数字电子时钟毕业设计

合集下载

(完整)基于STC单片机的电子时钟毕业设计(DOC)

电子时钟［摘要] 本设计是基于STC单片机的电子时钟技术，由STC12C5A16S2芯片和LCD1602液晶显示屏,DS18B20进行温度测量，辅以必要的的电路，构成一个单片机定时闹钟。

电子钟可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成.LCD显示“时”，“分”，LED闪动来做秒计数,定时时间到能发出警报声或者启动继电器，从而控制电器的启停。

现在是自动化高度发达的时代，特别是电子类产品都是靠内部的控制电路来实现对产品的控制，达到自动运行的目的，这就需要我们这里要做的设计中的电器元件及电路的支持。

在这次设计中主要是用STC12C5A16S2来进行定时，也结合着其他辅助电路实施控制，在定时的时候，按一下控制小时的键对小时加一;按一下控制分钟的键对分钟加一；到达预设的时间,此电路就会发出报警声音提示已经到点。

[关键词] 定时闹钟STC12C5A16S2 LCD1602Time clock［Abstract］ The regular alarm clock designers design， by the microcontroller STC12C5A16S2 chip and LCD1602 display、 DS18B20 , combined with the necessary circuitry to form a single—chip timer alarm clock. Clock can be digital circuit，the microcontroller can also be used to complete。

LCD display "when”, "sub”，LED flash to do the second count， regular time to be able to sound an alarm or start relay to control the electrical start and stop. Now is the era of highly developed automation, especially electronic products are relying on the internal control circuitry to achieve control of the product to achieve the purpose of automatic operation， which requires us to do the design of electrical components and circuits to support 。

毕业设计论文_单片机电子时钟的设计

毕业设计论文_单片机电子时钟的设计摘要：电子时钟作为一种常见的时间显示装置，在现代社会中应用广泛。

本文设计了一款基于单片机的电子时钟，使用DS1307实时时钟芯片来获取系统时间，并通过数码管进行显示。

设计过程中，通过对单片机的编程和电路的连接，实现了时间的显示与调节功能，具有较高的准确性和稳定性。

该设计方案简单、实用，可用于各种场合。

关键词：单片机；电子时钟；DS1307；数码管1.引言电子时钟是一种利用电子技术构造的显示时间的装置，具有时间准确、使用简单、显示清晰等特点，广泛应用于生活和工作中。

本文以单片机为核心，设计了一款实时准确的电子时钟，提高了时间的准确度和稳定性。

2.设计原理该设计的核心是通过单片机与DS1307实时时钟芯片的连接，使得单片机可以获取到准确的系统时间，并通过数码管进行显示。

DS1307芯片通过I2C总线与单片机连接，通过读取芯片中的时间寄存器，单片机可以获得当前的时间信息。

3.硬件设计本设计中使用了AT89S52单片机作为主控芯片，通过引脚与DS1307芯片相连。

单片机的P0口接到数码管的段选信号，P1口接到数码管的位选信号，通过控制这两个口的输出状态，可实现对数码管上显示的数字进行控制。

同时，为了使时钟可以正常运行，需外接一个晶振电路为单片机提供时钟信号。

4.软件设计通过对单片机的编程，实现了以下功能：(1)初始化DS1307芯片，设置初始时间；(2)每隔一秒读取一次DS1307芯片的时间寄存器，将时间信息保存到单片机的RAM中；(3)根据当前时间信息，在数码管上显示对应的小时和分钟。

5.调试与测试经过硬件的连接以及软件的编写，进行了调试与测试。

将初始时间设置为08:30，观察数码管上的显示是否正确，以及时间是否准确。

同时，通过手动调节DS1307芯片中的时间，检查单片机是否能正确获取时间，并进行显示。

6.总结与展望本文设计了一款基于单片机的电子时钟，通过单片机与DS1307芯片的连接和编程，实现了准确的时间显示功能。

数字钟毕业论文

数字钟毕业论文数字钟毕业论文一、引言在现代社会中，数字钟已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

无论是手机、电脑还是家居装饰，数字钟都无处不在。

然而，数字钟的发展背后隐藏着许多有趣的技术和设计原理。

本篇论文将探讨数字钟的历史、工作原理以及未来发展方向。

二、历史回顾数字钟的历史可以追溯到20世纪70年代。

当时，电子技术的快速发展使得人们开始尝试用数字显示时间。

最早的数字钟采用了七段显示器，通过控制灯泡的亮灭来表示数字。

然而，这种显示方式存在一些问题，例如能耗较高、显示效果不够清晰等。

随着技术的不断进步，液晶显示器逐渐取代了七段显示器，成为数字钟的主流显示技术。

液晶显示器具有低能耗、高对比度和可定制性等优点，使得数字钟的显示效果得到了极大的提升。

三、工作原理数字钟的工作原理可以简单地分为三个部分：时钟芯片、显示器和控制电路。

时钟芯片是数字钟的核心部件，它负责计时和时间的精确控制。

时钟芯片通常由晶体振荡器和计数器组成。

晶体振荡器产生稳定的振荡信号，计数器将振荡信号转换为可读的时间格式。

显示器是数字钟的输出部分，它用来显示时间。

除了液晶显示器，数字钟还可以采用LED显示器等其他技术。

不同的显示器技术有不同的特点，例如LED显示器亮度高、反应速度快，而液晶显示器则更加省电。

控制电路负责接收用户的输入，并将其转化为对时钟芯片和显示器的控制信号。

用户可以通过控制电路来调整时间、设置闹钟等功能。

四、数字钟的应用领域数字钟在日常生活中有着广泛的应用。

首先，数字钟作为时间的显示工具，被广泛应用于办公室、学校、医院等场所。

其次，数字钟还可以作为家居装饰品，为室内空间增添一份现代感。

此外，数字钟还可以用于计时器、闹钟等功能，方便人们的生活。

除了日常应用，数字钟在科学研究、航空航天等领域也有着重要的作用。

例如，在航空航天领域，数字钟的精确计时能力对于飞行任务的安全和准确性至关重要。

五、数字钟的未来发展随着科技的不断进步，数字钟的未来发展前景广阔。

电子时钟的设计与制作毕业论文

目录中文摘要、关键词 (3)1、绪论 (3)1.1课题研究的背景及意义 (3)1.2国内外研究 (4)1.3电子时钟概述 (5)1.4论文章节构成及安排 (5)2、电子时钟设计方案 (5)2.1两种设计方案的选择 (5)2.2系统电路 (6)3、硬件系统设计 (7)3.1核心控制电路 (7)3.2秒计时电路 (9)3.3显示电路 (11)4、软件系统设计 (12)4.1DS1302子程序 (12)4.2LCD5110子程序 (14)4.3主程序 (14)5、设计系统的调试 (15)5.1硬件调试 (15)5.2软件调试 (15)6、本设计系统小结 (16)6.1系统不足及功能拓展 (16)6.2学习心得与展望 (16)参考文献 (16)英文摘要、关键词 (16)电子时钟的设计与制作信息技术学院电子信息科学与技术专业指导教师 ***作者 ***摘要：从古代的沙漏计时，到现在的机械钟表、石英钟，计时技术得发展经过了一个漫长的完善过程，这充分显现出了时间不论对古人还是现在的我们的重要性。

现在，全球社会都进入了信息化时代，人们更加重了对时间计量精度的依赖，以至于钟表应用越来越广，功能越来越多。

普通的机械表对于当代人复杂繁琐的要求显然早已不太适应，电子时钟应运而生。

电子时钟不仅能满足基本时间要求，而且体积小，成本低廉，最大的亮点在于可以随时根据不同的客户要求进行改进、增加功能，所以电子钟越来越受到人们的青睐。

本课题即着眼于此，研究的主要目的是设计一个基于单片机的电子时钟系统。

由于单片机有价格实惠而且功能齐全的优点，在自动控制产品中广泛应用。

本设计以ATmega16芯片为核心，以实时时钟芯片DS1302为主要依托，通过LCD液晶屏完成其显示、计时功能，本设计实现了所需功能的硬件电路，并应用C语言进行软件编程。

