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1、数字电子时钟的设计摘 要 随着科学技术的飞速发展，数字钟在我们的生活中变得越来越重要。自从时钟被发明的一刻起，就已经成为人类的好朋友，科学技术的法展和不断提高，使人们对时间的精确要求越来越高，应用也越来越广，怎样让时钟更好、更精确、更清晰的显示时间，这就要求人们要不断的研制更适合更方便的时钟，来满足我们的生活需求。 数字钟实际上是对一个标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。振荡器的产生的时钟信号经过分频器形成脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数。并把累计结果用“时”、“分”、“秒”表示出来。 一个数字时钟振荡器、计数器、显示器和译码器电路精确时间以“时”、“分”、“秒”与数字显示，并需要校正
2、电路，使其准确工作，并具有定时和及时功能。与此同时，数字还能准确定时，并能准确在你所规定的时间内发出响声来提醒你在此时所需要去做的事情。与旧式钟表相比更适合现代生活。甚至在我们的日常生活中让数字化取缔，相比模拟钟给人一目了然的感觉。关键词： 数字钟，振荡器，计时器 目录第一章 绪论.3 1.1数字时钟的背景意义.3 1.2数字时钟的设计方案.3 第二章 整体方案设计.4 2.1单片机的选择.4 2.2单片机的基本结构.5 第三章 硬件模块设计.7 3.1最小系统设计.8 3.2.显示电路设计.10 3.3按键开关控制设计.12 第四章 软件模块设计.13 4.1程序流程图.15. 4.2时钟设
3、置电路.16 4.3定时中断电路.17 4.4LED显示电路.19 4.5按键控制电路.21 第五章 调试.21 5.1主体电路部分.22 5.2扩展电路部分.23 第六章 总结.24 致谢.25 参考文献.26第一章 绪论1.1数字时钟的背景和意义1.1.1数字时钟的背景和意义 20世纪末，电子技术获得飞速发展。在其推动下，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提高和信息文化程度的提高。同时也使现代电子产品技术性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。因此，时间对于人们来说总是那么宝贵，尤其是在公共场所，我们需要时间的准确指引。比如：车站、码头，准确的时间指引显得更加
4、重要，否则很有可能对外出办事的人们带来一些不必要的麻烦。 而机械钟的直观性和精确度比较差，使用寿命也无法预料。这时数字钟就产生了，与机械时钟相比，数字钟具有相当的准确性，直观性，且使用寿命也较长。 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒的计时装置，广泛应用于个人家庭、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须品。由于数字集成化和石英晶振电路的发展，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，给人们的生活带来了极大的方便，而且大大扩展了老式钟表的报时功能。在很多实际应用中，只要对数字钟的硬件电路和软件电路加以一定的修改，便可以得到实施控制的应用系统，从而应用到实际工作和生产中去。 由
5、于数字钟具有走时准确、性能稳定、方便携带的优点，还有自动报时、自动控制的优点，使得数字钟被较快的发展和应用。以说，设计单片机数字钟的意义已不单单在于数字钟本身，更大的意义在与数字钟本身的扩展功能在实施控制中的应用。1.2数字钟的设计方案 1.2数字钟的设计方案 本系统的设计电路有时钟模块、计时模块、显示模块、中断模块、控制模块组成。首先通过对数字钟的硬件设计，再结合一些辅助电路，实现数字钟的基本功能；其次通过软件进行编写，通过按键检测功能函数实现数字钟的不同功能。第二章 整体方案设计2.1单片机的选择2.1单片机的选择 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微
6、型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。 通常，单片机由单款集成电路芯片构成。内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口等。因此，单片机只需和外部软件电路现结合，再加以适当的坏境，便可成为单片机的控制系统。 STC89C51单片机是从引脚交到内核完全兼容的8051单片机，有PDIP-40、PLCC-44、PQFP-44三种封装形式，STC89C51含有4k字节的FLASH ROM供用户编程和使用，除了内含FLASH ROM的容量不同外，STC89C系列的单片机还含有STC89C5XRC/RD+、STC89LE5XRC/RD+等型号，其中，51型号后面为RC
7、,表明单片机内部集成了512个字节RAM. STC89C系列单片机是一代新功耗、高速运算的8051单片机，最高工作频率高达25MHZ到50MHZ,而且有较宽的工作电压，此外，STC89C51单片机完全兼容8052芯片，在8051基础上，新增了许多实用功能。从而具有非常好的实用特性： 1.多功能性：单片机把所需要的存储器和I/O端口尽可能的集中在一个芯片上，使得单片机实现更多的功能，比如：A/D、PWM、PCA（可编程计数系列）、WDT（监视监视定时器系列）、高速I/O口、及计数器的捕获/比较逻辑等等。 2、低电压和低功耗：单片机的嵌入式决定了低电压、低功耗的特性十分重要。很多单片机都在低电压下
8、工作，功耗已经降到uA级。这些特性可以使单片机在更小的电源下工作更长的时间。 3.性价比高：单片机应用面积大，数量多，带来的直接好处就是成本低。目前世界各大公司在提高单片机性能的同时，也在适当降低单片机的价格。 4.高效率和高性能：为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用dsp等技术，是单片机的性能有了明显的提高。随着单片机系统资源和系统复杂程度的提高，单片机开始使用高级语言（c语言）来开发单片机的程序。使用高级语言可以降低开发难度，缩短开发周期。增强软件的可移植性和可读性。便于改进和扩充功能。 此外，ST89C系列单片机的应用范围广、领域宽。可用在家用办公领域、办公自动化领域、商业应用领域
9、、工业自动化、智能仪表与集成智能传感器、现代交通与航空航天领域等等。 因此，STC89C系列单片机是非常值得推荐的。STC是在深圳的一家8051单片机设计生产公司。STC系列单片机在中国市场上占所有单片机很大的比例，宏晶科技现已成为全球最大单片机的设计生产公司。完完全全的中国制造。他是STC89C52系列的增强版本。技术成熟、运用稳定，很适合我们的选择。 2.2单片机的结构2.2单片机的结构该系列单片机有中央处理器、存储器、和I/O接口三大部分组成。其原理引脚如图2.2.1所示 1其中CPU包括运算器和控制器两大部分。运算器：对操作数进行运算、逻辑和位操作运算。主要包括算术逻辑运算单元ALU、累加器A、位处理器、程序状态字寄存器PSW及两个暂态寄存器等。控制器：任务识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机的各部分能够协调工作、互不干扰。2存储器包括程序存储器和数据存储器。程序存储器：计算机的工作是按照事先编好的程序命令序列一条顺序执行的，程序存储器就是存放这些已编好的程序和表格常数。它有只读存储器或EPROM组成。计算机为了有序的工作，专门设置了一个专用寄存器-程序寄存器PC-用以存放指令的地址。数据存储器：51
