多功能数字钟的设计及制作 论文

学号20103010342毕业设计说明书设计题目多功能数字电子钟的设计系部机械电子系专业机电一体化班级机电103 班姓名关付玲指导教师肖玉玲2012年 10月 13日摘要摘要：数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。

一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。

由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。

本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。

通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。

具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。

该电路具有计时，整点报时和校时的功能。

在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。

实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！关键词：计数器；译码显示器；校时电路；AbstractAbstract:Digital clock is a "time", "Sub", "second" displays the organ in human visual mechanism. Its time for a period of 24 hours, show full scale 23:59 for 59 seconds. A basic digital clock circuits consists of second signal generator, "hours, minutes, seconds," counters, decoders and display components. Because of its pure digital hardware design, compared with the traditional mechanical watch, it has left, presents an intuitive, non-mechanical transmission device and so on. This digital clock used in the design of digital circuits on the "time" and "min", "second" display and adjustment. Through the use of integrated digital chip circuit structures to achieve appropriate functionality. Specific use of 555 oscillator, 74LS90 and non-, exclusive-or gate integrated circuits and so on. The circuits with timing, the whole point of time and error correction capabilities. In the analysis of the entire module and overall circuit diagram is painted, simulation to emulation and modules record the observed results. Experimental proof of the design circuit can basically meet the design requirement!Key words：Counter ,ten decoding display , citcuit Shool目录摘要 (2)Abstract (2)1.1 前言 (7)1.2 数字钟设计研究内容 .......................................... (错误!未定义书签。

摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、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，因此得到了广泛的应用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包含了组合逻辑电路和时序逻辑电路。

本次课程设计则是利用十进制计数器、译码器，以及数码显示管和一些常用的逻辑门器件设计并制作一个多功能数字钟，对该数字钟的各个单元进行详细的原理分析，同时阐述仿真过程中出现的问题及调试过程，并比较测试结果和理论结果。

除此之外还有硬件实现的步骤和理论依据，最后对整个设计、仿真、硬件实现的过程进行总结。

关键词：数字钟脉冲信号计时清零武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书多功能数字钟的设计及制作1 设计内容及要求1.1设计内容设计一个多功能数字钟，能够达到指定的要求。

1.2设计要求1.数字钟可以按常理计时，并显示时、分、秒；2.小时以24为一个周期，分和秒均以60为一个周期；3.具有校时功能，可以分别对时和分进行单独校时，使其校正到指定时间；2 电路设计方案及其论证2.1 电路设计方案12.1.1 原理框图图2.1武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书2.1.2 原理电路图图2.2武汉理工大学《电工电子技术》课程设计说明书2.2 电路设计方案22.2.1 原理框图方案2的基本原理框图和方案一相同。

2.2.2 原理电路图图2.32.3 方案对比，择优选择2.4 方案论证数字电子钟由信号发生器、计数器、数码显示管、校时控制电路组成。

时钟源产生稳定的脉冲信号送进秒计时器，通过六十进制的秒计数器后产生一个分脉冲，使分计数器计一次数，同样通过分计数器产生一个时脉冲，使时计数器计一次数。

最后一整个循环下来，通过反馈清零对数字钟清零。

在计数过程中计数器的输出端接译码器，将二进制码传送到数码显示管，则可以显示时间。

校时电路则是通过开关来控制各个芯片的脉冲输入端，需要校时时，该芯片接开关控制的单脉冲则可以通过一次次的单脉冲来校正时间。

目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.2设计任务 (2)1.3功能要求 (2)2 电路设计 (3)2.1设计方案 (3)2.2单元电路的设计 (3)2.2.1 主体电路部分 (4)2.2.1.1 振荡电路 (4)2.2.1.2 计数电路 (7)2.2.1.3 校时电路 (11)2.2.1.4 译码与显示电路 (13)2.2.2 扩展功能电路的设计 (14)2.2.2.1仿广播电台正点报时电路 (14)4 总结 (17)谢辞 (18)参考文献 (19)附录 (20)页码自己看的修改下，因为中间有部分，不需要的我删了，1 绪论1.1 概述中国是世界上最早发明计时仪器的国家。