关键词：电子时钟 DS1302 LCD液晶屏1、绪论1.1课题研究的背景及意义时间的宝贵是个亘古不变的真理，然而工作的忙碌性和繁杂性很容易让人忘记当前的时间或是工作中不能及时方便地知晓时间。

基于555定时器的数字电子钟的设计毕业设计(论文)

一、绪论1.1课题说明1.2方案设计目的1.3技术指标1.4方案设计及论证二、核心部件简介2.1 555时基电路2.2 74LS90异步加法计数器三、各部分电路组成部分及其设计原理3.1数字电子钟的构成框图3.2数字电子钟的模块及其工作原理3.2.1晶体振荡器电路3.2.2计数器电路3.3秒、分、时译码显示模块3.4校时电路四、说明各部分功能的实现4.1开始状态4.2时、分、秒分别校时4.3满60秒向分钟进位状态满60分向小时进位状态4.4 23:59:59向00:00:00进位状态五、整体电路图六、实验室调试6.1元件清单6.2调试过程6.3调试结果6.4调试心得体会一、绪论1.1 课题说明由于现代社会模拟电子技术基础和数字电子技术基础的高速发展，因而由这技术制造出来的越来越先进，数字钟体积小，安装使用方便，不仅可以作为家用电子钟，而且可以广泛用于车站、体育场馆等公共场所。

虽然数字钟的外形和功能不尽相同，但是用于制造数字钟的原理基本上都是一样的。

所谓数字钟，是指利用电子电路构成的计时器。

本次课程设计要求设计一个数字钟，基本要求为数字钟的时间周期为24小时，数字钟显示时、分、秒，数字钟的时间基准一秒对应现实生活中的时钟的一秒。

供扩展的方面涉及到整点报时、定时闹钟等。

1.2 方案设计目的用中小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒的数字电子钟，要求如下：1．由晶体振荡电路产生1HZ的标准脉冲信号。

2．秒、分为00——59 六十进制计数器。

3．时为00——23 二十四进制计数器4．可手动校准。

只要将开关置于校准位置，即可对分别对分、时进行手动脉冲输入校准或连续脉冲校准调整。

5．用Multisim画出整个系统电路图，进行仿真与调试；6．实现整个数字电子钟电路各项任务的正常工作。

7. 撰写设计报告：写出设计过程，和调试结果，写上心得体会。

1.3 技术指标1. 显示时、分、秒的是24小时制。

3. 具有校时功能：可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。

基于单片机的简易电子时钟设计_毕业设计论文精品

论文题目基于单片机的简易电子时钟设计班级：xxxxxx专业：电子信息工程学生姓名：xxxx指导教师：xxxx日期：xxxx-xx-xx摘要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发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。

尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。

在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。

单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。

关键字：单片机，数字时钟。

AbstractDigital clock has become an indispensable necessities in People's Daily life, widely used in personal family and office and other public places, to people's life, study, work, entertainment, bring great convenience. Due to the development of the digital integrated circuit technology and adopts the advanced quartz technology, walking make digital clock has advantages of accurate, stable performance, easy to carry, it is also used in timing, automatic feed and automatic control and other fields. Although already on the market at present the ready-made digital clock chip for sale, cheap, use is convenient, but in view of the single chip microcomputer timer function also can complete the design of the digital clock circuit, therefore is necessary for the design of digital clock. Here we will have learned more fragmented knowledge of digital circuit of the organic link, the system used in practice, to develop our comprehensive analysis and circuit design, programming, debugging circuit ability.SCM has small volume and powerful function, high reliability, low price and a series of advantages, not only has become widely used in the field of industrial measurement and control intelligent control instruments, and has penetrated into every corner of the people work and life, effectively promote the industry's technological transformation and upgrading of products, the wide prospect of application.Keywords: Single chip microcomputer,Digital clock.目录第一章设计方案 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 实现时钟计时的基本方法 (1)1.4 电子钟的时间显示 (1)1.5 电子钟的时间调整 (2)1.6 总体方案介绍 (2)1.6.1 计时方案 (2)1.6.2 控制方案 (2)第二章系统硬件电路设计 (3)2.1 单片机模块设计 (3)2.1.1 芯片分析 (3)2.1.2 晶振电路 (4)2.1.3 复位电路 (5)2.2 数码显示模块设计 (5)2.3 按键模块 (8)第三章系统软件设计 (9)3.1 软件设计分析 (9)3.2 系统软件设计流程图 (9)3.2.1 主程序流程图 (9)3.2.2 定时器流程图 (9)3.2.3 按键检测流程图 (10)3.2.4 时间显示流程图 (10)3.3 源程序清单 (11)第四章系统仿真与实验测试 (16)4.1 系统仿真 (16)4.2 实验测试 (16)小结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)第一章设计方案1.1 课程设计目的(1)巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；(2)培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；(3)过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤。

AT89C2051数字电子钟的设计

AT89C2051数字电子钟的设计一、设计任务与要求1．通过单片机技术使 LED 数码管输出显示时间。

2. 可通过按键设置闹钟功能，且停闹无须手工操作。

3. 提高计时精度，使计时误差最小。

4. 通过键盘 2 个键，从左到右依次标名为 SET,DOWN,UP,ENTER, 用来修改和设置系统时钟。

二、方案设计与论证其主要设计思想是：整个系统用单片机为中央控制器，由单片机执行采集时钟芯片的时间信号并通过显示模块来输出信号及相关的控制功能。

时钟芯片产生时钟信号，利用单片机的 I/O 口传给单片机；并通过 I/O 口实现 LCD 的显示。

系统设有 4 个按键可以对时间星期年月日进行调整，还可以设置闹钟。

本电路以一片AT89C2051 单片机为主体，其显示数据从P3.0-P3.7 口输出，P1 口输出对应的六位位选信号。

电子钟程序设计时使用了 T0 作为计时，T1 为调整时显示用。

只要对程序稍加更改，可以很容易的实现 8 路定时功能。

电子钟只用一个轻触式按键来完成所有的设置。

为了使闹钟音量足够大，采用了 PNP 型三极管 8550 来驱动蜂鸣器，驱动电阻用 1K 的，蜂鸣器为 5V 小型蜂鸣器。

若用 NPN 来驱动蜂鸣器音量要小一点。

LED 数码管位驱动用8850，电子钟采用自制的 3A 开关电源供电。

AT89C205 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 2k bytes 的可反复擦写的只读 Flash 程序存储器和 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大。

但它只有 20 个引脚，15 个双向输入/输出（I/O）端口，其中 P1 是一个完整的 8 位双向 I/O 口，两个外中断口，两个 16 位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。

数字电子时钟设计原理

毕业设计论文论文题目：数字电子时钟设计原理某职业技术学院电气工程系毕业设计任务书1.能够利用软件设计数字电子钟电路原理图。

2.要求熟悉集成芯片功能。

3.具有时、分、秒显示功能。

三、毕业设计进程表毕业设计进程表起止日期设计内容备注第1周资料准备，查阅相关文献第2周设计电路第3-4周编写说明书，交指导老师审阅第5周整理资料，准备答辩前言目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。

要知道当前的时间，必须先开灯，故较为不便。

现在市场上出现了这样一类的电子钟，它以六只LED数码管来显示时分秒，与传统的以指针显示秒的方式不同，超越了人们传统的习惯与理念。

数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛的应用。

如，日常生活中的电子手表，车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。

要实现数字电子钟的设计可以由单片机控制或者由数字IC构成。

这里我们要做的是一个由数字IC构成的数字电子钟设计。

目录1 设计功能要求 (1)2 设计方案 (1)3设计中所用到的元器件 (2)3.1译码器 (2)3.2计数器 (4)3.3显示器 (4)3.4振荡器 (5)4 电路设计 (6)4.1时分秒计数器 (6)4.1.1秒计数器的设计 (6)4.1.2分计数器的设计 (8)4.1.3时计数器的设计 (8)4.2校时电路 (8)4.3译码显示电路 (10)4.4总体电路 (11)5器件清单 (13)结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录A 数字电子钟整体体电路图 (17)1 设计功能要求设计一数字钟，该数字钟能够准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。

