《电子钟毕业设计数字电子钟的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子钟毕业设计数字电子钟的设计（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕业设计说明书（论文）课题名称 数字电子钟的设计电子信息工程 专业 061311 班学生姓名 周明 学号 25指导老师 周延 技术职称 讲师 2008年12月22日江西航空职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名：周明 班级：061311 1.设计(论文)题目：数字电子钟的设计 2.毕业设计(论文)使用的原始资料数据及设计技术要求：单片微型计算机原理及接口技术、模拟电子技术基础；用单片机实现时、分、秒六位显示，按键调整功能，使用5V电源。3.毕业设计(论文)工作内容及完成时间:设计一个能直接显示时，分，秒的数字钟，具有按键调整功能，要求二十四小时为计时一周期。要求电路电路以单片机为核心。日
2、期:自 2008 年 12 月 12日至 2008 年 12月 22日指导老师评语: 指导老师: 周延 系主任: 姚卫华 目 录一、 绪论4（一）引言.4（二）论文的研究内容和结构安排 4二、设计内容及设计方案 4（一）设计内容要求.4（二）设计方案及电路框图.5三、硬件单元电路设计、原理及器件选择.5（一）振荡电路.5（二）复位电路.6（三）控制电路.6（四）键盘电路.7（五）驱动电路.8（六）显示电路.9（七）电源电路.10四、软件设计.10（一）程序流程图.10（二）程序详细设计.13（三）程序清单.13五、总结.17（一）物品清单与元件特性.17（二）设计总结.17参考文献.18致谢.
3、18一、 绪论（一）引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地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当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 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。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各
4、种定时电气的自动启用等，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，有着非常现实的意义。单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由5V直
5、流电源供电，通过数码管能够准确显示时间，调整时间，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。（二）论文的研究内容和结构安排 本系统采用石英晶振、单片机、键盘、数码管和稳压集成电路组成。由LED数码管来显示单片机所输出的信号。采用了9012三极管来驱动数码管。总体方案设计由控制电路和驱动显示电路两大部分组成。其中控制电路完成数字钟的基本功能, 驱动显示电路完成数字钟的显示功能。论文安排如下：1、绪论阐述单片机的发展，研究电子钟所具有的现实意义。2、设计内容及设计方案论述电子钟的具体设计方案及设计要求。 3、单元电路设计、原理及器件选择，说明电子钟的设计原理以及器件的选择，主要从振荡电路、复位电路、
6、控制电路、键盘电路、驱动电路、显示电路和电源电路五个方面进行说明。 4、绘制整机原理图，该系统的设计、安装、调试工作全部完成。二、设计内容及设计方案 （一）设计内容要求 1、设计一个有“时”、“分”、“秒”显示的电子钟；以24小时记时。2、用单片机为控制核心，数码管显示组成电子钟。 3、画出电路框图，程序流程图。 4、列出物品清单，列出程序清单。5、论文总字数5000字以上。（二）设计方案及电路框图该系统主要由电源部分、控制部分、键盘部分、驱动部分和显示部分组成。三、硬件单元电路设计、原理及器件选择（一）振荡电路 1、石英晶体振荡器的工作原理 石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、
7、频率易调整。它被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中。它还具有压电效应：在晶体某一方向加一电场，晶体就会产生机械变形；反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。在这里，我们在晶体某一方向加一电场，从而在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而使机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时，才达到最后稳定，这种压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。2、振荡电路图Y1为12M晶振，产生单片机工作所需要的时钟信号，从而保证单片机正常工作。C6、C7为30p的瓷片电容，作用是启振速度
8、快，稳定振荡频率。 （二）复位电路1、复位电路工作原理当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM为随机值，运行中的复位操作不改变片内ROM区中的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值。2、复位电路图为上电自动复位。（三）控制电路1、单片机AT89S52芯片：AT89S52是一种低功耗、高
9、性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻
10、辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2、控制电路图P1口为段口，P3.0 P3.5为位口。因使用内ROM，EA/VP接高电平。 （四）键盘电路1、独立式按键指用I0口线构成的单个按键电路，每个独立式按键单独占有一根I0口线，每根I0口线上按键的工作状态不会影响其他IO口线的工作状态，即一个按键对应着个端口输入，每一个按键都有一个按键电路来判断其是否按下。上拉电阻确保按键松开时，IO口线有确定的高电平。当IO口线内部有上接电
11、阻时，外电路可以不配置上拉电阻，可以采用查询方式或中断方式读取按键。 2、键盘电路图在此使用的是独立式按键，因IO口线内部有上接电阻，在此就没有配置上拉电阻。S1：时加1；S2：分加1；S3：分减1。（五）驱动电路1、驱动电路原理数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数
12、码管静态显示则需要5840根I/O端口来驱动，要知道一个89S52单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。 动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选
13、通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。2、驱动电路图在这里有的是PNP的9012的三极管做驱动，R8、R9为限流电阻。（六）显示电路1、数码管的分类按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数
