电子钟(带电路图及程序)
51单片机作的电子钟程序及电路图
51单片机作的电子钟程序在很多地方已经有了介绍,对于单片机学习者而言这个程序基本上是一道门槛,掌握了电子钟程序,基本上可以说51单片机就掌握了80%。
常见的电子钟程序由显示部分,计算部分,时钟调整部分构成。
时钟的基本显示原理:时钟开始显示为0时0分0秒,也就是数码管显示000000,然后每秒秒位加1 ,到9后,10秒位加1,秒位回0。
10秒位到5后,即59秒,分钟加1,10秒位回0。
依次类推,时钟最大的显示值为23小时59分59秒。
这里只要确定了1秒的定时时间,其他位均以此为基准往上累加。
开始程序定义了秒,十秒,分,十分,小时,十小时,共6位的寄存器,分别存在30h,31h,32h,33h,34h,35h单元,便于程序以后调用和理解。
6个数码管分别显示时、分、秒,一个功能键,可以切换调整时分秒、增加数值、熄灭节电等功能全部集一键。
以下是部分汇编源程序,购买我们产品后我们用光盘将完整的单片机汇编源程序和烧写文件送给客户。
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 中断入口程序 ;; (仅供参考) ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ORG 0000H ;程序执行开始地址LJMP START ;跳到标号START执行ORG 0003H ;外中断0中断程序入口RETI ;外中断0中断返回ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行ORG 0013H ;外中断1中断程序入口RETI ;外中断1中断返回ORG 001BH ;定时器T1中断程序入口LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行ORG 0023H ;串行中断程序入口地址RETI ;串行中断程序返回;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; 主程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;START: MOV R0,#70H ;清70H-7AH共11个内存单元MOV R7,#0BH;clr P3.7 ;CLEARDISP: MOV @R0,#00H ;INC R0 ;DJNZ R7,CLEARDISP ;MOV 20H,#00H ;清20H(标志用)MOV 7AH,#0AH ;放入"熄灭符"数据MOV TMOD,#11H ;设T0、T1为16位定时器MOV TL0,#0B0H ;50MS定时初值(T0计时用)MOV TH0,#3CH ;50MS定时初值MOV TL1,#0B0H ;50MS定时初值(T1闪烁定时用)MOV TH1,#3CH ;50MS定时初值SETB EA ;总中断开放SETB ET0 ;允许T0中断SETB TR0 ;开启T0定时器MOV R4,#14H ;1秒定时用初值(50M S×20)START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序JNB P3.7,SETMM1 ;P3.7口为0时转时间调整程序SJMP START1 ;P3.7口为1时跳回START1 SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;; 1秒计时程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;T0中断服务程序INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护PUSH PSW ;状态字入栈保护CLR TR0 ;关闭定时器T0MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修正ADD A,TL0 ;低8位初值修正MOV TL0,A ;重装初值(低8位修正值)MOV A,#3CH ;高8位初值修正ADDC A,TH0 ;MOV TH0,A ;重装初值(高8位修正值)SETB TR0 ;开启定时器T0DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出ADDSS: MOV R4,#14H ;20次中断到(1秒)重赋初值MOV R0,#71H ;指向秒计时单元(71H-72H)ACALL ADD1 ;调用加1程序(加1秒操作)MOV A,R3 ;秒数据放入A(R3为2位十进制数组合)CLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,ADDMM ;ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于60秒时对秒计时单元清0MOV R0,#77H ;指向分计时单元(76H-77H)ACALL ADD1 ;分计时单元加1分钟MOV A,R3 ;分数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,ADDHH ;ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于60分时分计时单元清0MOV R0,#79H ;指向小时计时单(78H-79H)ACALL ADD1 ;小时计时单元加1小时MOV A,R3 ;时数据放入ACLR C ;清进位标志CJNE A,#24H,HOUR ;HOUR: JC OUTT0 ;小于24小时中断退出ACALL CLR0 ;大于或等于24小时小时计时单元清0OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移MOV 73H,77H ;入对应显示单元MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;POP PSW ;恢复状态字(出栈)POP ACC ;恢复累加器RETI ;中断返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 闪动调时程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;T1中断服务程序,用作时间调整时调整单元闪烁指示INTT1: PUSH ACC ;中断现场保护PUSH PSW ;MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值MOV TH1, #3CH ;DJNZ R2,INTT1OUT ;0.3秒未到退出中断(50MS中断6次)MOV R2,#06H ;重装0.3秒定时用初值CPL 02H ;0.3秒定时到对闪烁标志取反JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元"熄灭"MOV 72H,76H ;02H位为0时正常显示MOV 73H,77H ;MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;INTT1OUT: POP PSW ;恢复现场POP ACC ;RETI ;中断退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时,转小时熄灭控制MOV 72H,7AH ;01H位为0时,"熄灭符"数据放入分MOV 73H,7AH ;显示单元(72H-73H),将不显示分数据MOV 