在电路中，振荡电路提供的1Hz脉冲信号。

在计时出现误差时电路还可以进行校时、校分和校秒的功能。

并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示。

具体要求如下：1.时的计时要求为“23置0”，分和秒的计时要求为60进制。

毕业设计—基于单片机的12864时钟显示

学士学位毕业论文(设计)题目：基于单片机的12864时钟显示摘要电子时钟是一种非常广泛日常计时工具，给人们的带来了很大的方便，在社会上越来越流行。

它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，采用直观的数字显示，可以同时显示年月日时分秒等信息，还有时间校准等功能。

该电子时钟主要采用STC89C52单片机作为主控核心，用DS1302时钟芯片作为时钟、液晶12864显示屏显示。

STC89C52单片机是由深圳宏晶科技公司推出的，功耗小，电压可选用4～6V电压供电；DS1302时钟芯片是美国DALLAS公司推出的具有细电流充电功能的低功耗实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小；数字显示是采用的12864液晶显示屏来显示，可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等信息。

此外，该电子时钟还具有时间校准等功能。

关键词：STC89C51单片机，DS1302时钟芯片，液晶12864AbstractElectronic clock is a very extensive daily timing tool, to the people has brought great convenience, more and more popular in the community. It can be the year, month, date, day, hour, minute, second for a time, using intuitive digital display, can display information such as year, month, day, hour, and time alignment functions. The electronic clock is used mainly as a master STC89C52 microcontroller core, with theDS1302 clock chip as a clock, LCD display12864. STC89C52 SCM is a Shenzhen Hong Crystal Technology has introduced, power consumption, voltage can be selected 4 ~ 6V voltage power supply; DS1302 clock chip is American DALLAS company launched with a fine current charging low-power real-time clock chip, it can year, month, date, day, hour, minute, second for a time, also has a leap year compensation and other functions, DS1302 and long life, small error; 12864 LCD digital display isused to display that can display year, month, date, day, hour, minute, second and so on. In addition, the electronic clock also has a time calibration function.Key Words:STC89C51 microcontroller, DS1302 clock chip, LCD 12864目录1绪论 (3)1.1时钟发展史 (3)1.2 目前的研究现状 (4)1.3研究目的及意义 (4)2 总体方案设计 (5)2.1 方案的选择 (5)2．1.1设计要求 (5)2．1.2方案的选择 (5)2.2总体方案组成框图 (6)3系统硬件设计 (6)3. 1主芯片模块 (6)3.1.1 中断系统 (8)3.1.2常用寄存器 (8)3.2晶振和复位电路 (10)3.2.1晶振电路 (10)3.2.2复位电路 (11)3.3 DS1302时钟芯片电路 (11)3.3.1 DS1302引脚图 (11)3.3.2 DS1302寄存器 (12)3.3.3 DS1302外围电路 (13)3.4 LCD12864显示模块 (13)3.4.1 LCD12864引脚功能 (13)3.4.2 LCD12864指令说明 (14)3.4.3 LCD12864电路接线 (15)3.5 红外遥控模块 (16)4 系统软件设计 (17)4．1 主程序设计 (17)4.2 LCD12864驱动程序 (19)4.3 DS1302驱动程序 (21)4.4 红外遥控程序 (24)5 调试结果 (25)5.1 正常显示日期时间画面 (26)5.2 进入调整时间日期画面 (26)5.3图片显示画面 (26)6总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录一 (31)附录二 (32)1绪论1.1时钟发展史很早以前,人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。

基于89C51单片机电子数字时钟的设计本科毕业论文

本科毕业论文基于89C51单片机电子数字时钟的设计目录第一章第一章电子时钟的总体设计电子时钟的总体设计 ....................................................................................................... ...................................................................................................... 44 1.1 设计目的设计目的.......................................................................................................................... 4 1.1.1 课程设计课程设计 ............................................................................................................... 4 1.1.2 AT89C51芯片的串口功能芯片的串口功能.................................................................................... 4 1.1.3用keil 软件进行编程与调试 .................................................................................. 4 1.2 设计任务设计任务 .......................................................................................................................... 4 1.3 设计思路设计思路.......................................................................................................................... 4 第二章第二章硬件系统的设计硬件系统的设计............................................................................................................... .............................................................................................................. 66 2.1 电路原理图设计电路原理图设计 .............................................................................................................. 6 2.1.1 电子钟的硬件电路框图电子钟的硬件电路框图...................................................................................... 6 2.2 AT89C51引脚及其功能 (6)2.2.1 AT89C51的原理及说明的原理及说明 ........................................................................................ 6 2.2.2 引脚功能引脚功能 ............................................................................................................... 7 2.3 驱动部件驱动部件 .......................................................................................................................... 8 2.4 显示部分显示部分.......................................................................................................................... 9 第三章第三章软件系统的设计软件系统的设计............................................................................................................. ............................................................................................................ 110 3.1 电子钟的主程序电子钟的主程序............................................................................................................ 11 3.2 电子钟的显示子序电子钟的显示子序 ........................................................................................................ 12 3.3 定时器中断服务程序定时器中断服务程序 .................................................................................................... 13 3.4 电子时钟设计程序清单电子时钟设计程序清单 ................................................................................................ 15 3.5 程序进行编译仿真程序进行编译仿真........................................................................................................ 18 3.5.1 89C51程序 ......................................................................................................... 18 3.5.2 用PROTEUS ISIS 进行电子万年历的仿真测试 . (20)第四章第四章对89C51设计的电子时钟的总结................................................................................. 22 参考文献 ........................................................................................................................................ . (2)23摘要本次实训是基于AT89C51单片机电子钟的设计，对时、分、秒的显示的控制,时、分、秒用六位数码管显示LED 数码管时钟电路采用24小时计时方式。

(完整版)基于51单片机的电子时钟设计与实现毕业设计

摘要单片机自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AT89S51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4.5V直流电源供电，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。

电子时钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。

电子时钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。

在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据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，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。

电子时钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。

关键词：单片机；AT89S51ABSTRACTSince the 1970 s chip since the advent, with its high cost performance and attention by people and attention, it is widely used and fast development. SCM small volume, light weight, strong anti-jamming capability, environmental demand is not high, low cost, high reliability, flexibility is good, development more easy. Because of the above features, in our country, the microcontroller is widely used in industrial automation control, automatic detection, intelligent instrument and apparatus, household appliances, power electronics, mechanical and electrical equipment, and other aspects, and 51 SCM is the most typical chip and most representative one. The graduation design through to its study, application to AT89S51 chips as the core, with the necessary circuit, design of a simple electronic clock, it by 4.5 V dc power supply, through the electronic tube can show time, adjust the time, thus to learning, the design, the development of software and hardware in the ability.Electronic Clock is a electronic circuit implementation of the "when", "sub", "seconds" The figures show the timing device. Electronic clock precision, stability, far more than the old mechanical clock. In this design, we use LED electronic display hours, minutes, seconds, to 24-hour time mode, according to electronic control theory to dynamic display to display, use the 12MHz crystal oscillation pulse, the timer count. In this design, the circuit has a display time of the this function, you can also realize the time adjustment. Electronic clock is its compact, low cost, travel time and high precision, easy to use, features and more, easy integration and loved by the general consumer, so widely used.Key words:Single-chip microcomputer ; AT89S51独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

基于PLC控制的数字显示电子钟本科毕业设计论文

本科毕业论文论文题目：基于PLC控制的数字显示电子钟设计系部：机械与电气工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师：二O一O年十二月二十二日前言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。

可编程控制器（PLC）是以微处理为核心的通用工业控制装置，它将传统的继电器--接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通信于一体，为工业自动化提供了几乎完美的现代化自动控制装置。

