）(2)当电路发生走时误差时，要求电路有校时功能。

(3）电路有整点报时功能。

报时声响为四低一高，最后一响高音正好为整点。

创新部分（1）闹钟功能第二章系统总体设计方案数字时钟的组成数字电子钟的电路由秒脉冲发生器、分秒计数器、74LS90（二—五—十进制加法计数器）、74LS85（比较器）、时间译码及控制门，555定时器，七段数码管等构成。

原理分析它由多谐振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、报时电路、校时电路和闹钟电路组成。

多谐振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

分频器能将多谐振荡器产生的1kHZ的脉冲分为500HZ 和1HZ。

基本逻辑功能框图图1 数字时钟基本逻辑功能框图第三章器件选择555集成定时器555集成定时器由五个部分组成：1、基本RS触发器：由两个“与非”门组成2、比较器：C1、C2是两个电压比较器3、分压器：阻值均为5千欧的电阻串联起来构成分压器，为比较器C1和C2提供参考电压。

4、晶体管开卷和输出缓冲器：晶体管VT构成开关，其状态受Q 端控制。

输出缓冲器就是接在输出端的反相器G3，其作用是提高定时器的带负载能力和隔离负载对定时器的影响。

电子行业电子钟设计报告1. 引言在现代社会中，电子钟作为一种时间显示设备，被广泛应用于各个领域，例如办公室、学校、铁路站等。

本文将介绍电子行业电子钟的设计过程、功能要求以及原理。

2. 设计过程电子行业电子钟的设计过程可以分为如下几个步骤：2.1 确定需求首先，我们需要明确电子行业电子钟的功能需求。

根据电子行业的特点，我们需要考虑以下功能： - 精确的时间显示 - 大字体显示 - 高亮度显示- 易于操作和设置 - 耐用性和稳定性2.2 选取合适的硬件平台根据功能需求，我们需要选择合适的硬件平台来搭建电子钟。

一般来说，我们可以选择微控制器作为主控芯片，并结合数字显示器和时钟模块来实现计时和显示功能。

2.3 硬件电路设计在确定硬件平台后，我们需要设计电子钟的硬件电路。

电子时钟的主要电路包括时钟模块和显示模块。

时钟模块可以使用石英晶体振荡器来提供精确的时钟信号，而显示模块可以选择使用数码管或LCD来显示时间。

2.4 软件程序设计设计完硬件电路后，我们需要编写软件程序来控制硬件并实现各项功能。

软件程序需要包括时钟控制、显示控制、设置功能等。

2.5 调试和优化完成软件编程后，我们需要对系统进行调试和优化。

调试过程中，我们需要确保各项功能正常运作，并对性能进行测试和优化。

3. 功能要求根据电子行业的特点和用户需求，我们对电子行业电子钟的功能要求如下：3.1 精确的时间显示电子钟需要能够准确显示当前的时间，通过与标准时间源的同步，保证时间的准确性。

3.2 大字体显示电子钟需要采用大字体显示，以便用户能够清晰地看到时间。

3.3 高亮度显示电子钟需要具有高亮度的显示效果，以适应不同光照条件下的使用需求。

3.4 易于操作和设置电子钟需要配备简洁明了的操作界面，以方便用户进行时间设置和功能选择。

3.5 耐用性和稳定性电子钟需要具备较强的耐用性和稳定性，能够长时间稳定运行并抵抗外界干扰。

4. 原理电子行业电子钟的原理基于以下几个方面：4.1 时钟模块电子钟的时钟模块一般采用石英晶体振荡器作为时钟源。

编号：基础工程设计说明书题 目： 院 （系）： 专 业： 学生姓名：学 号：指导教师：职 称：2015年 9 月18日简易电子闹的钟设计电子工程与自动化学院光电信息科学与工程李朝庭 1300820112 汪杰君 副教授摘要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。

