课程设计(数字日历钟表的设计)

课程设计说明书（论文）

课程名称：课程设计1

设计题目：数字日历钟表的设计

院系：

班级：

设计者：

学号：

设计时间：2013-6-19

哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学课程设计任务书

姓名：院（系）：

专业：班号：

任务起至日期：2013 年 5 月日至2013 年 6 月19 日

课程设计题目：数字日历钟的设计

已知技术参数和设计要求：

1．数码管显示：秒、分、时（可同时显示，也可轮换显示）

2．能够设置时间，“设置按键”数量不限，以简单合理易用为好。

3．误差：1 秒／天（报告中要论述分析是否满足要求）

扩展（优秀必作）

1．设置校准键：当数字钟显示在“整点±30 秒”范围时，按动“校准键”，数字钟即刻被调整到整点，消除了±30 秒的误差。

2．加上“星期”显示（可以预置），并可以对其进行设置。

其他要求：

1．按动员老师的要求、课程设计报告规范进行设计

2．不允许使用时数字钟表、日历专用IC 电路。

3．可以使用通用器件：模拟、数字、单片机、EPLD、模块电路等。

4．设计方法不限。

工作量：

1. 查找资料

2. 设计论证方案

3. 具体各个电路选择、元器件选择和数值计算

4. 具体说明各部分电路图的工作原理

5. 绘制电路原理图

6. 绘制印刷电路图

7. 元器件列表

8. 编写调试操作

9. 打印论文

工作计划安排：

1. 查阅资料：

2. 方案论证

3. 设计、分析、计算、模拟调试、仿真、设计原理

4. 撰写报告：课程设计要求、方案论证、原理论述（原理框图、原理图）、分析、计算、仿真，

PCB 图的设计，误差分析、总结，参考文献等

5. 上交课程设计论文2013-6-19

同组设计者及分工：

摘要

电子钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于各种场所。电子钟在使用时通常挂在高处、不便于时间的设置。本设计利用按键手动对时间的修改和定时功能进行操作，使用更为便捷，应用前景更加广阔。系统电路由时钟模块、主控模块、键盘及显示模块、电源模块组成。实时时钟采用 DS1302 实现年、月、日、时、分、秒、星期等时间信息的采集及闹钟功能。这样设计的结果使电路结构十分简洁，各种要求能完全保证，使系统电路的稳定性得到提高。同时，它采用 C 语言对系统的各功能模块进行编程实现,并且系统具有键盘控制功能，方便校对时间。

关键词：单片机AT89S52、 DS1302、日历钟

一、设计要求

1.1 基本要求：⑴数码管显示：秒、分、时（可同时显示，也可轮换显示）

⑵能够设置时间，“设置按键”数量不限，以简单合理易用为好。

⑶误差：1 秒／天（报告中要论述分析是否满足要求）

1.2 扩展要求（优秀必作）

⑴设置校准键：当数字钟显示在“整点±30 秒”范围时，按动“校准键”，数字钟即

刻被调整到整点，消除了±30 秒的误差。

⑵加上“星期”显示（可以预置），并可以对其进行设置。

二、方案

2.1 方案

方案1：可以利用数字逻辑电路实现，主要利用（74LS90）二一五一十进制异步串行计数器，分别将个位接成十迸制计数器，十位接成六进制计数器，并将个位的输出端(11 脚)接十位的14脚(cry)端，就构成了60进制计数器，用2个相同的60进制计数器，分别作为秒、分计时，并在个位和十位输出端接上数码管显示。小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。且可以利用统一时钟进行校准，但对其进行设置较为困难。

方案2：可以采用ds1302芯片直接实现，但其集成化程度较高，不适合用来作课程设计，故在本次设计中不予考虑。

方案3：可以采用单片机加以实现，一方面这学期我们刚刚学完单片机，其定时/计数功能完全可以用来实现，P0口用来控制数码管用来显示，P2口用来选择控制各个数码管，P3口可以做外围控制信号输入端。再利用其三个中断可以实现秒、分、时、星期的设置，还可以进行整点±30秒校准。这样就完全实现了课程设计的基本设计要求和扩展要求。

2.2 结论：综合考虑选择方案三最佳。

三方案原理叙述

3.1 系统硬件电路芯片选型介绍

3.1.1 AT89S52

AT89S52 具有以下标准功能： 8K 字节Flas, 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 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 静态逻辑作，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

图1.1 单片机引脚图

3.1.2 DS1302 时钟芯片

DS1302 是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、地功耗的实时时钟芯片，附加31 字节静态RAM，采用SPI 三线接口与CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM 数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与 31 天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达 2.5~5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302 用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与该数据的时间记录，因此广泛应用于测量系统中。

图1.2DS1302 外部引脚分配

3.2.数字日历时钟功能及工作原理

3.2.1 数字日历钟功能及各模块设计说明

（1）按键说明：数字时钟设置5 个按键通过程序控制来完成电子时钟的计时、时间调整及整点校正。调整时钟时设计了星期加键、时加键、分加键以及秒加键，没有设置减秒减分减时键，可通过循环调节得到正确的调节数值。

SEC 键调整秒；MIN 键调整分；

HOUR 键调整时；WEEK 键设置星期；