有史料记载，汉武帝太初年间（纪元前104-101年）由落下闳创造了我国最早的表示天体运行的仪器——浑天仪。

东汉时期（公元130年）张衡创造了水运浑天仪，为世界上最早的以水为动力的观测天象的机械计时器，是世界机械天文钟的先驱。

盛唐时代，公元725年张遂（又称一行）和梁令瓒等人创制了水运浑天铜仪，它不但能演示天球和日、月的运动，而且立了两个木人，按时击鼓，按时打钟。

第一个机械钟的灵魂——擒纵器用于计时器，这是中国科学家对人类计时科学的伟大贡献。

它比十四世纪欧洲出现的机械钟先行了六个世纪。

第一只石英钟出现在二十世纪二十年代，从三十年代开始得到了推广，从六十年代开始，由于应用半导体技术，成功地解决了制造日用石英钟问题，石英电子技术在计时领域得到了广泛的应用。

并取代机械钟做了更精确的时间标准。

早在1880年，法国人皮埃尔·居里和保罗·雅克·居里就发现了石英晶体有压电的特性，这是制造钟表“心脏”的良好材料。

科学家以石英晶体制成的振荡计时器和电子钟组合制成了石英钟。

经过测试，一只高精度的石英钟表，每年的误差仅为 3~5秒。

1942年，著名的英国格林尼治天文台也开始采用了石英钟作为计时工具。

在许多场合，它还经常被列为频率的基本标准，用于日常测量与检测。

数字钟的设计摘要：随着电子工业的发展，电子产品日新月异。

钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的功能。

诸如数字钟、万年历、电子表、定时自动报警、定时启闭电路、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用、通信、网络等众多领域，所有这些都是以钟表数字化为基础的。

由于其功能的不断增加，使用方便性不断提高，很多产品已经成为人类日常生活中不可或缺的助手。

本文是基于单片机控制的数字钟系统的设计。

该系统主要以单片机芯片AT89C51为核心结合按键选择模块来控制数码管显示模块和蜂鸣器模块工作，从而实现时钟和闹钟功能，并可对时钟及闹钟的时、分、秒进行单独校对，使其校正到标准时间。

此设计以软件控制硬件及软硬件结合为指导思想，充分发挥单片机功能。

同时，该数字钟系统还具有功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性。

由于系统实现的功能简单，因此具有一定的可扩展性。

关键词：AT89C51单片机；数码管显示；The design of digital clockAbstractWith the development of the electronics industry, electronic products are different from before day by day. Watches digital has brought great convenience to people's production and living, and greatly expanded the original watch function. Such as digital clock, calendar, electronic watches, timed automatic alarm, timed to open and close circuits, open and close the power equipment, even a variety of timed electrical auto-enabled, communications, networking and many other fields, all of which are based on watches digital. Increasing its functionality, ease of use continue toincrease, many products have become an indispensable assistant to human daily life.This article is based on single chip microcomputer control of digital clock system design. This system mainly by the single-chip microcomputer AT89C51 as the core in combination with key choice module to control the digital tube display and buzzer module work, so as to realize the clock and alarm clock function, and can be on the clock and alarm clock, minutes and seconds to individually check, make the correction to standard time. This design in order to control the hardware and software and hardware combined with software as the guiding ideology, give full play to the MCU function. At the same time, the digital clock system also has the characteristics of low consumption, low cost, strong practicability. Due to the function of the system is simple, thus has certain extensibility.Key words: AT89C51 single chip microcomputer; Digital tube display;目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论.....................................................................................................................- 1 -1.1 课题研究的背景....................................................................................................- 1 -1.2课题研究的内容................................................................................................. - 2 - 第二章KEIL集成开发环境的应用.................................................................................. - 3 -2.1AT89C51单片机概述............................................................................................- 3 -2.2 KEIL集成开发环境的应用与操作.................................................................... - 3 -2.2.1KEIL集成开发环境简介............................................................................. - 3 -2.2.2 KEIL集成开发环境的基本仿真流程...................................................... - 4 - 第三章数字钟系统的原理与设计.................................................................................. - 6 -3.1 数字钟系统的总体方案设计..............................................................................- 6 -3.2 数字钟系统的硬件设计..................................................................................... - 6 -3.2.1 复位电路的设计................................................................................ - 7 -3.2.2 振荡电路的设计...................................................................................... - 8 -3.2.3 按键选择电路的设计............................................................................ - 10 -3.2.4 数码管显示电路的设计.......................................................................... - 11 -3.2.4.1 数码管的显示原理..................................................................... - 13 -3.2.4.2数码管的连接............................................................................. - 14 -3.2.5蜂鸣器电路设计...................................................................................... - 14 -3.3 数字钟系统的软件设计.....................................................................................- 16 -3.3.1 初始化参数设置..................................................................................... - 17 –3.3.2 时钟计时程序..................................................................................... - 17 -3.3.3 按键处理程序..................................................................................... - 17 -3.3.3.1 时钟调时程序............................................................................. - 17 -3.3.3.2 闹钟调时程序............................................................................. - 17 -3.3.4 数码管显示程序..................................................................................... - 17 -3.3.4.1 时钟当前值显示程序................................................................ - 17 -3.3.4.2 闹钟调时显示程序................................................................ - 17 -第四章系统实现与分析................................................................................................ - 20 -4.1 系统总体电路原理图的设计.......................................................................... - 20 -4.2 系统整体软件设计............................................................................................ - 21 第五章总结与展望....................................................................................................... - 26 -5.1 工作总结............................................................................................................ - 26 -5.2 技术展望............................................................................................................. - 27 - 参考文献......................................................第一章绪论1.1 课题研究的背景近年来随着科技的发展，任何设备和产品的自动化、数字化和智能化都离不开单片机，单片机已成为人类生活中不可或缺的助手。

