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1、《单片机应用技术》课程设计报告书2010-2011学年第二学期系别：电子信息工程学院专业：电气自动化技术二0一一年四月二十八日目录一、课程设计的目的及意义……………………………………………3241.1课程设计的目的…………………………………………………31.2课程设计的意义…………………………………………………3二、课程设计概况………………………………………………………3三、课程设计方案及内容………………………………………………43.1总体设计方案……………………………………………………43.2硬件设计…………………
2、………………………………………73.3软件设计………………………………………………………123.4元器件清单……………………………………………………153.5数字钟实物图…………………………………………………16四、总结………………………………………………………………16参考书目………………………………………………………………18附录一…………………………………………………………………19附录二…………………………………………………………………20附录三…………………………………………………………………21设计题目数
3、字电子钟一、课程设计的目的及意义1、课程设计的目的l进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；24l进一步掌握数字钟的设计方法和和计数器相互级联的方法；l进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法；l进一步掌握数字系统的制作和布线方法。2、课程设计的意义20世纪末，电子技术获得了飞速发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的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时
4、间，忘记了要做的事情，但是，一旦重要的事情，一时的耽误可能酿成大祸。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，发展趋势将是进一步向着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几个方面发展。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种利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，因此得到了广泛使用。数字电子钟是采用数字电路对时、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，成为人们日常生活中不可缺
5、少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，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的生产生活带来了极大的方便，而且大大的扩展了钟表原来的报时功能，因此研究数字钟及扩大其应用，有着日常现实的意义。二、课程设计概况数字钟具有显示时、分、秒的功能；有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时，报时声音四低一高，并且要求走时准确。三、课程设计方案及内容3.1总体设计方案24本次设计时钟电路，使用了AT89S51单片机芯片
6、控制电路，单片机控制电路简单且省去了很多复杂的线路，使得电路简明易懂，使用键盘上的按键来调整时钟的时、分、秒，用一扬声器来进行定时提醒，同时使用C语言程序来控制整个时钟显示，使得编程变得更容易，这样通过四个模块：键盘、单片机芯片、扬声器、显示屏即可满足设计要求。单片机扬声器键盘显示屏芯片图3-1数字钟总体设计框图数字钟的工作原理1)晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体,电容和电阻构成晶
7、体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器.电容C1,C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。晶体XTAL的频率选为32768HZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。从有关手册中,可查得C1,C
8、2均为30pF.当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为10MΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。非门电路可选74HC00。2)分频器电路通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。24通常实现分频器