近几年，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。

为此，各高校的电器自动化、电气工程、供用电技术、机电一体化等相关专业相继开设了有关可编程控制器原理及应用的课程。

本设计以西门子公司的S7—200CN为基础，设计了PLC电子时钟的梯形图。

本设计共分四大章：第一章是基础部分，介绍了PLC的概述说明了PLC 的发展史。

第二章主要是数字电子钟设计的软件介绍及应用。

第三章是数字电子钟的设计程序，进一步清楚的了解其内部结果和工作原理。

第四章是针对本设计在制作过程所参考文献及资料的统一说明及介绍。

最后是对指导老师及在本设计过程当中给予我们帮助的老师及领导的感谢。

由于我们的水平有限，难免存在错误和疏漏，恳请领导、老师、读者批评指正。

目录前言 (1)摘要 (3)第一章PLC的概要 (4)1.1课程设计准备知识 (4)1.11 PLC控制系统设计的基本原则 (4)1.12 PLC控制系统设计的基本内容 (4)1.13 PLC控制系统设计的一般步骤 (5)1.2 软件介绍 (6)1.21软件介绍 (6)第二章PLC控制电子钟设计 (8)2.1七段共阴数码管电子钟PLC程序设计原理 (8)2.11 控制要求： (8)2.12 总体设计思想 (8)2.13 具体设计过程 (8)2.2 编程元件地址分配 (10)2.3输入/输出继电器的地址分配 (13)2.31 输入/输出继电器的地址分配 (13)2.4数字电子钟控制系统的方案 (14)2.41 方案论证 (14)2.42 控制要求 (14)2.43 数码管显示原理 (15)2.44 数字电子钟的程序 (15)第三章数字电子钟梯形图程序 (16)第四章结论 (28)附录（1）参考文献 (29)附录（2）谢辞 (30)摘要本系统采用计数器、显示器和校时电路组成。

数字时钟显示系统——毕业设计

日历时钟显示系统论文设计摘要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。

它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。

对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。

该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。

本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。

在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。

日历时钟的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。

硬件部分主要由AT89C52单片机，LED显示电路，以及调时按键电路等组成。

在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

显示器使用2片7SEG-MPX8-CA和一片7SEG-MPX4-CA。

7SEG-MPX8-CA是一种八个共阳二极管显示器，7SEG-MPX4-CA是一种四个共阳二极管显示器。

为了能更轻松的控制这三片显示器，本人使用了3片74HC164来驱动。

74HC164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。

关键词：时钟电钟，DS1302，DS18B20，动态扫描，单片机AbstractE-calendar day time is a very wide range of tools, increasingly popular in modern society. It can be year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds for time, but also has a leap year compensation to a variety of functions, and the DS1302's long life, small error. For the digital electronic calendar using an intuitive digital display can simultaneously display year, month, day, Sunday, hours, minutes, seconds, and temperature and other information, but also a time-calibration and other functions. The circuit uses AT89S52 microcontroller as the core, power consumption, low-voltage work in 3V, the voltage can choose 3 ~ 5V voltage supply.The design is based on 51 series of microcontrollers to the design of electronic calendar, you can display date information on when the minutes and seconds, and weeks, with adjustable date and time functions. Monitor the use of two 7SEG-MPX8-CA and a 7SEG-MPX4-CA. 7SEG-MPX8-CA is a total of eight-yang diode display, 7SEG-MPX4-CA is a total of four-yang diode display. In order to more easily control the three monitors, I use three 74HC164 to drive.74HC164 is an 8-bit edge-triggered shift register, serial input data, and parallel output. The software includes calendar program, time to adjust procedures, turn the lunar calendar programs, display programs.Keywords：Clock electric clock:DS1302；DS18B20:Dynamic scan:scm目录一、设计要求与方案论证 (4)1.1设计要求： (4)1.2 系统基本方案选择和论证 (4)1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)1.2.2 显示模块选择方案和论证 (5)1.2.3时钟芯片的选择方案和论证 (5)１.2.4温度传感器的选择方案与论证 (6)1.3 电路设计最终方案决定 (6)二.系统的硬件设计与实现 (7)2.1 电路设计框图 (7)2.2 系统硬件概述 (7)2.3 主要单元电路的设计 (8)2.3.1单片机主控制模块的设计 (8)2.3.2时钟电路模块的设计 (9)2.3.3温度采集模块设计 (10)2.3.4 电路原理及说明 (10)2.3.5显示模块的设计 (12)三、系统的软件设计 (14)3.1程序流程框图 (14)3.2计算阳历程序流程图 (15)3.3时间调整程序流程图 (16)3.4阴历程序流程图 (17)四. 指标测 (18)4.1 测试仪器 (18)4.２硬件测试 (18)4.3软件测试 (19)4.4测试结果分析与结论 (20)4.4.1 测试结果分析 (20)4.4.2 测试结论 (20)五、总结 (21)致谢词 (22)参考文献 (22)附录一：系统电路图 (23)附录二：源程序代码 (23)附录三：系统使用说明书 (35)一、设计要求与方案论证1.1 设计要求：（１）基本要求①具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；②时间与阴、阳历能够自动关联；③具有温度计功能；④具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；( 2 ) 创新要求①具有上、下课响铃功能；②具有防御报警功能；1.2 系统基本方案选择和论证1.2.1单片机芯片的选择方案和论证方案一:采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

数字时钟设计

数字时钟设计摘要随着科技的发展和时间的推移，对钟表精度、实用性的需求也在日益提高。

主要以STC12C5A60S2为核心组成，以LCD1602 LCD作为 LCD显示器，利用 C编程实现了 MCU的内部编程，使其更加准确实用。

本系统具有时、分、秒十进制的计时功能，手动校时校分功能，12小时24小时切换功能，个性化语音定时功能。

关键词：数字时钟STC12C5A60S2 LCD1602一、引言（一）研究背景人类社会是不断发展前进的，人们的生活习惯更是随着人类科技的发展进步而不断适应改变，科技无时无刻不在改变着我们的生活，使我们的生活质量逐步提高。

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，当前， MCU正朝着高性能、多样化方向发展，并将向 CMOS、低功耗、体积小、容量大、高性能、低成本、内置外围电路等方向发展。

这里是目前微处理器发展的一个重要方向。

采用微处理器进行微处理器的目的是彻底地改造传统的控制系统的思想和设计方式。

大部分过去需要通过模拟或者数字的方式来完成的功能，如今都可以通过单片机来完成。

该技术以软体取代硬体，亦称微型化，是一场对常规技术的革命性变革。

时钟就是诸多科技的一种，从古时人们的结绳记时开始，人们发明了时钟的雏形—日晷，通过太阳光影映射表盘记录时间，再后来人们发明了时钟，使人们可以较清楚地掌握时间，但时钟占空间多，时间表示不够精确、不够直观，所以现在人们又发明了数字时钟，数字时钟采用数字时间显示取代了模拟表盘的时钟，是时间表示准确到秒，并且体积小，使用方便，已经广泛取代市面上的表盘时钟。

（二）研究意义人们在日常生活中需要新的、便携的、功能强大的手表，而数字手表以卓越的性能满足人们的需求，数字钟表是采用数字电路实现时、分、秒等数字显示功能的一种定时设备。

它被广泛地用于私人住宅、车站、码头、办公室等各种公共场合，并逐渐变成了人们的必备物品。

随着数字 IC技术的发展和晶体振动的普及，数字精密腕表已远远超过了传统的腕表。

基于AT89C51单片机的数字电子时钟设计

/安徽工程大学机电学院单片机课程设计题目：数字电子时钟设计指导老师：***制作人员：范超学号：************班级：自动化2132日期：7月13日-7月24日总评成绩：课程任务设计书设计题目：数字电子时钟的设计设计任务：1.设计一款时，分，秒可调数字电子时钟可整点报时；2.设计三个按键K1，K2和K3，用于调节时钟的时间；3.用8个、七段LED数码管作为显示设备，开机显示00-00-00；本设计采用AT89C51单片机为核心器件。

具有电子钟显示，时间调整，整点报时等功能。

此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

根据60秒为一分、60分为1小时的计数周期，构成秒、分、时的计数，实现计时的功能。

而且能显示清晰、直观的数字符号。

针对数字钟会产生误差的现象，就设计有校准时间的功能。

AT89C51单片机控制的数字钟的硬件结构与软件设计,给出了汇编语言源程序。

此数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为24小时，显示满刻度为24时00分00秒，另外应有校时功能。