74H,78H ;MOV 75H,79H ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位为1时,"熄灭符"数据放入小时MOV 73H,77H ;显示单元(74H-75H),小时数据将不显示MOV 74H,7AH ;MOV 75H,7AH ;AJMP INTT1OUT ;转中断退出; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 加1子程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ADD1: MOV A,@R0 ;取当前计时单元数据到ADEC R0 ;指向前一地址SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ORL A,@R0 ;前一地址中数据放入A中低四位ADD A,#01H ;A加1操作DA A ;十进制调整MOV R3,A ;移入R3寄存器ANL A,#0FH ;高四位变0MOV @R0,A ;放回前一地址单元MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据INC R0 ;指向当前地址单元SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换ANL A,#0FH ;高四位变0MOV @R0,A ;数据放入当削地址单元中RET ;子程序返回; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 清零程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;............. ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 时钟调整程序 ;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;当调时按键按下时进入此程序SETMM: cLR ET0 ;关定时器T0中断CLR TR0 ;关闭定时器T0LCALL DL1S ;调用1秒延时程序JB P3.7,CLOSEDIS ;键按下时间小于1秒,关闭显示(省电)MOV R2,#06H ;进入调时状态,赋闪烁定时初值SETB ET1 ;允许T1中断SETB TR1 ;开启定时器T1SET2: JNB P3.7,SET1 ;P3.7口为0(键未释放),等待SETB 00H ;键释放,分调整闪烁标志置1SET4: JB P3.7,SET3 ;等待键按下LCALL DL05S ;有键按下,延时0.5秒JNB P3.7,SETHH ;按下时间大于0.5秒转调小时状态MOV R0,#77H ;按下时间小于0.5秒加1分钟操作LCALL ADD1 ;调用加1子程序MOV A,R3 ;取调整单元数据CLR C ;清进位标志CJNE A,#60H,HHH ;调整单元数据与60比较HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于60转SET4循环LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于60时清0CLR C ;清进位标志AJMP SET4 ;跳转到SET4循环CLOSEDIS: SETB ET0 ;省电(LED不显示)状态。
基于51单片机的电子时钟
1、电子闹钟的硬件系统框架:设计出电子闹钟的基本整体框架。
2、电子闹钟的电源设计:采用交直流供电电源。
电子钟一般采用数码管等显示介质,因而必须以交流供电为主,以直流电源为后备辅助电源。
3、电子闹钟的主机电路设计:主要有1)系统时钟电路设计:对时间要求不是很高,只要能使系统可靠起振并稳定运行就行。
2)系统复位电路设计:本系统采用的是RC复位方式3)按键与按钮电路设计:按键与按钮电路设计中关键要考虑的就是按键的去抖动问题。
本系统采用软件去抖。
考虑到对时和设定闹铃时间操作的使用频率不高,为了精简系统和降低成本,本系统只设置两个按键。
a)SET键,对应系统的不同工作状态,具有3个功能:在复位后的待机状态下,用于启动设定时间参数(对时或定闹);在设定时间参数状态而且不是设定最低位(即分个位)的状态下,用于结束当前位的设定,当前设定位下移;在设定最低位(分个位)的状态下,用于结束本次时间设定。
b)+1键,用于对当前设定位进行加1操作。
4)闹铃声光指示电路设计:本系统采用声音指示,关键元件是蜂鸣器。
4、电子闹钟的显示电路设计:设计一个由LED数码管组成的显示电路,显示采用共阳极数码管,其目的是为了简化限流电路的设计和实现亮度可调的要求。
一功能模、设计指标:1. 显示时、分、秒。
2. 可以24小时制或12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。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4. 具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
5. 为了保证计时准确、稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
二、设计要求:1. 画出总体设计框图,以说明数字钟由哪些相对独立的块组成,标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
2. 设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。
3. 选择合适的元器件,在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路,在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式,在充分电路正确性同时,输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
基于51的电子闹钟设计报告(附原理图、PCB图、程序)
基于51的电⼦闹钟设计报告(附原理图、PCB图、程序)成都信息⼯程学院第五届嵌⼊式创新技术⼤赛基于MCS51的智能电⼦闹钟设计报告姓名学院班级实物图⽬录1.电⼦时钟的设计原理和⽅法 (1)1.1设计原理 (1)1.2 硬件电路的设计 (1)1.2.1 STC89C51RC简介 (1)1.2.2 键盘电路的设计 (2)1.2.3蜂鸣器驱动电路 (3)1.2.4 数码管驱动电路 (3)1.2.5 电源电路 (4)1.3软件部分的设计 (4)1.3.1主程序部分的设计 (4)1.3.2中断计时器及时间进位 (5)1.3.3 闹钟⼦函数 (7)1.3.4 按键扫描 (8)1.3.5 时钟闹钟设置 (9)1.3.6 显⽰数字函数 (10)1.3.7 显⽰界⾯函数 (10)1.3.8 闹钟记录及读取 (11)2.硬件调试 (13)附录A:电路原理图 (15)附录B:电路PCB图 (16)附录C:源程序 (17)1.电⼦时钟的设计原理和⽅法1.1设计原理系统框图1.2硬件电路的设计1.2.1 STC89C51RC简介STC89C52R CSTC89C51RC是⼀种带8K闪烁可编程可擦除只读存储器(FPETOM-FlashProgrammabalandErasableReadOnlyMemory )的低电压、⾼性能CMOS8位微型处理器,即单⽚机芯⽚。
