数字电子钟课程设计报告

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1、课程设计课程名称单片机课程设计题目名称电子钟专业班级11电子信息科学2班学生姓名学号指导教师本设计是一种基于AT89C51单片机控制的数字万年历设计。它具有多项显示和控制功能。能用LCD实时显示当前年、月、日、星期、时间；可对时间进行调整；具有调整时间和日期时报警功能。本设计通过一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由主控制器AT89C51、时钟电路DS1302、显示电路、按键电路和复位电路等部分构成，能实现时钟日历显示的功能，能进行时、分、秒的显示。关键字：A

2、T89C51单片机、LCD液晶显示、双电源供电、数字电子钟设计一、任务设计：1、设计任务：利用AT89C51单片机设计一个具有如下功能的电子万年历。2、设计要求：l能够显示年、月、日、时、分、秒、星期；l可更改年、月、日、时、分、秒、星期；3.发挥部分：l能够通过按键对时间与日期进行调整；二、方案论证：1.显示部分:显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案：方案一：采用LED显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问

3、题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，有闪烁等问题。方案二：采用LCD显示。LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。鉴于上述原因，我们采用方案二。2.时钟芯片的选择：数字时钟是本设计的核心的部分。根据需要可采用以下两种方案实现：方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差大。方案二：采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟

4、芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年进行计数，而且精度高，位的RAM做为数据暂存区，工作电压2.5——5.5V，2.5V时耗电小于300nA。基于时钟芯片的上述优点，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。3.电源模块：方案一：采用干电池作为系统电源。但需经常换电池，不符合节约型社会的要求。方案二：采用直流稳压电源作为系统主电源。不仅不需要经常更换电源，并且当市电停止时能够采用干电池做为系统电源，使用更加安全可靠。基于以上分析，我们决定采用方案二三、总体方案：工作原理:按照系统设计的要求和功能，将系统分为主控模块、时钟电路

5、模块、按键扫描模块、LCD显示模块、电源电路、复位电路、晶振电路几个模块，系统框图如图1所示。主控模块采用AT89C51单片机，利用按键模块调整时间，时钟电路模块采用DS1302实时时钟实现对时间，日期的操作四、系统硬件设计（单元电路设计及分析）：1.AT89C51最小系统：AT89C51为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3,每一条I/O线都能独立地作输出或输入。单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接晶振电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL

6、2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出。第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,31引脚为电源端。XTAL1:单芯片系统时钟的反向放大器输入端。XTAL2：系统时的反向放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震荡晶体系统就可以工作了，此外可以在两引脚与地之间加入20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪音干扰而死机。RESET：重置引脚，高电平动作，当要对晶体重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作，

7、使得内部特殊功能寄存器内容均被设成已知状态。如下图所示：图2单片机最小系统2.晶振电路时钟振荡电路图3所示，时钟振荡电路用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号，电路由两个30pF的瓷片电容和一个12MHz的晶振组成，并接入到单片机的XTAL1和XTAL2引脚处，使单片机工作于内部振荡模式。此电路在加电后延迟大约10ms振荡器起振，在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率决定。时钟振荡电路如图3所示。图3AT89C51时钟振荡电路3.复位电路:复位电路由电阻和极性电容组成，如图4所

8、示，通过高电平使单片机复位，在时钟电路开始工作后，当高电平的时间超过大约2us时，即可实现复位。此复位电路同时具备了上电复位和手动复位的功能，上电复位发生在开机加电时，由系统自动完成，手动复位通过一个按键来实现，在程序运行时，若遇到死机，死循环或程序“跑飞”等情况，通过手动复位就可以实现重新启动的操作。