课程设计(数字日历钟表的设计)要点

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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;

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