单⽚机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次,内部FLASH 擦写次数为100000次以上。
该芯⽚使⽤⾼密度⾮易失存储制造技术,与⼯业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器集成在单个芯⽚中,使得STC89C51RC 成为了⼀种性价⽐极⾼的微型处理器芯⽚,在许多电路设计中都得到了应⽤。
STC89C51RC 单⽚机特点:⼯作电压:5.5V-3.4V ⼯作频率:0-40MHz ⽤户应⽤程序空间:8K ⽚上集成128*8RAMISP (在系统可编程)/IAP (在应⽤可编程),⽆需专⽤编程器/仿真器可通过串⼝(P3.0/P3.1)直接下载⽤户程序EEPROM 功能共3个16位定时器/计数器,其中定时0还可以当成2个8位定时器使⽤外部中断4路通⽤异步串⾏⼝(UART ),还可⽤定时器软件实现多个UART ⼯作温度范围:0-75℃引脚说明:VCC:供电电压 GND :接地P0:P0是⼀个8位漏级开路双向I/O ⼝,低8位地址复⽤总线端⼝。
电子钟的设计说明书及电路图
设计报告是电子技术综合训练课程的重要内容,是在设计完成后提交的技术报告,是对完成的设计系统性的总结和说明。通过设计报告的撰写,培养和锻炼学生科技文档写作的能力,培养和提高学生的计算机应用能力。
第二章
一、
按照基本要求设计的数字钟,数字形式显示时、分、秒,在分和秒之间显示“:”,并按1次/秒的速度闪烁;每日以24小时为一个记时周期;并且有校正功能,能够在任何时刻对电子钟进行方便的校正;要求在在电源方面是220V/50HZ的工频交流电供电。
5)、按照以上技术要求设计电路,绘制电路图,对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真,用万用板焊接元器件,制作电路,完成调试、测试,撰写设计报告。
2、发挥部分:
1)、有定时闹叫功能,能够按照任意预先设置的时间闹叫,驱动小型扬声器工作,并要求在闹叫状态能够手动消除闹叫;
计时电路用以实现分、秒的分别计时,其中需要设计进制的转换,置数或者清零操作,芯片级联进位,显示信号输出,报时信号输出,校正电路的接入等。
如下图是秒、分计数器电路图和电路仿真结果图3.5分、秒计数器的设计,图3.6分、秒计数器的波形仿真
图3.6分、秒计数器的设计
图3.7分、秒计数器的波形仿真
3.4
时计数器同样和秒、分的计数器所用芯片和具备条件都是一样,只是把同样的两篇74LS160N计数器接成二十四进制的计数器,使得输出为~这二十四个数即可,在低位片的c端的输出于高位片的b端经过与非门74LS00N送给两片的清零信号端CLR,低位片的进位RCO端与高位片的使能端ENT和ENR相连构成进位信号。时计数器功能及接线图如下图3.7,时计数器的波形仿真图如下图3.8
摘要
数字电子钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。它将“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23时59分59秒,另外应有校时功能和报时等附加功能。因此,一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”,“分”,“秒”计数器,校时电路、报时电路和振荡器组成。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,一般用振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码,通过七位LED七段显示器显示出来。
led数码显示电子钟
LED数码显示电子钟一、产品说明数码显示电子钟电路,采用LM8560、CD4060和四位LED显示屏,通过驱动显示屏便能显示时、分。
振荡部分采用石英晶体振作时基信号源,从而保证了走时的精确。
该电路还供有定时报警功能,它定时调整方便,电路稳定可靠,能耗低。
该产品还具有定时报警功能。
它定时调整方便,电路稳定可靠。
本产品时钟显示采用12小时制,使用四个LED数码管显示时间,本产品由五个操作开关控制S1、S2、S3、S4、K1。
其输入电源为220V交流电源,经由变压器输出6V电压,安全环保。
适应于小型办公场地、书房、卧室的使用。
二、原理框图及程序流程图1.1原理框图1.2 程序流程图三、原理及参数该产品由220V交流电直接供电;由集成芯片LM8560与CD4060和四位LED 显示屏实现时、分的显示;并具有闹钟功能;由蜂鸣器实现提示报警功能。
1、CD4060芯片工作电压范围宽在3V~15V,输入阻抗高,唯一现在使用的可能就是计数器,CD4060的计数器可以到14级二进制串行计数/ 分频器。
CD4060内部包含14位二分频器和一个振荡器,电路简洁,30720HZ的信号经分频后,得到50HZ的信号送到LM8560的25脚,并做秒信号经VT2、VT3驱动显示屏内的冒号闪动2.晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。
数字钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度。
晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。
该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。
3、LM8560集成电路内含显示译码驱动电路、12/24小时选择电路及以其他各种设置报警等电路。
它具有较宽的工作电压范围(7.5-14V)和工作温度范围(-20℃+70℃);自身功耗很小,输出能直接驱动发光二极管显示屏。
第一讲 电子钟的组成及工作原理
多功能大尺寸LED 时钟显示屏的设计与制作LED 数码管时钟显示屏的组成及工作原理一、时钟显示屏的组成数码管时钟显示屏的组成电路如图所示:由电源电路,单片机最小系统,时钟电路,键盘电路,数码管驱动显示电路,温湿度检测电路,红外接收电路,光亮度检测电路,语音报时电路、电器控制电路,通讯电路等组成。
图3-1 多功能时钟显示屏的组成框图二、时钟显示屏的工作原理时钟显示屏以单片机为核心完成对时钟芯片DS1302管理和数码管的驱动显示控制。
数码管采用静态显示方式,由多片串入并出芯片74HC595(功能等同74HC164)级联的方式进行驱动。
通过温湿度传感器实现温湿度的检测,红外接收电路完成无线调表和多种定时等时钟功能的设置,用按键也可实现时钟调整等以及各种时钟功能的设定。
光亮传感器可以监测环境明暗,实时调整数码管的显示亮度。
语音报时电路实现语音报时,电器控制电路可实现家用电器的定时控制或者上课打铃的控制等,通讯电路可进行有线、无线通讯、控制等。
单片机最小系统数码管红外接收电路键盘电路温湿度传感器光亮检测电路驱动电路语音报时电路通讯电路电器控制电路扩展接口时钟电路功能与特点一、功能:1、年、月、日、时、分、秒、星期;2、温度、湿度检测与显示;3、农历日期的显示;4、手动按键调表;5、红外遥控器调表;6、预留光亮度检测及显示亮度的自动调整;7、预留继电器控制(10A,可实现定时打铃、家电定时控制等);8、预留语音报时和音乐报时功能;9、预留RS232和485串行通讯接口,实现与微机通讯或者远程通讯;10、预留蜂鸣器提示音功能;11、预留无线通讯接口,可实现无线通讯;12、预留I/O接口,方便今后功能扩展。