时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。

忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。

简易电子闹钟是一个用于在一定时间后通过发出闹铃声而唤醒用户的简单电子电路，是用来防止午觉睡过头的仪器起定时唤醒用户的作用。

本系统主要由555 定时器构成的方波信号发生器和通过按键输入控制的两位计数器延时定时电路构成成的能够输入任意时间进行倒计时的电子时钟，模拟且定时时间间隔可在99秒范围内连续可调。

关键词：定时电路；555 定时器；多谐振荡器；定时闹钟AbstractAt the end of twentieth Century, the electronic technology has developed rapidly. In the promotion, the modern electronic products have penetrated almost all areas of the society. It has greatly promoted the development of social productive forces and the improvement of social information. Time is always so valuable to people, the work of the busy and complicated and easy to make people forget the current time. Forget to do, when it is not very important, this not hurt the important essentials. Simple electronic alarm clock is a used to after a certain period of time through the alarm sounds and wakes up the user a simple electronic circuit and is used to prevent nap sleep overdo the instrument from time to time to wake up the user's role. This system mainly consists of 555 timer square wave signal generator and the input control through the key input control of the two bit counter timing circuit can be input to the input of a time of the electronic clock, simulation and time interval can be within 99 seconds of continuous adjustable.Key words: timing circuit; 555 timer; multi harmonic oscillator; time clock目录引言 (1)1 设计任务 (2)1.1 设计题目 (2)1.2 设计要求 (2)2 系统的组成 (3)2.1 系统的组成总体框图 (3)2.2 各部分系统的功能 (3)2.3 方案可行性分析与仿真调试 (3)2.3.1时钟信号发生系统 (3)2.3.2按键输入系统 (5)2.3.3 倒计时与响铃系统 (6)2.3.4各系统的衔接与总原理图 (9)3 硬件设计 (10)3.1 元器件选择的依据以及元件参数的确定 (10)3.2 PCB原理图与电路图布线设计 (10)3.3硬件制作 (11)4 系统调试 (12)4.1 信号发生器的调试 (12)4.2 计数器以及数码管显示的调试 (12)4.3 响铃系统调试 (12)4.4 按键输入电路的调试 (12)5 结论 (14)谢辞 (16)参考文献 (17)附录一元件清单 (18)附录二电路总原理图 (19)附录三PCB图 (20)附录四实物图 (21)引言随着电子技术的飞速发展，电子控制电路在日常生活中有着大量的应用并广泛地应用于工农业的生产和电子新产品的开发应用之中。

基于电子纸的节能电子闹钟系统设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于电子纸的节能电子闹钟系统设计电子纸是新一代显示装置，它具有超低功耗、超宽视角、高对比度、高反射、无需背光源纯反射模式、双稳态显示、防强光等特点。

当电子纸微胶囊做于柔性基板上，则其具有和纸一样的可弯曲的特性，而且显示的视觉感官效果几乎和纸张一样。

电子纸对比其他显示装置如LED、LCD等更加节能，观看效果更佳。

本设计采用电子纸作为电子闹钟的显示屏幕，使用时基芯片DS1302提供精准的年月日及时分秒，温度传感器LM75A提供实时温度信息，单片机MSP430作为控制系统，干电池供电。

总体具有工作电压宽，耗能低，工作时间长，显示界面清新等优良特点。

对时基芯片采取双电源供电即可避免更换电池重调时间的繁琐。

整体都采用低耗能、宽电压工作器件，有效延长电池的工作时间。

一、电子纸显示器的基本原理本设计采用大连佳显电子的2.1寸电子纸，型号为GDE021A1。

1.基本性能特点（1）分辨率为172X72，显示区域48.16X20.16，四灰阶数可显示黑、白、灰阶，对比度达10:1，反射率35%，运行温度为0~50℃。

双稳态性，只在电子纸刷新时耗电。

（2）刷新时间300ms,响应时间100ms,使用寿命（无故障刷新次数）：100万次以上。

（3）超低功耗，只在改变显示内容时耗电，刷新时的功耗为0.012mW/cm2。

工作电压2.4V~3.3V。

（4）串行外设接口，内置振荡器，波形存储在片上OTP，采用COG封装, IC厚度250um。

2.电子纸的工作原理电子纸（赛伦纸）技术是一种“微胶囊电泳显示”技术。

其基本原理是悬浮在液体中的带电纳米粒子受到电场作用而产生迁移。

电子纸是一种薄膜状的材料，它是由成千上万个微小的胶囊状颗粒（称为微胶囊）涂在一种塑料基材上而制成的。

简易电子钟设计报告一设计目的电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，且具有无机械传动装置等特点，因此得到了广泛的使用。

