单片机电子时钟的设计

单片机电子时钟的设计

----------- 基于单片机的电子时钟

专业：运算机科学与技术

班级：专升本1班

小组成员：张琴张娜赵慧佩

学号：23 24 25

基于单片机的电子时钟设计

摘要

20世纪末，电子技术获得了飞速的进展，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进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。

现代生活的人们越来越重视起了时刻观念，能够说是时刻和金钱划上了等号。关于那些对时刻把握专门严格和准确的人或事来说，时刻的不准确会带来专门大的苦恼，因此以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了专门大的优势。数码管显示的时刻简单明了而且读

数快、时刻准确显示到秒。而机械式的依靠于晶体震荡器，可能会导致误差。

数字钟是采纳数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳固度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采纳LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，依照数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时刻的其本功能，还能够实现对时刻的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受宽敞消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。

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目录

第一章绪论

1.1 数字电子钟的背景 (4)

1.2 数字电子钟的意义 (4)

1.3 数字电子钟的应用 (4)

第二章整体设计方案

2.1 单片机的选择 (5)

2.2 单片机的差不多结构 (7)

第三章数字钟的硬件设计

3.1 最小系统设计 (11)

3.2 LED显示电路 (14)

第四章数字钟的软件设计

4.1 系统软件设计流程图 (16)

4.2 数字电子钟的原理图 (19)

第五章系统仿真

5.1 PROTUES软件介绍 (20)

5.2 电子钟系统PROTUES仿真 (21)

第六章调试与功能说明

6.1 硬盘调试 (22)

6.2 系统性能测试与功能说明 (22)

6.3 系统时钟误差分析 (22)

6.4 软件调试问题及解决 (22)

附件：主程序 (23)

第一章绪论

1.1数字电子时钟的背景

20世纪末，电子技术获得了飞速的进展，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进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。时刻对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和纷杂性容易使人不记得当前的时刻。不记得了要做的情况，当情况不是专门重要的时候，这种遗忘无伤大雅。然而，一旦重要情况，一时的耽搁可能酿成大祸。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向进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进展。下面是单片机的要紧进展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从全然上改变了传统的操纵系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的操纵技术也称为微操纵技术，是传统操纵技术的一次革命。

单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种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，因此得到了广泛的使用。

1.2数字电子钟的意义

数字钟是采纳数字电路实现对.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进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、时刻程序自动操纵、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，差不多上以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着专门现实的意义。

1.3数字电子钟的应用

数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的进展和采纳了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳固、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动操纵等各个领域。

第二章整体设计方案

2.1 单片机的选择

单片机微型运算机是微型运算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型运算机简称单片机，专门适用于操纵领域，故又称为微操纵器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有运算机的差不多功能部件：中央处理器、储备器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机操纵系统。

单片机通过1、2、3、3代的进展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大储备容量、强I/O功能及较好的结构兼容性方向进展。其进展趋势不外乎以下几个方面：

1、多功能

单片机中尽可能地把所需要的储备器和I/O口都集成在一块芯片上，使得单片机能够实现更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器---看家狗）、高速I/O口及计数器的捕捉/比较逻辑等。

有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的操纵设备，以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以51内核为核心，集成了USB操纵器、SMART CARD接口、MP3解码器、CAN 或者I*I*C总线操纵器等，LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。

2、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RISC、流水线和DSP的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了专门大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内ROM（FLASH）和RAM 的容量都突破了以往的数量和限制。

由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如C语言）来开发单片机的程序。使用高级语言能够降低开发难度，缩短开发周期，增强软件的可读性和可移植性，便于改进和扩充功能。

3、低电压和低功耗

单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工艺的大量采纳，专门多单片机能够在更低的电压下工作（1.2V或0.9V），功耗差不多降低到uA级。这些特性使得单片机系统能够在更小电源的支持下工作更长的时刻。

4、低价格