13、电源保护电路,防止电源反接烧坏路线板元件;二、特点:1、大尺寸,由1.5~2.3寸数码管显示;2、农历、星期能尾随日期变化自动调整;3、采用时钟芯片和备用电池,走时准确,断电不影响计时;4、静态显示工作模式,延长时钟显示屏使用寿命;5、采用新型单片机功能更强、速度更快;6、硬件设计功能丰富;7、可实现数码管显示亮度随环境明暗自动调节,人性化设计,使用舒适;8、可实现多种显示模式,以实现节能目的;9、软件开辟可实现多种扩展功能;10、插接件接口设计,便于组装、维护。
电子技术数字时钟报告电路原理图
电子技术课程设计报告设计题目:数字电子时钟班级:学生姓名:学号:指导老师:完成时间:一.设计题目:数字电子时钟二.设计目的:1.熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法;2.了解数字电子钟的组成及工作原理 ;3.熟悉数字电子钟的设计与制作;三、设计任务及要求用常用的数字芯片设计一个数字电子钟,具体要求如下:1、以24小时为一个计时周期;2、具有“时”、“分”、“秒”数字显示;3、数码管显示电路;4、具有校时功能;5、整点前10秒,数字钟会自动报时,以示提醒;6、用PROTEUS画出电路原理图并仿真验证;四、设计步骤:电路图可分解为:1.脉冲产生电路;2.计时电路;3.显示电路;4校时电路;5整点报时电路;1.脉冲电路是由一个555定时器构成的一秒脉冲,即频率为1HZ;电路图如下:2.计时电路即是计数电路,通过计数器集成芯片如:74LS192 、74LS161、74LS163等完成对秒脉冲的计数,考虑到计数的进制,本设计采用的是74LS192;秒钟个位计到9进10时,秒钟个位回0,秒钟十位进1,秒钟计到59,进60时,秒钟回00,分钟进1;分钟个位计到9进10时,分钟个位回0,分钟十位进1,分钟计到59,进60时,分钟回00,时钟进1;时钟个位记到9进10时,时钟个位回0,时钟十位进1,当时钟计数到23进24时,时钟回00.电路图如下:3.显示电路是完成各个计数器的计数结果的显示,由显示译码器和数码管组成,译码器选用的是4511七段显示译码器,LED数码管选用的是共阴极七段数码管,数码管要加限流电阻,本设计采用的是400欧姆的电阻;电路图如下:4.校时电路通过RS触发器及与非门和与门对时和分进行校准,电路图如下:5.整点报时电路即在时间出现整点的前几秒,数值时钟会自动提醒,本设计采用连续蜂鸣声;根据要求,电路应在整点前10秒开始整点报时,也就是每个小时的59分50秒开始报时,元器件有两个三输入一输出的与门,一个两输入一输出的与门,发生器件选择蜂鸣器;具体电路图如下:六.设计用到的元器件有:与非门74LS00,与门74LS08,74LS11,7段共阴极数码管,计数器芯片74LS192,555定时器,4511译码器,电阻,电容,二极管在电路开始工作时,对计数电路进行清零时会使用到,单刀双掷开关;设计电路图如报告夹纸;七.仿真测试:1.电路计时仿真电路开始计数时:计数从1秒到10秒的进位,从59秒到一分钟的进位,从1分到10分的进位,从59分到一小时的进位,从1小时到10小时的进位,从23小时到24小时的进位,然后重新开始由此循环,便完成了24小时循环计时功能,仿真结果如下:1. 7.2.8.3. 9.4. 10.5. 11.6. 12.13.2.电路报时仿真由电路图可知,U18:A和U18:B的6个输入引脚都为高电平时,蜂鸣器才会通电并发声,当计数器计数到59分50秒是,要求开始报时,而59分59秒时,还在报时,也就是说只需要检测分钟数和秒计数的十位,5的BCD码是4和1,9的BCD码是8和1,一共需要6个测端口,也就是上述的6个输入端口,开始报时时,报时电路状态如图:3.校时电路仿真正常计时校时U15:D和u15:C是一个选通电路,12角接的是秒的进位信号,9角接的是秒的脉冲信号,当SW1接到下引脚时,U15:D接通,u15:C关闭,进位信号通过,计数器的分技术正常计时;当SW1接到上引脚时,U15:D关闭,u15:C接通,校时的秒脉冲通过,便实现了分钟校时,时钟的校时与分钟校时大致相同;八.心得体会以及故障解决设计过程中遇到了一个问题,就是在校时电路开始工作时,校时的选择电路会给分钟和时钟的个位一个进位信号,也就是仿真开始时电路的分钟和时钟个位会有一个1;为了解决这个问题,我采用的是在电路开始工作时,同时给分钟和时钟的个位一个高电平的清零信号来解决,由于时钟的个位和十位的清零端是连在一起的,再加上分钟的个位,在校时小时的时候且当小时跳完24小时时,会给分钟的个位一个清零信号,这时在电路中加一个单向导通的二极管变解决了,具体加在那儿,请参考电路图;在设计过称中,我们也许遇到的问题不止一个两个,而我们要做的是通过努力去解决它;首先我们要具备丰富的基础知识,这是要在学习和实际生活中积累而成的;其次,我们还有身边的朋友同学老师可以请教,俗话说:三人行,必有我师;最后,我们还有网络,当今是个信息时代,网络承载信息的传递,而且信息量非常大,所以我们也可以适当的利用网络资源;通过这次对数字钟的设计与制作,让我了解了设计电路的步骤,也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念,要设计一个电路总要先用仿真,仿真成功之后才实际接线;但是仿真是在一个比较好的状态下工作,而电路在实际工作中需要考虑到一些驱动和限流电阻等等,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约和干扰;而且,在仿真中无法成功的电路接法,在实际中因为芯片本身的特性而能够成功;所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法;这次学习让我对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解,才能在实际生活和工作中应用起来;。
多功能电子时钟
摘要随着科学技术的不断发展,电子时钟已经成为一种普遍的工艺了。
日常生活中到处可见。
电子时钟的设计有很多种,普遍的电子时钟是基于单片机用汇编语言做成的扩展。
ARM功能也一样且更精确。
本文是详细介绍基于ARM上做成的电子时钟。
这个电子时钟的硬件是用LPC2103板, 8个按键和8个数码管组成的键盘显示板,还有LED灯当成闹铃使用。
此时钟还可以当成秒表使用。
这是一个基于ARM实现多功能的电子时钟。
关键词:ARM;数码显示管;按键;LED灯;目录前言3第一章概述 4 电子时钟概述 4第二章工作原理 5 系统框图 5时钟的工作原理与功能 5第三章硬件电路设计 6 键盘显示板的电路设计 6数码管的电路设计 8键盘电路设计 8蜂鸣器电路的设计 8的电路设计 9第四章软件设计 11 软件设计 11第五章调试过程 18 调试过程 18总结 18附录 18参考文献 20 谢辞 20前言时钟是人们生活中必不可少的一种工具,更是更是在人类生产,生活,学习等多个领域得到广泛的应用。
然而随着时间的推移,尤其是在现在科技的发达,生活水平高,什么都讲究效率的年代。
人们不仅对时钟的精度要求高,而且对时钟的功能的要求也越来越多。
时钟已不仅仅是一种用来显示时间的工具,而是在很多实际应用中它还需要能够实更多的其他功能。
比如日历显示功能,秒表功能,闹钟功能,温度或湿度的测量电压测量等。
时钟数字化给人们的生活带来了极大的方便,而且也大大地扩展了钟表原先的保湿功能。
诸如定时自动报警,按时自动闹铃,定时广播,各种定时电气的自动启用等。
这些功能都是一钟表数字化为基础的。
可以说设计多功能数字时钟的意义已不不只在于数字时钟本身,更大的意义在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。