电子钟从原理上看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。

设计与制作电子钟可以使我们了解电子钟的原理，并且学会制作电子钟.而且通过电子钟的制作进一步地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。

且由于电子钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过此次设计可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

二设计任务设计制作一个数字电子钟指标：（1）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；（2）各用2位数码管显示时、分、秒；（3）用6块74LS90异步计数器和1块74LS08二输入端四与门实现该电子钟的逻辑功能。

三数字电子钟电路系统设计下面将介绍数字电子钟的整个电路系统设计的过程。

包括数字电子钟的设计原理，设计方案的确定，数字电子钟的电路设计计算机模拟仿真几大部分。

3.1设计原理U2数字电子钟是一个对标准频率（1Hz ）进行计数的计数电路。

主要由振荡器、计数器、集成门电路和显示器电路功能模块组成。

振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果通过显示器以“时”、“分”、“秒”的顺序以数字形式显示出来。

秒计数器电路计满 60 后触发分计数器电路，分计数器电路计满 60 后触发时计数器电路，当计满 24 小时后又开始下一轮的循环计数。

3.2 设计方案本电路系统由晶体振荡电路（在此该电路由脉冲时钟发生器替代，不做设计），时间计数电路，集成门电路组成。

其中，时间计数电路用六个 74LS90 组成。

U1U7U6U810000000Hz141 2 3 INA INB R01 R02 QA12 QB 9 QC 8 QD11DCD_HEXDCD_HEX6 7R91 R92GND74LS90DU5AGND14 12 3 6 7INA INB R01 R02 R91 R92QA 12 QB 9 QC 8 QD1174LS08D74LS90DU9U12U1114 1 2 3 INAINB R01 R02 QA 12 QB 9 QC 8 QD11DCD_HEXDCD_HEXGND6 7R91 R92U13AU15U1474LS90DU3GND14 12 3 6 7U10 INA INB R01 R02 R91 R92QA12 QB 9 QC 8 QD1174LS08D141 2 3 6 7INA QA12 INB QB 9 QC 8R01 QD 11R02 R91 R9274LS90DU16ADCD_HEXDCD_HEX74LS90DU474LS08DGND14 1 2 36 7INA INB R01 R02 R91 R92QA12 QB 9 QC 8 QD11GND74LS90D电路整体原理电路图GND秒钟设计部分电路图U11 U9U1214 1 2 3INAINBR01R02QA12QB9QC8QD11DCD_HEXDCD_HEXGND67R91R9274LS90DU10U13A74LS08DGND1412367INAINBR01R02R91R92QA12QB9QC8QD1174LS90D分钟设计部分电路图U15U14 U314 1 2 3INAINBR01R02QA12QB9QC8QD11DCD_HEX DCD_HEX6 7R91R9274LS90DU4U16A74LS08DGND1412367INAINBR01R02R91R92QA12QB9QC8QD11GND74LS90D时钟设计部分电路图大致工作原理：当分（秒）个位的74LS90芯片的进位输入端11端的脉冲进位信号传到十位的脉冲输入端时，十位端便计数一次，十位端计数满6时便会向时（分）脉冲端进位。

简易电子闹钟电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握简易电子闹钟的基本原理，包括时钟电路、闹钟设置和显示功能。

2. 了解常见电子元器件的功能和作用，如电阻、电容、二极管、三极管等。

3. 掌握数字电路的基础知识，如逻辑门、触发器等。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简易电子闹钟的能力，具备实际操作和调试电路的技能。