电路由时钟脉冲发生器、时钟计数器、译码驱动电路和数字显示电路以及时间调整电路组成。

用晶体振荡器产生时间标准信号，这里采用石英晶体振荡器。

根据60秒为1分、60分为1小时、24小时为1天的计数周期，分别组成两个60进制（秒、分）、一个24进制（时）的计数器。

显示器件选用LED八段数码管。

在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。

针对数字钟会产生走时误差的现象，在电路中就设计有有校准时间功能的电路。

关键字：Proteus,Keil uVision，AT89C51，电子钟，整点报时摘要 (3)第1章概述 (5)1.1 设计背景 (5)1.2系统方案论证与设计 (5)第2章系统硬件设计 (7)2.1 系统总电路的设计 (7)2.1.1系统的总框图 ................................................................................................2.1.2芯片的选择 (7)2.2最小系统设计 (9)2.2.1时钟电路的选择与设计 (10)2.2.2复位电路的选择与设计 .............................................. 错误!未定义书签。

电子时钟毕业论文

电子时钟毕业论文电子时钟毕业论文引言电子时钟是一种普遍存在于我们日常生活中的设备。

它不仅仅是一种时间显示工具，更是一种时尚的装饰品。

本篇毕业论文将探讨电子时钟的历史、工作原理、设计与制造等方面，以期对电子时钟的发展和应用有更深入的了解。

一、电子时钟的历史电子时钟的历史可以追溯到20世纪初。

最早的电子时钟是由晶体管和电子管构成的，它们使用了电子元件来生成和显示时间。

然而，由于晶体管和电子管的体积较大，制造成本较高，因此这些早期的电子时钟并不普及。

随着电子技术的进步，集成电路的发展使得电子时钟变得更加小巧、便宜和可靠。

20世纪60年代，数字显示技术的出现使得电子时钟的数字显示变得更加清晰和易读。

从那时起，电子时钟开始在家庭和办公场所中广泛应用。

二、电子时钟的工作原理电子时钟的工作原理可以简单地概括为：通过一个稳定的时钟信号源，将时间信息转换为数字信号，然后通过数字显示装置将其显示出来。

时钟信号源通常是一个晶体振荡器，它产生一个稳定的频率信号。

这个频率信号会经过一系列的分频和计数操作，最终转换为小时、分钟和秒的数字信号。

这些数字信号会被送入数字显示装置，通过LED、LCD等显示技术将时间信息显示在屏幕上。

三、电子时钟的设计与制造电子时钟的设计与制造需要考虑多个方面的因素，包括外观设计、电路设计和制造工艺等。

外观设计方面，电子时钟可以有各种各样的形状和风格。

有些电子时钟采用传统的指针式设计，而有些则采用数字显示屏。

此外，还有一些电子时钟具有特殊的功能，比如闹钟、温度显示等。

电路设计方面，电子时钟的电路通常由时钟信号源、分频器、计数器和数字显示装置等组成。

其中，时钟信号源可以使用晶体振荡器或者RTC芯片来提供。

分频器和计数器可以使用集成电路来实现。

数字显示装置可以采用LED、LCD等技术。

制造工艺方面，电子时钟的制造通常包括PCB设计、元件选型和焊接等环节。

PCB设计需要考虑电路的布局和走线，以确保电子时钟的稳定性和可靠性。

基于FPGA的数字时钟设计毕业设计论文

摘要之阿布丰王创作本设计为一个多功能的数字时钟,具有时、分、秒计数显示功能,以24小时循环计数；具有校对功能. 本设计采纳EDA技术,以硬件描述语言Verilog HDL为系统逻辑描述语言设计文件,在QUARTUSII工具软件环境下,采纳自顶向下的设计方法,由各个基本模块共同构建了一个基于FPGA的数字钟.系统由时钟模块、控制模块、计时模块、数据译码模块、显示以及组成.经编译和仿真所设计的法式,在可编程逻辑器件上下载验证,本系统能够完成时、分、秒的分别显示,按键进行校准,整点报时,闹钟功能.关键词：数字时钟,硬件描述语言,Verilog HDL,FPGAAbstractThe design for a multi-functional digital clock, with hours, minutes and seconds count display to a 24-hour cycle count; have proof functions function. The use of EDA design technology, hardware-description language VHDL description logic means for the system design documents, in QUAETUSII tools environment, a top-down design, by the various modules together build a FPGA-based digital clock. The main system make up of the clock module, control module, time module, data decoding module, display and broadcast module. After compiling the design and simulation procedures, the programmable logic device to download verification, the system can complete the hours, minutes and seconds respectively, using keys to cleared , to calibrating time. And on time alarm and clock for digital clock.Keywords：digital clock,hardware description language,Verilog HDL,FPGA目录第一章绪论1.1.选题意义与研究现状在这个时间就是金钱的年代里,数字电子钟已成为人们生活中的必需品.目前应用的数字钟不单可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示,还能实现对电子钟所在地址的温度显示和智能闹钟功能,广泛应用于车站、医院、机场、码头、茅厕等公共场所的时间显示.随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ,FPGA) 的呈现,电子系统向集成化、年夜规模和高速度等方向发展的趋势更加明显, 作为可编程的集成度较高的ASIC,可在芯片级实现任意数字逻辑电路,从而可以简化硬件电路,提高系统工作速度,缩短产物研发周期.故利用 FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义.设计采纳FPGA现场可编程技术,运用自顶向下的设计思想设计电子钟.防止了硬件电路的焊接与调试,而且由于FPGA的 I /O 端口丰富,内部逻辑可随意更改,使得数字电子钟的实现较为方便.本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件,完成实现一个可以计时的数字时钟.该系统具有显示时、分、秒,智能闹钟,按键实现校准时钟,整点报时等功能.满足人们获得精确时间以及时间提醒的需求,方便人们生活.1.2.国内外研究及趋势随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,对时间的要求越来越高,精准数字计时的消费需求也是越来越多.二十一世纪的今天,最具代表性的计时产物就是电子时钟,它是近代世界钟表业界的第三次革命.第一次是摆和摆轮游丝的发明,相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级,代表性的产物就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表.第二次革命是石英晶体振荡器的应用,发明了走时精度更高的石英电子钟表,使钟表的走时月差从分级缩小到秒级.第三次革命就是单片机数码计时技术的应用,使计时产物的走时日差从分级缩小到1/600万秒,从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式,直观明了,并增加了全自动日期、星期的显示功能,它更符合消费者的生活需求！因此,电子时钟的呈现带来了钟表计时业界跨跃性的进步.我国生产的电子时钟有很多种,总体上来说以研究多功能电子时钟为主,使电子时钟除原有的显示时间基本功能外,还具有闹铃,报警等功能.商家生产的电子时钟更从质量,价格,实用上考虑,不竭的改进电子时钟的设计,使其更加的具有市场.1.3.论文结构第一章详细论述了近些年来,数字化时钟系统研究领域的静态及整个数字化时钟系统的发展状况,同时分析了所面临的问题与解决方案,从而提出了本论文的研究任务.