在很多实际应用中,只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改,便可以得到实施控制的实用系统,从而应用到实际工作与生产中去。
因此,研究数字时钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
基于AT8951的电子钟(带电路图及程序)
《单片机技术》课程设计任务一、设计题目:基于单片机并行口的电子钟的设计二、适用班级:电子0303三、指导教师:王韧四、任务与要求:在智能化仪器仪表中,控制核心均为微处理器,而单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用,是设计智能化仪器仪表的首选微控制器,单片机结合简单的接口电路即可构成电子钟,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表的一个发展方向,具有一定的实用价值。
1、本课题任务如下:设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、本课题要求如下:(1)在AT89S51的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5~LED0)构成的显示器,用P0口作LED的段码输出口(P0.0~P0.7对应于LED的a~dp),P2.5~P2.0作LED的位控输出线(P2.5~P2.0对应于LED5~LED0),P1口外接四个按键A、B、C、D(对应于P1.0~P1.3)。
(2)、利用六个LED显示当前时间。
(3)、四个按键的功能:A键用于电子钟启动/调整;B键用于调时,范围0-23,0为24点,每按一次时加1;C键用于调分,范围0-59,0 为60分,每按一次分加1;D键用于调秒, 范围0-59,0为60秒,每按一次秒加1。
(4)、单片机采用AT89S51,f osc=12MH Z。
(5)、电子钟供电电源电路的设计。
(6)、电子钟时钟电路,复位电路的设计。
(7)、编写系统监控程序、键扫子程序、显示子程序及其它所需子程序、功能程序和中断服务程序。
基于单片机C语言电子时钟完整版(闹钟,整点报时)
《单片机技术》课程设计说明书数字电子钟系、部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:职称专业:班级:完成时间:2013-06-07摘要电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89S52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期,同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEU5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
关键词电子钟;AT89S52;硬件设计;软件设计ABSTRACTClock is widely used in life, and a simple digital clock is more welcomed by people. So to design a simple digital electronic clock is necessary.The system use a single chip AT89S52 of ATMEL’s as its core to control The crystal oscillator clock,using of E-12MHZ is connected with the microcontroller AT89S52, through the software programming method to achieve a 24-hour cycle, and eight 7-segment LED digital tube (two four in one digital tube) displays hours, minutes and seconds requirements, and in the time course of a timing function, when the time arrived ahead of scheduled time to buzz a good timekeeping. The clock has four buttons KEY1, KEY2, KEY3,KEY4 and KEY5 key, and make the appropriate action can be achieved when the school, timing, reset. With a time display, alarm clock settings, timer function, corrective action. Accurate travel time, display and intuitive, precision, stability, and so on. With a high application value.Key words Electronic clock;;AT89S52;Hardware Design;Software Design目录1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍 (1)1.1设计课题任务 (1)1.2功能要求说明 (1)1.3设计总体方案介绍及原理说明 (1)2设计课题硬件系统的设计 (2)2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (2)2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图 (2)2.3设计课题元器件清单 (5)3设计课题软件系统的设计 (6)3.1设计课题使用单片机资源的情况 (6)3.2设计课题软件系统各模块功能简要介绍 (6)3.3设计课题软件系统程序流程框图 (6)3.4设计课题软件系统程序清单 (10)4设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议 (21)4.1设计课题的设计结论及使用说明 (21)4.2设计课题的仿真结果 (21)4.3设计课题的误差分析 (22)4.4设计体会 (22)4.5教学建议 (22)结束语 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)1 设计课题任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题任务设计一个具有特定功能的电子钟。
电子实时时钟万年日历系统-单片机课程设计(含电路图、流程图、PCB图、汇编语言)
摘要围绕电子钟系统的设计与开发工作进行研究和实践,详细介绍了电子钟系统的整体结构、硬件设计、软件设计,系统方案以及其的开发和具体实现。
介绍一种基于在系统可编程技术和C51编译器配有集成开发的新型电子钟的设计方法,阐述了其工作原理和软硬件设计。
在硬件上,用KEIL公司的C51大规模集成芯片对其外围电路进行集成,用1片8051实现了几十片分离元件才能实现的功能,几乎将整个系统下载于同一芯片中,实现了所谓的片上系统,从而大大简化了系统结构,增强了系统的可靠性和性价比。
该电子钟特别适用于家庭、办公大楼、公共场所等。