2. 提高学生分析问题和解决问题的能力，学会查阅相关资料，了解电子技术发展趋势。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和爱好，激发创新意识和实践欲望。

2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通与协作能力。

3. 培养学生严谨、细致、勤奋的学习态度，养成良好地时间管理观念。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论联系实际，培养学生动手操作和创新能力。

学生特点：本课程针对初中或高中年级学生，他们对电子技术有一定的基础，好奇心强，具备一定的动手能力。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，充分调动学生的积极性。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。

二、教学内容1. 电子元器件基础知识：介绍电阻、电容、二极管、三极管等基本元器件的原理、功能及应用。

- 教材章节：第一章 电子元器件- 内容列举：1.1 电阻、1.2 电容、1.3 二极管、1.4 三极管2. 数字电路基础：讲解逻辑门、触发器等基本数字电路的原理和应用。

- 教材章节：第二章 数字电路- 内容列举：2.1 逻辑门、2.2 触发器3. 简易电子闹钟电路设计：分析电子闹钟的原理，指导学生设计并搭建简易电子闹钟电路。

- 教材章节：第三章 时钟电路- 内容列举：3.1 时钟电路原理、3.2 闹钟设置与显示、3.3 简易电子闹钟设计4. 实践操作与调试：培养学生动手操作能力，学会使用万用表、示波器等工具进行电路测试与调试。

- 教材章节：第四章 电子电路实践- 内容列举：4.1 万用表使用、4.2 示波器使用、4.3 电路测试与调试5. 创新设计与展示：鼓励学生发挥创意，对简易电子闹钟进行改进和优化，并进行成果展示。

数字电子钟计时系统设计与实现一、实验目的1. 掌握各类计数器及它们相连的设计方法2. 掌握多个数码管显示的原理与方法3. 学习利用EWB软件进行电路仿真的方法二、实验仪器设备1. PC机，EWB软件2. 面包板、接插线、74LS160和74LS48等电子元器件、信号发生器、万用表三、设计内容设计一个数字电子钟计时系统，要求如下：1. 数字钟以24/12小时为一个计数周期。

2. 准确计时，具有“时”（00～23）、“分”（00～59）、“秒”（00～59）数字显示。

扩展功能：校时功能、整点报时功能四、设计步骤：1．根据选题要求，进行方案比较，画出系统框图，进行初步设计。

2．设计单元电路，计算参数，选择元器件。

(1)用555定时器构成多谐振荡器，设计一个秒钟脉冲发生器；(2)用同步十进制集成计数器74160设计一个秒钟计数器和分钟计数器，即六十进制计数器。

(3)用同步十进制集成计数器74160设计一个24/12小时计数器，通过转换开关可实现二十四与十二进制数值的转换。

(4)用74LS48和LED数码管实现显示功能。

3．画出系统电路原理图初稿。

4．利用EWB软件组装调试所设计的系统电路。

5．利用面包板和相应仪器设备组装调试所设计的系统电路，修改设计中的疏漏。

6．绘制正式的系统电路图。

7．撰写报告。

五、设计成果及要求1．用A4纸打印数字电子钟计时系统仿真电路图。

2．用A4纸手绘出数字电子钟计时系统电路图。

3．报告部分要求写明设计要求及技术指标、总体设计方案的论证及选择、系统方框图及工作原理概述、各单元电路设计及工作原理叙述、设计计算及元器件选择等。

设计过程：一、概述数字电子钟的原理方框图如图所示。

该电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。

秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用555来实现。

将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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。