多功能数字钟论文教育功能论文基于单片机实现多功能数字钟的系统设计[摘要]多功能数字钟的系统采用AT89552单片机作为控制系统的核心，模型采用单片机作为主控制器，利用DSl302时钟芯片计算当前的秒、分、时、日、月、年。

通过1602液晶屏友好的人机界面将结果完美的呈现给用户。

为可以灵活的设置时间，增加4x4键盘模块通过键盘扫描可以对当前的时间随意设置，除此又增加秒表、闹钟、生日提醒和整点提醒的功能。

为具有更高的实用价值，通过DS18820来显示当前温度，并伴有温度报警功能。

利用键盘模块对预设的温度报警上下限进行设置。

由于该系统具有时间显示、闹钟、秒表等完整功能，有很高的利用价值。

[关键词]温度报警单片机c语言实时时钟中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1971--7597(2009)1020035--01一、引言数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，已成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体与振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表。

而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有若非常现实的意义。

二、工作原理系统的结构框架最主要的部分是中间的主控模块部分，时间的计算由DS1302芯片完成，通过简单的串行接口与单片机进行通信。

温度测量由0S18820温度传感器完成。

传感器的测量结果由于是以数字信号形式输出，可以直接送给单片机处理。

单片机在接到数据后，一方面将时间日期通过1602显示出来，另一方面通过对键盘的扫描来确定哪个键按下，随即掉转到该键对应功能模块界面。

三、硬件电路设计该系统主要由以下五部分组成：主控制器、温度测量及报警部分、键盘扫描部分、实时时钟部分和液晶显示部分等，下面对这几个部分的具体的器件选择及连接电路做具体的介绍。

数字电子时钟的设计摘要随着科学技术的飞速发展，数字钟在我们的生活中变得越来越重要。

自从时钟被发明的一刻起，就已经成为人类的好朋友，科学技术的法展和不断提高，使人们对时间的精确要求越来越高，应用也越来越广，怎样让时钟更好、更精确、更清晰的显示时间，这就要求人们要不断的研制更适合更方便的时钟，来满足我们的生活需求。

数字钟实际上是对一个标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。

振荡器的产生的时钟信号经过分频器形成脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数。

并把累计结果用“时”、“分”、“秒”表示出来。

一个数字时钟振荡器、计数器、显示器和译码器电路精确时间以“时”、“分”、“秒”与数字显示，并需要校正电路，使其准确工作，并具有定时和及时功能。

与此同时，数字还能准确定时，并能准确在你所规定的时间内发出响声来提醒你在此时所需要去做的事情。

与旧式钟表相比更适合现代生活。

甚至在我们的日常生活中让数字化取缔，相比模拟钟给人一目了然的感觉。

关键词：数字钟，振荡器，计时器目录第一章绪论 (3)1.1数字时钟的背景意义 (3)1.2数字时钟的设计方案 (3)第二章整体方案设计 (4)2.1单片机的选择 (4)2.2单片机的基本结构 (5)第三章硬件模块设计 (7)3.1最小系统设计 (8)3.2.显示电路设计 (10)3.3按键开关控制设计 (12)第四章软件模块设计 (13)4.1程序流程图 (15)..4.2时钟设置电路 (16)4.3定时中断电路 (17)4.4LED显示电路 (19)4.5按键控制电路 (21)第五章调试 (21)5.1主体电路部分 (22)5.2扩展电路部分 (23)第六章总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1数字时钟的背景和意义1.1.1数字时钟的背景和意义20世纪末，电子技术获得飞速发展。

