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1、数字电子钟设计报告题 目：设计数字电子钟专 业：物理与电子工程学院姓 名：肖剑浩 ，周嘉辉，董瑞烽，学 号：0711030073，0711010010，0711030045参考网址: 一、背景描述：随着科学技术的不断发展, 人们对时间计量的精度要求越来越高。时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用,是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,即定时时间。 数字电子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
2、庭,车站, 码头办公室等公共场所,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振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表, 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。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。二、功能概述：2.1 基本功能特点：1、能够正确显示时、分、秒、日、月、星期、闹钟开关状态，并且可以设置。2、具有5个闹钟，其中闹钟1可以设为整点报时。3、带背光开关。 4、倒计时功能，精确到秒。5、四个按键完成全部设定及功能。6、具有备忘闹铃，能设定闹铃时间间隔。7、具有掉电不失。2.2发挥功能：1、可调节背光
3、亮度。2、实现24小时制和12小时制的可交替转换。3、测试，显示周围温度。2.3构思其他功能：1、实现秒表功能，精确到毫秒。2、带双时钟功能，秒同步。3、实现与国际标准时间同步，尽量减小误差。4、选择闹铃音乐。5、尽量降低能耗，降低生产成本。三、系统总体设计3.1、系统工作过程系统上电自检后，实时实现小时、分钟、秒以及日历的显示和闹钟开关等指示信息的显示，通过按键可实现校对时间、设置闹钟时间等功能。当闹钟时间到时，单片机通过晶体管、蜂鸣器来实现提醒。3.2、系统框图按下开关S1通电，显示时间按下按钮L1的次数，调节时间的秒，分，时，日期等。按下按钮L2，上调数字，按下按钮L3，下调数字。按下按
4、钮L4，确认时间。按下L1，调节闹铃时间，按下开关S2，启动闹铃完成设置，显示准确时间，周数，温度。闹铃时间一到，准时提醒。调节RV1,可调节背光亮度。3.3硬件设计：电路原图：四、 方案论证与选择 4.1.1 总体方案论证与选择方案一:纯硬件电路系统，各功能采用分离的硬件电路模块实现。用时序逻辑电路实现时钟功能，用555定时器实现闹钟的设定。但这种实现方法可靠性差、控制精度低，灵活性小、线路复杂、安装调试不方便，而且不方便实现对系统的扩展。方案二:采用AT89C52单片机作为系统的控制核心。时钟功能采用单片集成的时钟芯片DS1302来实现，可以使用液晶显示时间、日历及闹铃，有着智能化的人机界
5、面。由于使用了单片机，整个系统可编程，系统的灵活性大大增加了。DS1302的精度可达到一天只差一秒，（当然在常温下，其精度取决于你的晶振的精度。）而DS18B20的测温精度是0.0625度。所以整个系统的精度还是很高的。另外，本方案可以方便的实现其他功能的扩展。经过以上的比较论证，选用方案二来完成项目设计的要求。4.2.1 时钟模块方案一：由单片机实现时钟功能单片机内部具有定时器，可方便实现定时功能。通过计算可知，使定时器每25ms产生一次中断，当产生40次中断后秒单元将加一，以此类推，从而实现时、分、秒的走时，并加以显示。但由于系统晶振误差、温漂、中断响应时间的不确定性及定时器重新装载时间常
6、数所带来的误差，决定它不能用来作为时钟的时间基准。方案二：专用时钟芯片目前市场上已有很多实时时钟芯片。如DS12887、DS1302、DS1307、PCF8563、X1227等，芯片内都集成了时钟/日历功能，给时钟系统设计带来很多方便。因此计时功能以选专用时钟芯片为宜，时钟模块采用方案二来实现。4.2.2 按键模块方案一：采用独立式按键电路每个键单独占有一根I/O接口线，每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。但是当按键较多时占用单片机的I/O数目较多。方案二：采用阵列式键盘此类键盘是采用行列扫描方式，当按键较多时可以降低占用单片机的I/O口数目。由于本系统所使用的按键不
7、多（4个按键足以满足设置要求）因此采用1*4键盘，采用独立式按键电路。4.2.3 显示模块方案一：使用多个数码管LED显示。LED数码管是利用二极管发光显示数字和字母，具有亮度大、接口设计比较容易，价格相对较便宜等优点。但是由于它工作电流较大、不能显示汉字，显示的信息量有限，若在此题目中应用就会受到很大的限制。方案二：采用液晶显示。液晶特别是具有汉字显示功能的液晶显示器，来实现显示功能，不仅可以实现基本的显示信息，而且可以显示丰富的符号指示信息以及文字指示信息，信息量丰富且直观易懂。而且液晶显示有功耗低，体积小，重量轻，寿命长，不产生电磁辐射污染等优点。系统采用方案二，设计选用1062液晶板。
8、 系统运行流程图初始化设备从DS1302中读入数据并显示在LCD 上扫描键盘输入是否按键否是进入设置界面调节基本设置完成设置，写入数据4.3.2程序源代码（部分源代码）：#include #include /#include LCD1602.h/#include DS1302.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit DS1302_CLK = P17; /实时时钟时钟线引脚 sbit DS1302_IO = P16; /实时时钟数据线引脚 sbit DS1302_RST = P15; /实时时钟复位线引脚sbit wir
9、eless_1 = P30;sbit wireless_2 = P31;sbit wireless_3 = P32;sbit wireless_4 = P33;sbit ACC0 = ACC0;sbit ACC7 = ACC7;char hide_sec,hide_min,hide_hour,hide_day,hide_week,hide_month,hide_year; /秒,分,时到日,月,年位闪的计数sbit Set = P20; /模式切换键sbit Up = P21; /加法按钮sbit Down = P22; /减法按钮sbit out = P23; /立刻跳出调整模式按钮sbit
10、 DQ = P10; /温度传送数据IO口char done,count,temp,flag,up_flag,down_flag;uchar temp_value; /温度值uchar TempBuffer5,week_value2;/Port Definitions*sbit LcdRs= P25;sbit LcdRw= P26;sbit LcdEn = P27;sfr DBPort = 0x80;/P0=0x80,P1=0x90,P2=0xA0,P3=0xB0.数据端口/向LCD写入命令或数据*#define LCD_COMMAND0 / Command#define LCD_DATA1
11、/ Data#define LCD_CLEAR_SCREEN0x01 / 清屏#define LCD_HOMING 0x02 / 光标返回原点void LCD_Write(bit style, unsigned char input)LcdEn=0;LcdRs=style;LcdRw=0;_nop_();DBPort=input;_nop_(); LcdEn=1;_nop_(); LcdEn=0;_nop_();LCD_Wait();/设置显示模式*#define LCD_SHOW0x04 /显示开#define LCD_HIDE0x00 /显示关 #define LCD_CURSOR0x02
12、 /显示光标#define LCD_NO_CURSOR0x00 /无光标 #define LCD_FLASH0x01 /光标闪动#define LCD_NO_FLASH0x00 /光标不闪动void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode)LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode);/设置输入模式*#define LCD_AC_UP0x02#define LCD_AC_DOWN0x00 / default#define LCD_MOVE0x01 / 画面可平移#define LCD_NO_MOVE0x00 /def
13、aultvoid LCD_SetInput(unsigned char InputMode)LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode);/初始化LCD*void LCD_Initial()LcdEn=0;LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); /8位数据端口,2行显示,5*7点阵LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD_NO_CURSOR); /开启显示, 无光标LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); /清屏LCD_SetInput(LCD_AC_U