电子行业多功能数字电子钟设计1. 引言电子钟是一种用于显示时间的设备，广泛应用于各个领域，包括办公室、学校、医院、银行等。

随着技术的不断进步，数字电子钟在功能上也得到了不断扩展和改进。

本文将介绍一种多功能的数字电子钟设计，旨在满足用户对于时间显示的更多需求。

2. 设计目标本设计的主要目标是开发一款数字电子钟，具备以下多种功能：•显示时间：精准显示小时、分钟和秒钟。

•日期显示：显示当前日期，包括年、月和日。

•闹钟功能：用户可设置闹钟时间，并在闹钟时间到达时发出提醒。

•温度显示：显示当前室内温度。

•天气预报：显示当日的天气情况，包括温度和天气状况。

•亮度调节：用户可根据需要调节显示屏的亮度。

•蜂鸣器：可以用于发出提醒音效或者报警。

3. 设计方案3.1 硬件设计本设计的硬件主要包括以下几个模块：•显示模块：采用7段数码管或者液晶显示屏，用于显示时间、日期、温度和天气预报等信息。

•按键模块：用于用户通过按键设置闹钟时间、调节亮度等功能。

•温度传感器：用于检测室内温度，并将数据传输给主控芯片。

•天气传感器：用于检测当前的天气情况，并将数据传输给主控芯片。

•蜂鸣器：用于发出提醒音效或者报警。

3.2 软件设计软件设计方面，本设计采用嵌入式系统的开发方式，主要包括以下几个模块：•时钟模块：用于获取当前的时间，并更新显示屏上的时间信息。

•日期模块：用于获取当前的日期，并更新显示屏上的日期信息。

•闹钟模块：用于设置闹钟时间，并在闹钟时间到达时触发蜂鸣器进行提醒。

•温度模块：用于获取温度传感器的数据，并将温度信息显示在显示屏上。

•天气模块：用于获取天气传感器的数据，并将天气情况显示在显示屏上。

•亮度模块：用于根据用户的调节要求，调节显示屏的亮度。

•蜂鸣器控制模块：用于控制蜂鸣器的开关和发声。

4. 性能测试为确保设计方案的可靠性和稳定性，本设计需要进行一系列的性能测试。

测试主要包括以下几个方面：•时间精准性：通过与标准时间进行对比，测试系统的时间显示是否准确。

电子闹钟设计-自动化与信息工程系毕业论文xx矿业职业技术学院毕业课题（设计）（2015届）题目电子闹钟设计指导教师院系自动化与信息工程系班级电气自动化1201班学号姓名第 1 页共 41 页2015年2月23日第 2 页共 41 页安徽矿业职业技术学院毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目：电子闹钟的设计学院、系：安徽矿业职业技术学院专业 (方向)：电气自动化1201 第 3 页共 41 页学生姓名：指导教师：2015 年 2 月23 日第 4 页共 41 页第 5 页共 41 页第 6 页共 41 页目录摘要 (4)绪论 (6)1.1 自动售货机设计目的和意义 (6)第 7 页共 41 页1.2自动售货机的发展历史和前景 (7)1.3自动售货机的PLC控制设计原理 (8)1.4 自动售货机设计的基本思路 (9)第2章PLC的概述 (10)2.1 PLC的定义 (10)2.2 PLC的简介 (10)2.3 PLC的工作原理 (10)2.4 PLC的循环扫描工作 (11)2.5 PLC的编程语言 (18)2.6 PLC的特点 (18)2.7PLC的硬件组成 (19)第3章自动售货机PLC控制设计方案研究 (21)3.1工控机自动售货控制系统 (21)1）机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。

(21)2）机箱内有专用底板，底板上又IPC和ISA插槽。

(21)3）机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。

(21)4）要求具有长时间工作能力。

(21)3.2 PLC自动售货控制系统 (21)3.3 自动售货机设计的基本思路 (22)3.4 自动售货机设计的主要内容 (22)第4章自动售货机PLC控制（系统）设计 (23)4.1 PLC各I/O地址分配 (23)4.2什么是梯形图（LAD） (19)4.3投入货币累加显示电路 (19)4.4自动售货机设计的梯形图 (21)第 8 页共 41 页4.5 MCGS组态程序设计说明 (35)4.6调试结果、调试中出现的问题及解决方法 (29)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第 9 页共 41 页年英国有50余万台自动售货机，年销售额达8.81亿英镑。