第二章从研究任务着手,选择符合设计要求的经常使用芯片及其它元器件,详细论述了各接口电路的设计与连接,以模块化的形式,整合数字化时钟硬件的设计从小到年夜,从局部到整体,循序渐进,最终实现一个功能齐全的数字化时钟系统.第三章根据系统设计要求,着手对数字化时钟系统软件进行功能的实现,将各功能模块有机结合,实现时钟走时,实现闹铃、整点报时附加功能.第四章依照设计思路,在联机调试过程中,对时钟系统的缺乏和缺点进行分析,将调试过程作重点的记录.第五章对全文的总结,对本系统功能实现以及制作过程中需要注意的方面,及整个系统软件编写中所吸取的经验教训进行论述,同时,也对整个研究应用进行展望.第二章编程软件及语言介绍2.1Quarters II编程环境介绍运行环境设计采纳quartus II软件实现,因此针对软件需要用到的一些功能在这里进行描述.Quartus II软件界面简单易把持,如下图2.1:图2.1Quartus II软件界面图2.1.1菜单栏1)【File】菜单Quartus II的【 File】菜单除具有文件管理的功能外,还有许多其他选项图2.2Quartus II菜单栏图（1）【New 】选项：新建工程或文件,其下还有子菜单【New Quartus II Project】选项：新建工程.【Design File】选项：新建设计文件,经常使用的有：AHDL文本文件、VHDL文本文件、Verilog HDL文本文件、原理图文件等.【Vector Waveform Five】选项：矢量波形文件.（2）【Open】选项：翻开一个文件.（3）【New Project Wizard 】选项：创立新工程.点击后弹出对话框.单击对话框最上第一栏右侧的“…”按钮,找到文件夹已存盘的文件,再单击翻开按钮,既呈现如图所示的设置情况.对话框中第一行暗示工程所在的工作库文件夹,第二行暗示此项工程的工程名,第三行暗示顶层文件的实体名,一般与工程名相同.图2.3Quartus II新建工程图（4）【creat /update】选项:生成元件符号.可以将设计的电路封装成一个元件符号,供以后在原理图编纂器下进行条理设计时调用.2)【View】菜单：进行全屏显示或对窗口进行切换,包括条理窗口、状态窗口、消息窗口等.图2.4Quartus II菜单栏全屏切换图3)【Assignments】菜单（1）【Device】选项：为以后设计选择器件.（2）【Pin】选项：为以后条理树的一个或多个逻辑功能块分配芯片引脚或芯片内的位置.（3）【Timing Ananlysis Setting】选项：为以后设计的 tpd、tco、tsu、fmax 等时间参数设按时序要求.（4）【EDA tool setting】选项：EDA 设置工具.使用此工具可以对工程进行综合、仿真、时序分析,等等.EDA 设置工具属于第三方工具.（5）【Setting】选项：设置控制.可以使用它对工程、文件、参数等进行修改,还可以设置编译器、仿真器、时序分析、功耗分析等.（6）【assignment editor】选项：任务编纂器.（7）【pin planner 】选项：可以使用它将所设计电路的 I/O 引脚合理的分配到已设定器件的引脚上.图2.5Quartus II菜单栏设定引脚下拉图4)【processing】菜单【processing】菜单的功能是对所设计的电路进行编译和检查设计的正确性. （1）【Stop process】选项：停止编译设计项目.（2）【Start Compilation】选项：开始完全编译过程,这里包括分析与综合、适配、装配文件、按时分析、网表文件提取等过程.（3）【analyze current file】选项：分析以后的设计文件,主要是对以后设计文件的语法、语序进行检查.（4）【compilation report】选项：适配信息陈说,通过它可以检查详细的适配信息,包括设置和适配结果等.（5）【start simulation】选项：开始功能仿真.（6）【simulation report】选项：生胜利能仿真陈说.（7）【compiler tool】选项：它是一个编译工具,可以有选择对项目中的各个文件进行分别编译.（8）【simulation tool】选项：对编译过电路进行功能仿真和时序仿真. （9）【classic timing analyzer tool】选项：classic时序仿真工具.（10）【powerplay power analyzer tool】选项：PowerPlay 功耗分析工具.图2.6Quartus II菜单栏运行下拉图5)【tools】菜单【tools 】菜单的功能是（1）【run EDA simulation tool 】选项：运行EDA仿真工具,EDA是第三方仿真工具.（2）【run EDA timing analyzer tool 】选项：运行EDA时序分析工具,EDA 是第三方仿真工具.（3）【Programmer 】选项：翻开编程器窗口,以便对Altera 的器件进行下载编程.图2.7Quartus II仿真菜单下拉图2.1.2工具栏工具栏紧邻菜单栏下方,它其实是各菜单功能的快捷按钮组合区.2.8Quartus II菜单栏图图2.9Quartus II菜单栏按键功能图2.1.3功能仿真流程1、新建仿真文件图2.10Quartus II菜单栏新建文件夹图2、功能方正把持在菜单上点processing在下拉菜单中,如下图：图2.11Quartus II菜单栏processing下拉图2.2Verilog HDL语言介2.2.1什么是verilog HDL语言Verilog HDL是一种硬件描述语言,用于从算法级、门级到开关级的多种笼统设计条理的数字系统建模.被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间.数字系统能够按条理描述,并可在相同描述中显式地进行时序建模.Verilog HDL 语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包括响应监控和设计验证方面的时延和波形发生机制.所有这些都使用同一种建模语言.另外,Verilog HDL语言提供了编程语言接口,通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计,包括模拟的具体控制和运行.Verilog HDL语言不单界说了语法,而且对每个语法结构都界说了清晰的模拟、仿真语义.因此,用这种语言编写的模型能够使用Ve rilog仿真器进行验证.语言从C编程语言中继承了多种把持符和结构.Verilog HDL提供了扩展的建模能力,其中许多扩展最初很难理解.可是,Verilog HDL语言的核心子集非常易于学习和使用,这对年夜大都建模应用来说已经足够.固然,完整的硬件描述语言足以对从最复杂的芯片到完整的电子系统进行描述.2.2.2主要功能下面列出的是Verilog硬件描述语言的主要能力：●基本逻辑门,例如and、or和nan d等都内置在语言中.●用户界说原语（UP）创立的灵活性.用户界说的原语既可以是组合逻辑原语,也可以是时序逻辑原语.●开关级基本结构模型,例如pmos和nmos等也被内置在语言中.●提供显式语言结构指定设计中的端口到端口的时延及路径时延和设计的时序检查.●可采纳三种分歧方式或混合方式对设计建模.这些方式包括：行为描述方式—使用过程化结构建模；数据流方式—使用连续赋值语句方式建模；结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模.●Verilog HDL中有两类数据类型：线网数据类型和寄存器数据类型.线网类型暗示构件间的物理连线,而寄存器类型暗示笼统的数据存储元件.●能够描述条理设计,可使用模块实例结构描述任何条理.●设计的规模可以是任意的；语言分歧毛病设计的规模（年夜小）施加任何限制.●Verilog HDL不再是某些公司的专有语言而是IEEE标准.●人和机器都可阅读Verilog语言,因此它可作为EDA的工具和设计者之间的交互语言.●Verilog HDL语言的描述能力能够通过使用编程语言接口（PLI）机制进一步扩展.PLI是允许外部函数访问Verilog模块内信息、允许设计者与模拟器交互的例程集合.●设计能够在多个条理上加以描述,从开关级、门级、寄存器传送级（RTL）到算法级,包括进程和队列级.●能够使用内置开关级原语在开关级对设计完整建模.●同一语言可用于生成模拟激励和指定测试的验证约束条件,例如输入值的指定.●Verilog HDL能够监控模拟验证的执行,即模拟验证执行过程中设计的值能够被监控和显示.这些值也能够用于与期望值比力,在不匹配的情况下,打印陈说消息.●在行为级描述中,Verilog HDL不单能够在RTL级上进行设计描述,而且能够在体系结构级描述及其算法级行为上进行设计描述.●能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述.●如图显示了Verilog HDL的混合方式建模能力,即在一个设计中每个模块均可以在分歧设计条理上建模.●Verilog HDL还具有内置逻辑函数,例如&（按位与）和|（按位或）.●对高级编程语言结构,例如条件语句、情况语句和循环语句,语言中都可以使用.●可以显式地对并发和按时进行建模.●提供强有力的文件读写能力.