关键词电子钟;单片机;硬件设计;软件设计ABSTRACTAround the electronic clock system design and development of the study and practice, details the electronic clock system overall, hardware design, software design, system solutions as well as the development and implementation. Introduction of a new technology based on in-system programming and C51 compiler equipped with an integrated development of new electronic clock design method, explains how it works and software and hardware design. In the hardware companies with KEIL C51 large-scale integrated circuit chip on its surrounding, to integrate 1 tablet 8051 implementation of scores of tablets separation components to implement functionality, almost the entire system for download on the same chip, implementation of the so-called SOC, thereby greatly simplifies system structure, enhances system reliability and high performance/price ratio. The electronic clock is particularly relevant for home, office buildings and public place, etc.Key words electronic clock; single-chip; hardware; software design目录1 系统总体设计方案 (4)1.1 设计课题任务 (4)1.2 功能要求说明 (4)1.3 总体方案介绍及工作原理 (4)2 硬件系统的设计 (6)2.1 系统各功能模块介绍 (6)2.2 系统电路图 (7)2.3 系统元器件清单 (7)3 软件系统的设计 (8)3.1设计使用单片机资源介绍 (8)3.2 软件系统各功能模块介绍 (8)3.3 软件系统程序流程框图 (9)3.4 软件系统的程序 (10)4 系统的仿真分析及结论 (11)4.1 系统设计的使用说明 (11)4.2 系统设计的仿真结果 (11)4.3 系统的误差分析 (12)4.4 设计体会 (12)4.5 教学建议 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录(1) (16)附录(2) (17)1 系统总体设计方案1.1 设计课题任务设计一个具有特定功能的电子钟。
数字电子钟的设计电路图pcb图
数字电子钟的设计与制作一、设计概述1.设计任务➢时钟脉冲电路设计➢60进制计数器设计➢24进制计数器设计➢“秒”,“分”,“小时”脉冲逻辑电路设计➢“秒”,“分”,“小时”显示电路设计➢“分”,“小时”校时电路➢整点报时电路2.功能特性➢设计的数字钟能直接显示“时”,“分”,“秒”,并以24小时为一计时周期。
➢当电路发生走时误差时,要求电路具有校时功能。
➢要求电路具有整点报时功能,报时声响为四低一高,最后一响正好为整点。
3.原理框图图 1 原理框图二、设计原理数字钟是一个将“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23时59分59秒,另外应有校时功能和报时功能。
因此,一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”,“分”,“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发现胡一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码,通过六位LED七段显示器显示出来。
整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号,然后去触发一音频发生器实现报时。
校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
三、设计步骤1.计数器电路根据计数周期分别组成两个60进制(秒、分)和一个24进制(时)的计数器。
把它们适当连接就可以构成秒、分、时的计数,实现计时功能。
CC4518的符号如图,一个芯片集成了两个完全相同的十进制计数器,其异步清零信号CR是高电平有效。
微机原理课程设计(电子时钟)
电子时钟课程设计一:设计背景电子数字钟的应用十分广泛,通过计时精度很高的石英晶振(也可采用卫星传递的时钟标准信号),采用相应进制的计数器,转化为二进制数,经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来。
与传统的机械钟相比,它具有走时准确,显示直观,无机械传动,无需人的经常调整等优点。
它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。
二:数字钟电路设计思路1.选用8253计数器2进行1s的定时,其输出OUT1与8259的IRQ0相连,当定时到1s时产生一个中断服务程序进行时、分、秒的计数,并送入相应的存储单元;8255的A口接七段数码管的位选信号,B口接数码管的段选信号。
时、分、秒的数值通过对8255的编程可送到七段数码管上显示。
2.此程序主要由四部分组成:第一部分为最主要的部分定义显示界面;第二部分为利用延时程序,并将调用的二进制表示的时间数转换成ASCII码,并将时间数存入内存区;第三部分将存在系统内存区的时间数用七段数码管显示出来;第四部分利用循环程序分别对秒个位、秒十位、分个位、分十位与相应的规定值进行比较,结合延时程序来实现电子钟数字的跳变,从而形成走时准确的电子钟。
该程序实现了准确显示秒和分,读数准确,走时精准。
此电子钟能准确的从0时0分0秒走时到23时59分59秒,然后能自动回复到0时0分0秒循环走时。
3.基本工作原理:系统设计的电子时钟主要由显示模块、时钟控制模块和时钟运算模块三大部分组成。
以8086微处理器作CPU,用8253做定时器产生时钟频率提供一个频率为10kHz的时钟信号,要求每隔10ms完成一次扫描键盘的工作。
在写入控制字与计数初值后,每到10ms定时器就启动工作,即当计数器减到1时,输出端OUT0输出一个CLK周期的低电平,向CPU申请中断,当达到100次时,则输出端OUT1输出1s,向CPU申请中断,由8255控制一个数码管显示,当计数到60s时,则输出端OUT2向CPU申请中断,由另一数码管显示1min,同理由数码管显示1h.CPU处理,使数码管的显示发生变化。
LED数字钟整点报时电路图
LED数字钟整点报时电路图本设计是一个显示时间的系统,所以三个计数器分别为60、60、12进制。
用拨码开关不同的组合分别控制调时、调分、正常计时三种不同的状态。
在调时、调分的过程中计数器间的CP脉冲被屏蔽掉,由单步脉冲代替CP输入;相反正常计时的时候,单步脉冲被屏蔽掉。
