数字钟设计_大学论文.doc

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1、学号：1211431034课程设计报告数字钟设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级1姓名马梦珂合肥师范学院课程设计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，与机械式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，已得到广泛的使用。数字钟从原理上讲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。数字钟就是由电子电路构成的计时器，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，另外应该该有校时功

2、能和报时，整体清零等附加功能。主电路系统由秒信号发生器，时、分、秒计时器，译码器及显示器，校时电路，整体清零电路，整点报时电路组成。秒信号发生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。秒信号产生器将标准信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用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“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”，“时计数器”采用24进制计时器，可实现一天24小时的

3、累计，本课题利用了单片机的数码管和定时器相关知识，采用AT89C51单片机子控制核心，结合LED数码管实现时分秒的显示。硬件电路设计主要包括中央处理单元电路，键盘扫描电路。软件程序则采用VC语言实现。本设计实现了显示时间、调整时间等功能，达到了设计的目的和要求。并在Proteus软件上进行了仿真和调试。关键词：计时器，计数，译码，校时，数字时钟，单片机，仿真调试III合肥师范学院课程设计III合肥师范学院课程设计目录摘要I目录II1引言11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状12硬件设计12.1元件组

4、成12.2电路组成23软件设计23.1电路原理图设计23.2源程序24系统调试与实验45总结5参考文献6III合肥师范学院课程设计1引言1.1研究背景及意义 随着科技文明的发展，人们对时钟这种生活必需品的要求在不断提高。它不仅仅被看成是一种用来显示时间的工具，高精度、体积小、多功能、低功耗是时钟发展的必然趋势。所以，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导方向。数字钟是一种数字电路技术来实现时、分、秒计时的装置，与机械式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

5、到了广泛的使用。广泛用于个人家庭、码头、车站、办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可缺少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体震荡器的广泛使用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，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报时功能。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，有着非常重要的意义。1.2国内外研究现状数字电子技术的迅速发展，使各种类型集成电路在数字系统、控制系统、信号处理等方面得到了广泛的应用。为了适应现代电子技术迅速发展的需要，能够较好

6、地面向数字化和专用集成电路的新时代。目前，数字钟以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求高、高精确性、容易开发等特性，在工业控制系统、智能化器仪表、办公自动化等诸多领域取得了极为广泛的应用，并已经走入了寻常百姓家。因此，数字钟技术开发和应用跟我们生活密切相关。2硬件设计2.1元件组成在本设计中，组成电路原理图的元件有：芯片AT89C51一个；共阴极8位数码管一个；按键3个；普通电容2个；电解电容一个；晶振（CRYSTAL）一个；电阻若干。2.2设计要求能够显示23时59分59秒，归零后重新开始，具有校

7、时、校分、校秒功能，具有整点报时功能。2.3电路组成在本设计系统中，数字钟的设计原理图包括晶振电路、键盘控制电路、复位电路、数码管显示电路、分频电路、时分秒计数电路、校时电路、译码显示电路和功能扩展电路。晶振电路：全称为晶体震荡器，主要作用是产生单片机所需的时钟频率。单片机执行程序所需的时间完全取决于晶振所提供的时钟频率。晶振电路如图1所示。12合肥师范学院课程设计图1复位电路：复位是单片机的初始化操作。单片机启动运行时都需要先复位，其作用是使CPU及系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并且从这个状态开

8、始工作。其电路图如图2所示。图2键盘控制电路：数字钟最基本的功能除了能正常显示时间外，还需要对时间进行设置和调整，所以要配以相应的键盘控制电路。该设计的键盘控制电路主要包括3个按键：P0.0控制“秒”的调整，每按一次加1s；P0.1控制“分”的调整，每按一次加1min；P2.0控制“时”的调整，每按一次加1h。键盘控制电路图如图3所示。12合肥师范学院课程设计图3数码管显示电路：本次设计选择共阴极数码管，其中有6位显示“时”，