●语言在特定情况下是非确定性的,即在分歧的模拟器上模型可以发生分歧的结果；例如,事件队列上的事件顺序在标准中没有界说.图2.12混合设计条理图第三章数字化时钟系统硬件设计3.1系统核心板电路分析本系统采纳的开发平台标配的核心板是QuickSOPC,可以实现EDA、SOP 和DSP的实验及研发.本系统采纳QuickSOPC标准配置为Altera公司的EP1C6Q240C8芯片.（1）核心板的硬件资源核心板采纳4层板精心设计,采纳120针接口.QuickSOPC核心板的硬件原图3.1QuickSOPC硬件方块图（2）FPGA电路核心板QuickSOPC上所用的FPGA为Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240.EP1C6Q240包括有5980个逻辑单位和92Kbit的片上RAM.EP1C6Q240有185个用户I/O口,封装为240-Pin PQFP.核心板EP1C6Q240器件特性如表2-1.表3-1核心EP1C6Q240器件特性：特性核心板EP1C6Q240器件逻辑单位（LE）5980M4K RAM 块20RAM总量（bit）92160PLL(个) 2185最年夜用户I/O数（个）1167216配置二进制文件（.rbf）年夜小（bit）可选串行主动配置器件EPCS1/ EPCS4/ EPCS16（3）配置电路Cyclone FPGA的配置方式包括：主动配置模式、主动配置模式以及JTAG配置模式.本系统采纳的是JTAG配置模式下载配置数据到FPGA.通过JTAG结果,利用Quartus II软件可以直接对FPGA进行独自的硬件重新配置.Quartus II软件在编译时会自动生成用于JTAG配置的.sof文件.Cyclone FPGA设计成的JTAG指令比其他任何器件把持模式的优先级都高,因此JTAG配置可随时进行而不用等候其他配置模式完成.JTAG模式使用4个专门的信号引脚：TDI、TDO、TMS以及TCK.JTAG的3个输入脚TDI、TMS 和TCK具有内部弱上拉,上拉电阻年夜约为25kΩ.在JGTA进行配置的时候,所有用户I/O扣都为高阻态.（4）时钟电路FPGA内部没振荡电路,使用有源晶振是比力理想的选择.EP1C6Q240C8的输入的时钟频率范围为15.625~387MHz,经过内部的PLL电路后可输出15.625~275MHz的系统时钟.当输入时钟频率较低时,可以使用FPGA的内部PLL 调整FPGA所需的系统时钟,使系统运行速度更快.核心板包括一个48MHz的有源晶振作为系统的时钟源.如图2-2所示.为了获得一个稳定、精确的时钟频率,有源晶振的供电电源经过了LC滤波.本系统硬件整体设计框图如图2-3所示：图3.2数字时钟系统硬件电路总体框图3.2系统主板电路分析3.2.1时钟模块电路FPGA内部没振荡电路,使用有源晶振是比力理想的选择.EP1C6Q240C8的输入的时钟频率范围为15.625~387MHz,经过内部的PLL电路后可输出15.625~275MHz的系统时钟.当输入时钟频率较低时,可以使用FPGA的内部PLL 调整FPGA所需的系统时钟,使系统运行速度更快.核心板包括一个50MHz的有源晶振作为系统的时钟源.为了获得一个稳定、精确的时钟频率,有源晶振的供电电源经过了LC滤波.图3.3系统时钟电路图3.2.2显示电路由于本设计需要显示时间信息包括：时、分、秒,显所以采纳主板上七段数码管显示电路与系统连接实现显示模块的功能.主板上七段数码管显示电路如图2-4 所示,RP4和 RP6 是段码上的限流电阻,位码由于电流较年夜,采纳了三极管驱动.图3.4七段数码管显示电路图数码管 LED显示是工程项目中使用较广的一种输出显示器件.罕见的数管有共阴和共阳 2 种.共阴数码管是将 8 个发光二极管的阴极连接在一起作为公共端,而共阳数码管是将 8 个发光二极管的阳极连接在一起作为公共端.公共端常被称作位码,而将其他的 8 位称作段码.如图 2-5所示为共阳数码管及其电路,数码管有 8 个段分别为：h、g、f、e、d、c、b 和a（h 为小数点） ,只要公共端为高电平“1” ,某个段输出低电平“0”则相应的段就亮.图3.5七段数码管显示电路图从电路可以看出,数码管是共阳的,当位码驱动信号为 0时,对应的数码管才华把持；当段码驱动信号为 0 时,对应的段码点亮.3.2.3键盘控制电路键盘控制电路要实现时钟系统调时的功能和闹铃开关的功能.本设计采纳主板上的自力键盘来实现这两个功能.当键盘被按下是为“0”,未被按下是为“1”.电路连接图如图2-6所示.电路中为了防止FPGA的I/O设为输出且为高电平在按键下直接对地短路,电阻RP9、RP10对此都能起到呵护作用.图3.6 键盘电路图3.2.4蜂鸣电路设计如图2-7所示,蜂鸣器使用 PNP三极管进行驱动控制,蜂鸣器使用的是交流蜂鸣器.当在BEEP输入一定频率的脉冲时,蜂鸣器蜂鸣,改变输入频率可以改变蜂鸣器的响声.因此可以利用一个PWM 来控制BEEP,通过改变PWM 的频率来获得分歧的声响,也可以用来播放音乐.若把 JP7断开,Q4 截止,蜂鸣器停止蜂鸣.图3.7蜂鸣电路图第四章数字化时钟系统软件设计4.1整体方案介绍4.1.1整体设计描述设计中的数字时钟,带有按键校准,定点报时,数码管显示等功能.因此数字时钟所包括的模块可分为,分频模块,按键模块,计时校准模块,闹钟模块,LED显示模块,模块之间的关系下图：图4.1整体模块框图针对框图流程,设定出各个模块的需求：1、分频电路：针对计时器模块与闹钟设定模块的需求,可以知道分频模块需要生成一个1Hz的频率信号,确保计时模块可以正常计数.2、计时器模块：计数模块的作用是收到分频模块1Hz频率的信号线,能进行正确计时,而且可以通过按键进行时间的修改,且当整点时,给蜂鸣器发生使能信号,进行整点报时,播放音乐.3、闹钟设定模块：可根据按键的设定闹钟的时间,当计时模块的时间与闹钟设定模块的时间相等的时候,给蜂鸣器一个使能信号,蜂鸣器闹铃..4、蜂鸣器模块：根据计时模块,闹钟模块给出的使能信号,判定蜂鸣器是整点报时,还是闹钟响铃.整点报时会播放音乐,闹钟时嘀嘀嘀报警.5、LED显示模块：根据实际的需求显示计时模块的时间,还是闹钟设定模块的时间,8个七段码LED数码管,进行扫描方式显示数据.4.1.2整体信号界说对整个模块进行信号界说.接口及寄存器界说module clock(clk,key,dig,seg,beep);// 模块名 clockinput clk; // 输入时钟input [4:0] key; //输入按键,key[3:0]分别为秒,分钟,小时的增加按键.Key[4]为闹钟设置按键,key[5]为校准设置按键.output [7:0] dig; // 数码管选择输出引脚 aoutput [7:0] seg; // 数码管段输出引脚output beep; //蜂鸣器输出端reg [7:0] seg_r = 8'h0; //界说数码管输出寄存器reg [7:0] dig_r; //界说数码管选择输出寄存器reg [3:0] disp_dat; // 界说显示数据寄存器reg [8:0] count1; //界说计数寄存器reg [14:0] count; //界说计数中间寄存器reg [23:0] hour = 24'h235956; // 界说现在时刻寄存器reg [23:0] clktime = 24'h000000; //界说设定闹钟reg [1:0] keyen = 2'b11; // 界说标识表记标帜位reg [4:0] dout1 = 5'b11111;reg [4:0] dout2 = 5'b11111;reg [4:0] dout3 = 5'b11111; // 寄存器wire [4:0] key_done; // 按键消抖输出reg [15:0] beep_count = 16'h0; //蜂鸣器寄存器reg [15:0] beep_count_end = 16'hffff; //蜂鸣器截止寄存器reg clktime_en = 1'b1; //闹钟使能寄存器reg sec ; //1秒时钟reg clk1; //1ms时钟reg beep_r; //寄存器wire beepen; //闹钟使能信号4.1.3模块框图通过quartus II的creat symble for current file功能生成框图如下：图4.2生成的符号图分频模块实现,计数电路所需时钟信号为1HZ,而系统时钟为48MHZ,所以要对系统时钟进行分频以来满足电路的需要.4.2分频模块实现4.2.1分频模块描述对分频模块,关键是生成个1Hz的时钟信号.考虑到仿真的需要,模块中间生成1个1kHz的时钟信号.1Hz的信号的发生用来发生时钟的秒脉冲,框图如下图4.2：图4.3分频模块图4.2.2分频模块设计本系统法式设计时钟的准确与否主要取决于秒脉冲的精确度.为了保证计时准确,我们对系统时钟48MHz进行了48000分频生成1kHz信号clk1,在通过1kHz信号,生成1Hz信号clk.//1ms信号发生部份always @(posedge clk) // 界说 clock 上升沿触发begincount = count + 1'b1;if(count == 15'd24000) //0.5mS到了吗？