报时电路中,用减法计数器就可以实现报时的功能。
数字电子钟的设计一、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。
例如,许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。
尤其在医院,每次护士都会给病人作皮试,测试病人是否对药物过敏。
注射后,一般等待5分钟,一旦超时,所作的皮试试验就会无效。
手表当然是一个好的选择,但是,随着接受皮试的人数增加,到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。
所以,要制作一个定时系统。
随时提醒这些容易忘记时间的人。
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。
(二)论文的研究内容和结构安排本系统采用石英晶体振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
由LED 数码管来显示译码器所输出的信号。
采用了74LS系列中小规模集成芯片。
使用了RS触发器的校时电路。
总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。
其中主体电路完成数字钟的基本功能,扩展电路完成数字钟的扩展功能。
数字电子钟制作(含电路图)
数字电子钟制作本数字电子钟采用最基本的4000系列数字IC,根据数字电路基础理论设计而成。
本电子钟采用全数字元件,与中职的数字电子技术课程相符,充分考虑了它的实用性,使学生完成制作同时,可以提高动作能力和巩固所学数字电路知识,同时制成一个实用的数字电子钟“产品”。
本电路采用高精度感性晶体振荡电路,天误差小于2秒。
二:电路原理图:工作原理:由4060与晶体组成的振荡电路输出精确的2HZ脉冲,此时脉冲一路用于调时,另一路给4013二分频通过微分电路送入4518计数,3个4518共计6个10进制计数器与分立元件与门及进位延时电路共同组成“24:60:60”计数列,每位输出的BCD码经4511显示译码驱动数码管显示出当前时间。
按下S1调秒,S2调分、S3调时。
三、元件清单:序号元件标号封装数量61 共阴七段数码管数码管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6DIP16 62 CD4511芯片IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC63 CD4518芯片IC6、IC7、IC8 DIP16 34 CD4060芯片IC10 DIP16 15 CD4081芯片IC12 DIP14 16 CD4013芯片IC13 DIP14 17 轻触按键S1、S2、S3 38 直插电阻100K R1、R4、R5、R6、R8、6R119 直插电阻470K R2、R9、R10 310 直插电阻10K R7 111 直插电阻10M R3 112 直插瓷片电容20P C1、C2、C3、C7 413 直插瓷片电容103 C4、C5、C6、C8 414 圆柱晶振32.768K Y1 115 电源座J1 1Welcome !!! 欢迎您的下载,资料仅供参考!。
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《单片机技术》课程设计任务一、设计题目:基于单片机并行口的电子钟的设计二、适用班级:电子0303三、指导教师:王韧四、任务与要求:在智能化仪器仪表中,控制核心均为微处理器,而单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用,是设计智能化仪器仪表的首选微控制器,单片机结合简单的接口电路即可构成电子钟,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表的一个发展方向,具有一定的实用价值。
1、本课题任务如下:设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、本课题要求如下:(1)在AT89S51的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5~LED0)构成的显示器,用P0口作LED的段码输出口(P0.0~P0.7对应于LED的a~dp),P2.5~P2.0作LED的位控输出线(P2.5~P2.0对应于LED5~LED0),P1口外接四个按键A、B、C、D(对应于P1.0~P1.3)。
(2)、利用六个LED显示当前时间。
(3)、四个按键的功能:A键用于电子钟启动/调整;B键用于调时,范围0-23,0为24点,每按一次时加1;C键用于调分,范围0-59,0 为60分,每按一次分加1;D键用于调秒, 范围0-59,0为60秒,每按一次秒加1。
(4)、单片机采用AT89S51,f osc=12MH Z。
(5)、电子钟供电电源电路的设计。
(6)、电子钟时钟电路,复位电路的设计。
(7)、编写系统监控程序、键扫子程序、显示子程序及其它所需子程序、功能程序和中断服务程序。
(8)、计算机输出课程设计说明书一份。
(9)、设计时间:二周(10)、制作电子钟实物。
五、课程设计说明书主要内容1、课程设计说明书封面;2、课程设计任务书封面及课程设计任务书;3、前言;4、课程设计说明书目录;5、电子钟功能说明及总体方案介绍;6、详细介绍电子钟的工作原理;7、绘制电子钟整机电路框图、整机电路原理图、电源电路原理图及PCB图各1份;8、列出电子钟元器件清单;9、详细介绍电子钟单元电路工作原理(包括电源电路、时钟电路、复位电路、键盘/显示接口电路及所用主要芯片);10、单片机硬件资源的使用分配情况;11、画出电子钟软件系统监控程序、各子程序、中断服务程序及各功能程序的流程框图;12、列出电子钟软件系统程序清单;13、写出电子钟的使用说明;14、设计体会,谈谈本设计的重点、难点及精妙之处,是否存在不足之点及改进意见;15、提出《单片机技术》课程教学建议;16、参考资料。
六、课程设计说明书书写格式参照“课程设计说明书书写格式”文件。
七、参考资料[1]、曹巧媛,单片机原理及应用[M],北京:电子工业出版社,1997.7。
[2]、赵秀珍,单永磊,单片微型计算机原理及其应用[M],北京:中国水利水电出版社,2001.8。
[3]、张毅刚,修林成,胡振江,MCS-51单片机应用设计[M],哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990.8。
[4]、张洪润,兰清华,单片机应用技术教程[M],北京:清华大学出版社,1997.11。
[5]、李华,MCS-51系列单片机实用接口技术[M],北京:北京航空航天大学出版社,1993.8。
[6]、陈景初,单片机应用系统设计与实践[M],北京:北京航空航天大学出版社。
[7]、马家辰,MCS-51单片机原理与接口技术[M],哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社。
[8]、刘守义,单片机应用技术[M],西安:西安电子科技大学出版社。
电气自动化教研室2005年9月10日前言电子科技日新月异,人们对现代电子设备的智能化和微型化及其精度提出了更高的要求,而单片机因其具有稳定可靠、体积小、价格低廉等特点,成为设计智能化仪器仪表的首选微控制器,因此本次我们没有选用传统的专用的时钟芯片,而是采用了AT89S51芯片,此款单片机可以使用软件对其进行在线编程,其灵活性和可靠性都相对提高。
通过此次实物制作,增强了我们的动手能力,把理论与实践融合在一起。