在其推动下，电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的提高和信息文化程度的提高。

多功能数字钟电路设计.txt如果青春的时光在闲散中度过，那么回忆岁月将是一场凄凉的悲剧。

杂草多的地方庄稼少，空话多的地方智慧少。

即使路上没有花朵，我仍可以欣赏荒芜。

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多功能数字钟电路设计摘要：多功能数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置。

无论是日常生活还是在工业应用计时领域，都发挥着重要的作用。

本系统进展了各单元的设计和调试，可以完成准确的完成计时、定时和校时。

电路由晶体振荡器、分频器、计数器、译码显示器和校时电路以及报时电路组成。

总体方案设计由主体电路和扩展电路两大局部组成。

本电路具有走时精度高，稳定性好，使用方便，价格廉价等特点。

关键词：关键词：32768 晶振；分频器；计数器；校时；报时；数字钟1 引言在当今社会，时间是非常重要，尤其是随着信息大爆炸时代的降临，人们的时间观念越来越强，人们一切都是围绕时间来安排自己方案。

数字钟的数字显示清晰直观就能够为我们的日常生活提供便利。

它集成度高,时间准确,体积小,携带方便,而且报时功能，应用十分广泛。

2 总体设计方案2.1 设计思路利用32768 晶振产生稳定度高的高频方波信号，将高频方波经分频电路分频为1HZ 的脉冲，输入到六十进制的秒计数器，秒计数器和分计数器都是有一个个位十进制和十位六进制组成，当秒计数器的十位在清零时也向分六十进制的计数器个位发一个脉冲使分计数器加1，当分计数器的十位在清零时也同时向二十四进制时和十二进制计数器的个位发一个脉冲，使其加1。

将时，分，秒计数器的输出端分别接上译码器和显示器，最大显示值为23 小时59 分59 秒，再输入一个秒脉冲后，显示复零。

并且能通过开关实现12 与24 的时时转换和上下午显示。

利用校准电路分别对时，分校准电路进展设计，另外又增加了报时电路。

本电路的报时电路利用秒个位计数器的状态进在接收分计数器和秒计数器的信号后完成在整点的报时。

多功能数字钟电路设计多功能数字钟电路设计数字钟是现代生活中常见的电子产品之一，可以显示当前的时间，并且通常还具备闹钟、定时器等功能。

本文将介绍一个多功能数字钟的电路设计。

要设计一个多功能数字钟，我们首先需要选择一个合适的微控制器作为主控芯片。

在本设计中，我们选择了一款功能强大且易于编程的Arduino微控制器。

在电路设计方面，我们需要一个显示器来展示时间和其他功能。

这里我们选择了四位数码管作为显示器，并通过数码管驱动芯片将其与Arduino连接起来。

为了接收时间信号并实现精确的时间显示，我们需要一个实时时钟芯片（RTC）来提供时间基准。

我们选择了DS3231作为RTC芯片，该芯片具有高精度和低功耗的特点。

为了实现闹钟功能，我们需要一个蜂鸣器作为报警器。

通过Arduino控制蜂鸣器的开关，我们可以在设定的时间触发闹钟功能。

此外，我们还可以添加其他功能，比如温度显示、定时器等。

温度显示可以通过添加温度传感器并将其与Arduino连接来实现。

定时器功能可以通过编程实现，利用Arduino的计时器来设置定时任务。

整个电路的设计思路如下：首先，Arduino通过I2C总线与DS3231实时时钟芯片通信，以获取当前的时间。

然后，将时间数据和其他功能数据通过数码管驱动芯片发送到数码管上，实现时间和其他功能的显示。

同时，Arduino还通过GPIO控制蜂鸣器的开关，实现闹钟功能。

如果需要温度显示，Arduino还会通过模拟输入口读取温度传感器的数据，并将其显示在数码管上。

此外，定时任务可以通过编程设置，定时器的触发可以控制其他模块的开关或执行其他操作。

通过这样一个多功能数字钟的设计，我们可以不仅方便地获取当前的时间，还可以实现其他实用的功能。

这种设计适用于家庭、办公室等各种场合，可以提高生活和工作的便利性。

同时，这个设计的实现也展示了使用微控制器和外设芯片来构建和控制各种功能的能力，是对电子设计和嵌入式系统的一种实践。

学号毕业设计说明书设计题目多功能数字电子钟的设计系部机械电子系专业机电一体化班级机电103 班姓名关付玲指导教师肖玉玲2012年 10月 13日摘要摘要：数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。

