多功能电子钟的设计及其实现.doc
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1、编码-JXLW专业代码080701本科毕业论文(设计)多功效电子钟设计和实现学 院信息和电子工程专 业电子信息工程学 号学生姓名王娜指导老师徐忠根提交日期年 月 日诚 信 承 诺 书本人郑重承诺和申明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校相关要求,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导老师指导下独立完成,没有剽窃、剽窃她人学术见解、思想和结果,没有篡改研究数据,凡包含其它作者见解和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿负担一切责任,接收学校处理,并负担对应法律责任。毕业论文(设计)作者署名:年 月 日摘 要20世纪末,电子技术取得了飞速发展,在其推进下,现代电子产品几乎渗透了社会各个
2、领域,有力地推进了社会生产力发展和社会信息化程度提升,同时也使现代电子产品性能深入提升,产品更新换代节奏也越来越快。现代生活大家越来越重视起了时间观念,能够说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握很严格和正确人或事来说,时间不正确会带来很大麻烦,所以以数码管为显示器时钟比指针式时钟表现出了很大优势。数码管显示时间简单明了而且读数快、时间正确显示到秒。而机械式依靠于晶体震荡器,可能会造成误差。数字钟是采取数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示计时装置。数字钟精度、稳定度远远超出传统机械钟。在这次设计中,我们采取LED数码管显示时、分、秒,以二十四小时计时方法,依据数码管动态显示原理来进
3、行显示,用12MHz晶振产生振荡脉冲,定时器计数。在此次设计中,电路含有显示时间其本功效,还能够实现对时间调整。数字钟是其小巧,价格低廉,走时精度高,使用方便,功效多,便于集成化而受广大消费喜爱,所以得到了广泛使用。关键字:数字电子钟;单片机;数码管显示器ABSTRACTThe late 20th century, electronic technology has been rapid development in its promotion, penetration of modern electronic products will almost Fields, a strong imp
4、etus to the development of social productive forces and social improvement in the level of information, while also further improve the performance of modern electronic products, replacement products have become increasingly fast pace. Growing emphasis on modern life from the time the concept of time
5、 and money can be said to draw the equal sign. For those who are very strict and accurate grasp of time and things, time will not exactly bring a very big trouble, so as to control the display of digital clock than the clock pointer showed a big advantage. Digital display of time reading simple and
6、fast, accurate display of time to seconds. The mechanical oscillator depends on the crystal may lead to errors. Digital Clock is a digital circuit implementation of the “when”,“sub”,“seconds”.The figures show the timing device.Digital clock precision, stability, far more than the old mechanical cloc
7、k. In this design, we use LED digital display hours, minutes, seconds, to 24-hour time mode, according to digital 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
8、realize the time adjustment. Digital 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:digital electronic clock;SCM;LED目 录1绪论11.1数字电子钟背景11.2数字电子钟意义11.3数字电子钟应用12设计任务和方案22.1设计任务2
9、2.2功效要求说明22.3设计课题总体方案及工作原理说明23数字电子钟硬件设计33.1硬件系统各模块功效设计33.2 电路原理图及工作原理 33.3元器件清单54数字电子钟软件设计64.1使用单片机资源情况64.2各模块功效简明介绍64.3系统软件设计步骤图65.系统仿真105.1PROTUES软件介绍105.2电子钟系统PROTUES仿真106调试和功效说明116.1硬盘调试 116.2系统性能测试和功效说明 116.3 系统时钟误差分析 116.4 软件调试问题及处理 12结束语13致谢14附录15程序设计161 绪 论1.1 数字电子钟背景 20世纪末,电子技术取得了飞速发展,在其推进下
10、,现代电子产品几乎渗透了社会各个领域,有力地推进了社会生产力发展和社会信息化程度提升,同时也使现代电子产品性能深入提升,产品更新换代节奏也越来越快。 时间对大家来说总是那么宝贵,工作忙碌性和繁杂性轻易使人忘记目前时间。忘记了要做事情,当事情不是很关键时候,这种遗忘无伤大雅。不过,一旦关键事情,一时耽搁可能酿成大祸。现在,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是深入向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等多个方面发展。下面是单片机关键发展趋势。单片机应用关键意义还在于,它从根本上改变了传统控制系统设计思想和设计方法。以前必需由模拟电路或数字电路实现大部分功效,现