同时,也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固,编程能力也得到了提高。
在此将电子钟制作过程中用到的知识进行了一些总结,并记录了遇到的问题,希望自己今后能注意。
同时也希望能成为读者的参考资料,能帮助读者避免出现相同的问题,并能从中得到一些启发。
在此要感谢王老师对我的指导,感谢同组人的合作及帮助过我的同学。
由于编者水平有限,书中的错漏在所难免,恳请读者批评指正。
编者:吴海林2005—11—13目录1 多功能电子表说明及总体方案介绍 (1)1.1 多功能电子表计时方案 (1)1.2 多功能电子表键盘/显示方案 (2)2 电子钟的工作原理 (4)3 多功能电子表原理框图、原理图及PCB图 (5)3.1 多功能电子表原理框图 (5)3.2 多功能电子表整机原理图 (5)3.3 多功能电子表电路PCB图 (7)4 多功能电子表元器件清单 (9)5 多功能电子表单元电路工作原理及芯片 (11)5.1 电源电路工作原理 (11)5.2 时钟电路工作原理 (11)5.3 复位电路工作原理 (12)5.4 键盘电路工作原理 (12)5.5 显示器工作原理 (13)5.6 AT89S51芯片 (17)5.7 74LS244芯片 (20)5.8 S8550PNP三极管 (21)5.9 四位一体数码管 (23)6 单片机硬件资源分配 (25)7 程序流程图 (26)8 电子钟程序清单 (32)9 误差分析 (40)10 电子钟使用说明 (43)11 设计体会 (44)12 教学意见 (45)13 参考资料 (46)1 多功能电子表说明及总体方案介绍本次设计电子钟系统功能简单,用单片机的最小系统就能得以实现。
而单片机的最小系统设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口电路的设计,由于系统功能不同所以要求就不同,接口设计也就不同。
对一个键盘/显示器接口设计应从整个系统出发,综合考虑软、硬件特点。
下面是本人在设计前对各种设计方案的考虑:1.1 多功能电子表计时方案方案一:采用实时时钟芯片实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能,计时数据的更新每秒自动进行一次,不需程序干预。
计算机可通过中断或查询方式读取计时数据进行显示,因此计时功能的实现无需占用CPU的时间,程序简单。
此外,实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源,具备永不停止的计时功能;具有可编程方波输出功能,可用做实时测控系统的采样信号等;有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM,可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。
由于功能完善,精度高,软件程序设计相对简单,且计时不占用CPU时间,因此,在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。
方案二: 软件控制。
利用单片机内部的定时/计数器进行中断定时,配合软件延时实现时、分、秒的计时及秒表计时。
该方案节省硬件成本,且能使设计者对单片机的指令系统能有更深入的了解,从而掌握单片机应用技术MCS-51汇编语言程序设计方法,因此,本系统设计采用此种软件控制方法来实现计时。
而由于ATMEL公司的AT89S51单片机是低功耗的具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。
它与通用80C51系列单片机的指令系和引脚兼容。
片内的Flash可允许在线重新编程,也可使用通用非易失性存储器编程。
它将通用CPU和在线可编程Flash 集成在一个芯片上,形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的微控制器。
它的功能强大,而且也较容易购买,故本设计中所选的单片机为AT89S51单片机。
1.2 多功能电子表键盘/显示方案方案一: 8279扩展。
该方案方框图如图 1.2.1所示,8279是一种可编程的键盘/显示接口专用芯片,它含有键盘输入和显示输出两种功能,键扫描程序和动态显示程序全由8279硬件自动完成,此种方案能以比较简单的硬件电路和较少的软件开销实现单片机与键盘、LED 显示器的接口。
方案二: 8155扩展,LED 动态显示。
该方案方框图如图1.2.2所示,8155是一块可编程的接口芯片,与单片机的接口非常简单,它的键盘、显示共用一个接口电路,可节省I/O口。
但动态扫描方式需占用CPU 较多的时间,在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。
方案三: 串口扩展,LED 静态显示。
该方案方框图如图1.2.3所示,独立式键盘配置灵活,软件结构简单,按键较多时不宜采用。
静态显示占用口资源少,采用串口传输实现静态显示, LED 数码管与单片机之间通过6个移位寄存器相连,显示亮度有保证,但此方案的硬件开销大,电路复杂,信息刷新速度慢,比较适用于并行口资源较少的场合。
方案四: 独立式按键,LED动态显示。
该方案方框图如图1.2.4所示,独立式按键直接与单片机I/O口相连构成键盘,每个按键不会相互影响,因本系统用到的按键比较少,采用独立式键盘不会浪费I/O口线,所以本系统采用独立式键盘。
动态显示的亮度虽然不如静态显示,但其硬件电路较简单,可节省硬件成本,虽然动态扫描需占用CPU较多的时间,但本系统中的单片机没有很多实时测控任务,因此,本系统采用此种方案。
2 多功能电子表的工作原理本设计中的电子钟的核心是AT89S51单片机,其内部带有4KB在线可编程Flash存储器的单片机,无须外扩程序存储器,硬件电路主要由四部分构成:时钟电路,复位电路,键盘以及显示电路。
时钟电路是电子表硬件电路的核心,没有时钟电路,电子表将无法正常工作计时。
本系统时钟电路采用的晶振的频率为12MHz,定时器采用的是定时器0工作在方式1定时,用于实现时、分、秒的计时,定时时间为62.5ms。
复位电路可使电子表恢复到初始状态。
键盘可对电子表进行开启、停止,还能实现时、分、秒的显示及设定等操作。
显示电路由两个共阳级4位一体LED数码管构成,它的段控端和位控端通过74LS244及其S8550PNP型号三极管与AT89S51单片机的I/O口相连,显示器可使电子表显示出时、分、秒。
多功能电子表的计时原理为:上电后,电子表显示P.提示符,按下A键后,电子表从00:00:00开始计时。
当定时器0的定时时间满62.5ms后,定时器0溢出一次,溢出满16次后,电子表的秒加1,满60秒后,分加1,满60分后,时加1,满24时后,电子表重新从00:00:00开始计时。
3 多功能电子表原理方框图、原理图及PCB图3.1 多功能电子表原理方框图多功能电子表整机电路方框图如图3.13.2 多功能电子表电路原理图3.2.1多功能电子表电源电路原理图直流稳压电源电路原理图如图3.2所示3.2.2 多功能电子表整机电路原理3.3 多功能电子表电路PCB图3.3.1 多功能电子表电源电路PCB图电源电路PCB图如图3.4所示3.3.2 多功能电子表整机电路PCB图多功能电子表整机电路PCB图如图3.5所示3.5整机PCB图4 多功能电子表元器件清单多功能电子表电路所有元器件清单如表4.1所示5 多功能电子表单元电路工作原理介绍5.1 电源电路工作原理图5.1所示为集成直流稳压电源电路的原理图,本电源电路是由集成稳压器构成的。