一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。

由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。

本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒”的显示和调整。

通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。

具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。

该电路具有计时，整点报时和校时的功能。

在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。

实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！关键词：计数器；译码显示器；校时电路；AbstractAbstract: Digital clock is a "time", "Sub", "second" displays the organ in human visual mechanism. Its time for a period of 24 hours, show full scale 23:59 for 59 seconds. A basic digital clock circuits consists of second signal generator, "hours, minutes, seconds," counters, decoders and display components. Because of its pure digital hardware design, compared with the traditional mechanical watch, it has left, presents an intuitive, non-mechanical transmission device and so on. This digital clock used in the design of digital circuits on the "time" and "min", "second" display and adjustment. Through the use of integrated digital chip circuit structures to achieve appropriate functionality. Specific use of 555 oscillator, 74LS90 and non-, exclusive-or gate integrated circuits and so on. The circuits with timing, the whole point of time and error correction capabilities. In the analysis of the entire module and overall circuit diagramis painted, simulation to emulation and modules record the observed results. Experimental proof of the design circuit can basically meet the design requirement! Key words ：Counter ,ten decoding display , citcuit Shool目录摘要 (2)Abstract (2)1.1 前言 (7)1.2 数字钟设计研究内容 ........................................ (错误！未定义书签。

多功能语音报时数字钟的设计摘要：自进入21世纪以来，电子产业飞速发展，各种新兴的电子产品布满了电子专柜，电子产品几乎走进了家家户户，走进了社会的各个行业，有力的推动了社会生产力的发展和电子信息化、电子智能化的提高。

数字钟也在发生着各种各样的变化，由体积较大、功能少、运行不精确的机械钟变为在液晶显示屏上显示数字的数字钟，再到多种功能于一钟的语音报时数字钟等等。

本设计是实现一款可正常显示当前时间，测量当前温度，带有语音报时的多功能数字钟。

本设计是采用AT89C51单片机控制的多功能语音报时数钟，可以显示年、月、日、时、分、秒、星期、温度。

具有年、月、日、时、分校准功能，自动提取温度并显示功能，语音报时功能，调整时间按下相应键会发出嘟嘟提示声功能。

采用DS1302时钟芯片进行时钟控制，DS18B20传感器实现温度采集功能，LCD12864作为液晶显示模块，ISD1420语音芯片实现语音播报时间功能。

钟表的多功能化给我们生活带来了很大的改善，比如定时报警、备忘提醒、电气设备的自动断电、自动开启关闭等功能。

数字时钟对世界有着重要的影响，对工业、电子业、商业有着重要的推进作用，使用简单方便，成本低，显示直观，在广阔的市场具有非常很好的前景市场。

数字时钟之所以这么受广大的欢迎，它使用简单直观，数字时钟在显示方面能清楚的在LED显示屏上显示出年、月、日、周日、时、分、秒，还有调准时间的准确度的功能，并且能够显示当日的温度情况。

但目前市场上的数字时钟还比较机械性和传统性，在实际运用过程中不够灵活。

而随着社会的不断发展，人们对数字时钟的控制要求越来越高，数字时钟应用到很多方面，在报警和闹铃的方面都应用到数字时钟准确的计时功能，还有定时器，微波炉，自动通电器，数字时钟可以成为自己生活中的小助手，可以轻松掌控时间，又能了解天气及温度的变化。

语音报时多功能数字时钟改善了人们的生活质量，为人们的生活、工作带来极大的便利。

关键词：数字钟单片机温度液晶显示语音报时一、绪论时间对于我们每个人都很重要，包括老人和小孩，通过眼睛看时间，当然可以看到当前时间，但是对于视力不好老人和不认识钟表的小孩来说，语音报时数字钟就给他们带来了很大的帮助，只需要按下相应键就可以自动播报获得时间。