begincount = 15'd0; //计数器清零clk1 = ~clk1; //置位秒标识表记标帜endend//秒信号发生部份always @(posedge clk1) // 界说 clock 上升沿触发begincount1 = count1 + 1'b1;if(count1 == 9'd500) //0.5S到了吗？begincount1 = 9'd0; //计数器清零sec = ~sec; //置位秒标识表记标帜endEnd4.2.3分频模块仿真通过设置功能仿真,检查代码的正确性5仿真结果图4.4分频模块波形仿真图右上图可以知道,计数寄存器count累加到23999时,重新酿成0,共计数了24000个值.触发clk1跳变,使得count1加一,count1累加到499的时候,下一个数据为0,共技术500个值.所以,sec信号的频率为1Hz,满足设计要求.5.1计时模块实现5.1.1计时模块描述与实现计时模块是采纳16进制来实现的,将hour[23,0]界说为其时分秒,其中hour[3,0]为其秒钟上的个位数值,hour[4,7]为其秒钟上的十位数值,以此类推分钟、时钟的个位和十位.当clk脉冲过来时,秒个位hour[3,0]便开始加1,当加到9时,秒十位加1,与此同时秒个位清零,继续加1.当秒十位hour[7,4]为5秒个位为9时（即59秒）,分个位hour[11,8]加1,与此同时秒个位和秒十位都清零.以此类推,当分十位hour[15,12]为5和分个位为9时（即59分）,时个位加1,与此同时分个位hour[19,16]和分十位都清零.那时分十位[23,20]为2和分个位为4,全部清零,开始重新计时.从功能上讲分别为模60计数器,模60计数器和模24计数器.//时间计算及校准部份always @(negedge sec)//计时处置beginhour[3:0] = hour[3:0] + 1'b1;//秒加 1if(hour[3:0] >= 4'ha)//加到10,复位beginhour[3:0] = 4'h0;hour[7:4] = hour[7:4] + 1'b1;// 秒的十位加一if(hour[7:4] >= 4'h6)//加到6,复位beginhour[7:4] = 4'h0;hour[11:8] = hour[11:8] + 1'b1;//分个位加一if(hour[11:8] >= 4'ha)//加到10,复位beginhour[11:8] = 4'h0;hour[15:12] = hour[15:12] + 1'b1;//分十位加一if(hour[15:12] >= 4'h6)//加到6,复位beginhour[15:12] = 4'h0;hour[19:16] = hour[19:16] + 1'b1;//时个位加一if(hour[19:16] >= 4'ha)//加到10,复位beginhour[19:16] = 4'h0;hour[23:20] = hour[23:20] + 1'b1;//时十位加一endif(hour[23:16] >= 8'h24)//加到24,复位hour[23:16] = 8'h0;endendendendendend5.1.2计时模块仿真对计时模块进行仿真,记录仿真波形图4.5计时模块仿真图由上图可见,当sec信号下降沿跳变时,hour寄出去会加1,也就相当于跳了一秒钟时间.当hour的时间为235959是,下一个计数器的值为000000,hour寄存器归零,相当于三更0点的时刻.仿真的结果达到预期,通过.5.2按键处置模块实现5.2.1按键处置模块描述框图如下图4.4：图4.6按键控制功能图模块讲计时部份和时间调整部份整合到一起,正常态的时候,时间正常运行,当key[5]被按下时,进入时间校准,可以通过key[2:0]三个键,分别对秒,分,时进行加1把持,从而进行时间校准.当key[3]被按下时,进入闹钟设定,可以通过key[2:0]三个键,分别对秒,分,时进行加1把持,从而进行闹钟的设定.图4.7按键模块仿真图通过按键key进行仿真控制,可以发现clktime会随着按键的按下,分别有时钟,分钟秒钟加1,仿真结果满足设计要求.5.2.2按键去抖处置模块设计按键模块实现去抖处置,及乒乓按键设计,确保后面的计时模块与闹钟模块的功能实现.assign key_done = key|dout3; // 按键消抖输出always @(posedge count1[5]) //按键去噪声begindout1 <= key;dout2 <= dout1;dout3 <= dout2; //连续赋值endalways @(negedge key_done[4])beginkeyen[1] = ~keyen[1]; //校准按键转换乒乓按键endalways @(negedge key_done[3])beginkeyen[0] = ~keyen[0]; //按时按键转换乒乓按键End5.2.3按键模块去抖仿真对按键去颤动仿真,同样才用功能仿真方式,这里不再重复设置与把持,如同上面的分频模块进行设置并进行仿真.Key寄存器为输入按键,初始化电路为高电平,当有按键按下去的时候,酿成低电平.因此改变key的值,观察仿真结果是否正确.功能仿真,记录仿真结果,如下图：图4.8按键模块仿真图通过上图可以知道,key_done会随着key的变动而发生相应的变动,并有消除噪声的作用,功能仿真正确,达到设计目的.5.3闹钟模块实现5.3.1闹钟模块设计本设计中,判断闹铃时间到,是通过判按时钟系统实时时间的时钟与分钟是否分别即是设定的闹铃时间的时钟、分钟、秒钟.那时间（hour[23:0]）即是设定的闹钟时间（clktime[23:0]）时,闹钟触发时,播放嘀嘀嘀报警声,闹钟会响10秒的时间(clktime[23:0]+10 >=hour[23:0]).正常情况下,闹铃时间到会进行为时1分钟的蜂鸣报时,可以通过按下闹钟按键key[3]使其停止.当闹铃设置为整点是,会先进行整点报时,然后进入闹铃.图4.9闹钟控制键功能图5.3.2闹钟设定模块仿真图4.10闹钟模块仿真图通过按键key进行仿真控制,可以发现clktime会随着按键的按下,分别有时钟,分钟秒钟加1,仿真结果满足设计要求.5.4蜂鸣器模块实现5.4.1蜂鸣器模块描述蜂鸣器模块负责整点报时,和闹铃的时候进行作声的作用.整点报时的时候,播放音乐,10秒音乐播报完后停止整点报时.闹钟触发时,播放嘀嘀嘀报警声.当闹铃设置为整点是,会先进行整点报时,然后进入闹铃.当闹钟设定键被按下,响起的蜂鸣声会被屏蔽.模块框图如下图4.9：5.4.2蜂鸣器模块实现//蜂鸣器的计数按时器always@(posedge clk)。

数字时钟课程设计

数字时钟课程设计数字电子钟具有走时准确,一钟多用等特点,在生活中已经得到广泛的应用。

虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售,价格便宜、使用也方便,但是人们对电子产品的应用要求越来越高,数字钟不但可以显示当前的时间,而且可以显示日期、农历、以及星期等,给人们的生活带来了方便。

另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能,且闹钟铃声可自选,使一款电子钟具备了多媒体的色彩。

1绪论1.1课题背景及目的在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制，如扩印过程中的曝光定时等。

早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着数字集成电路性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能。

小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。

它功能强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。

随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。

根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能定时系统，它可以避免多种控制器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又可以进行时钟校准和定点打铃。

它可以执行不同的时间表（考试时间和日常作息时间）的打铃，可以任意设置时间。

这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。

1.2数字时钟的应用数字电子钟具有走时准确，一钟多用等特点，在生活中已经得到广泛的应用。

虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但是人们对电子产品的应用要求越来越高，数字钟不但可以显示当前的时间，而且可以显示日期、农历、以及星期等，给人们的生活带来了方便。

另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能，且闹钟铃声可自选，使一款电子钟具备了多媒体的色彩。