11、在已能用单片机经过软件方法来实现了。这种软件替换硬件控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术一次革命。单片机模块中最常见是数字钟,数字钟是一个用数字电路技术实现时、分、秒计时装置,和机械式时钟相比含有更高正确性和直观性,且无机械装置,含有更更长使用寿命,所以得到了广泛使用。1.2 数字电子钟意义数字钟是采取数字电路实现对.时,分,秒.数字显示计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为大家日常生活中不可少必需品,因为数字集成电路发展和石英晶体振荡器广泛应用,使得数字钟精度,远远超出传统钟表, 钟表数字化给大家生产生活带来了极大方便,而且大大地扩展了钟表原先报时功效。诸如定时自
12、动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至多种定时电气自动启用等,全部这些,全部是以钟表数字化为基础。所以,研究数字钟及扩大其应用,有着很现实意义。1.3 数字电子钟应用 数字钟已成为大家日常生活中:必不可少必需品,广泛用于个人家庭和车站、码头、剧场等公共场所,给大家生活、学习、工作、娱乐带来极大方便。因为数字集成电路技术发展和采取了优异石英技术,使数字钟含有走时正确、性能稳定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。2设计任务和方案2.1 设计任务 (一)设计题目:多功效电子钟设计和实现(二)设计目标和任务: 经过制作
13、实物和具体理论知识结合处理对应实际问题,巩固和利用单片机技术,掌握单片机应用系统中通常具体设计方法,为以后在电子电路设计中做出必需准备,研究开发电子产品打下坚实基础。2.2 功效要求说明此多功效数字电子钟采取三个两位一体共阳极LED数码管显示时分秒。电子钟一上电即可显示。用三个按键调整时间和闹铃,分别为K1、K2、K3,其中K1键为功效选择键,按一下调整小时,两下是调整分钟,三下是调整闹钟小时,四下是调整闹钟分钟,按五下时钟开始工作。K2为数值加一键,K3为数值减一键。2.3 设计课题总体方案及工作原理说明此设计采取STC89C52芯片及LED显示器,独立式按键组成多功效电子钟。设计中是采取单
14、片机内部定时器定时,程序框图图2.1所表示: 6位LED显示STC89C52单片机单片机晶振电路单片机复位电路数码管显示驱动按键电路 图2.1程序框图3 数字电子钟硬件设计3.1硬件系统各模块功效设计 该多功效数字电子钟单片机由最小系统、键盘模块、LED显示电路模块、USB接口电路模块组成,各模块功效以下:(1) 单片机最小系统由STC89C52单片机、复位电路和时钟电路组成。STC89C52是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4k bytes可反复擦写Flash只读程序存放器和128 bytes随机存取数据存放器(RAM),器件采取ATMEL企业高密度、非易失性存放技术生产,兼容标
15、准MCS-52指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存放单元,内置功效强大微型计算机AT89C52提供了高性价比处理方案。时钟电路由一个12MHZ石英晶体振荡器和两个33pF电容组成振荡电路和分频电路,为单片机提供内部时钟。复位电路采取上电复位和按键复位结合方法对电路进行复位,关键是经过RST引脚送入单片机。(2) 键盘模块采取独立式键盘接法,共有三个按键来对电路进行控制,分别接在单片机P3.2、P3.3、P3.3口线上。一个键控制时分秒闹钟之间转换,一个键负责数字加一,一个键负责数字减一。(3) LED显示电路采取3个两位一体共阳极数码管显示器进行显示,加上一个PNP型8550三极管
16、作为驱动和8个470欧姆电阻起限流作用。(4)USB接口电路接上一个电容组成滤波电路和电源显示灯组成一个电源接口,为单片机工作供电。3.2 电路原理图及工作原理 采取Protel软件,Protel99SE是Protel企业最近致力于Windows平台开发最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,能够形象画出我们所需要设计产品。数字电子钟电路原理图图3.1所表示: 图3.1数字电子钟电路原理图工作原理 : 数字电子钟是一个将“ 时”,“分”,“秒”显示于人视觉器官计时装置。它计时周期为二十四小时,显示满刻度为23时59分59秒,另外还有校时功效。所以,一个基础数字钟电路关键由显示器“时”
17、,“分”,“秒”和单片机,还有校时电路组成。8个数码管段选接到单片机P0口,位选接到单片机P2口。数码管根据数码管动态显示工作原理工作,将标准秒信号送入“秒单元”,“秒单元”采取60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“分单元”时钟脉冲。“分单元”也采取60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时单元”。“时单元”采取24进制计时器,可实现对一天二十四小时累计。显示电路将“时”、“分”、“秒”经过七段显示器显示出来。 3.3元器件清单名称型号数量名称型号数量洞洞板9cm*7cm1电阻47K7单片机STC89C521电阻4708按键轻触型3电
18、阻10K1单片机插槽DIP401晶振12M1数码管共阳两位3瓷片电容30pF2LED3mm4电解电容10uF1蜂鸣器有源型1开关自锁型1三极管PNP85507USB母口usb14数字电子钟软件设计4.1 使用单片机资源情况单片机微型计算机是微型计算机一个关键分支,也是颇具生命力机种。单片机微型计算机简称单片机,尤其适适用于控制领域,故又称为微控制器。 通常,单片机由单块集成电路芯片组成,内部包含有计算机基础功效部件:中央处理器、存放器和I/O接口电路等。所以,单片机只需要和合适软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3代发展,正朝着多功效、高性能、低电压、低功
19、耗、低价格、大存放容量、强I/O功效及很好结构兼容性方向发展。该多功效数字电子钟用是单片机定时器功效,另外用到了单片机中止功效,在数据显示时所采取是查表方法,所以需要将表格数据存到单片机程序存放器中。因为电子钟需要能够进行调整,所以,需要在单片机PI口上加上按键,本设计把独立式键盘直接接在P1口上而且其结果存放在单片机内部数据存放器里。用到LED显示器接到了单片机P0口线上和P3口线上。4.2 各模块功效简明介绍该数字电子钟全部软件模块组成是定时器模块、按键模块、LED显示模块。(1) 定时器模块选择定时器0,设置定时方法为方法1,把定时时间设置为50mS.(2) 按键模式采取三个独立式按键对
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- 多功能 电子钟 设计 及其 实现
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