基于单片机设计的多功能数字钟设计报告
单片机设计数字钟实验报告
单片机实验报告——数字钟设计班级：学号：姓名：时间：一．实验目的1、进一步熟悉C的语法知识和keil环境；2、熟练掌握一些常用算法；3、熟悉keil的编写、下载、调试过程；4、了解单片机的工作原理和电路图；5、熟悉单片机的外围电路功能模块、LED灯、数码管模块以及键盘；6、熟练焊接技术。
二．实验器件三．数字钟设计原理数字钟实际是对标准频率计数的电路，由于计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡电路构成数字钟。
数字钟电子钟由以下几部分组成：按键开关部分，振荡电路部分，89c51单片机控制器，4位数码管显示部分，7407数码管驱动部分。
按键开关振荡电路89C51单片机控制器4位数码管显示7407列驱动四．流程图主程序流程图如图2.3所示，定时器T0中断服务程序流程图如2.4所示。
返回五．51单片机系统的硬件连接1、STC单片机最小系统硬件电路图如下2、硬件电路的设计该电路采用AT89C51单片机最小化应用，采用共阴7段LED数码管显示器，P2.4~P2.7口作为列扫描输出，P0口输出段码数据，P1.2,P1.1口接2个按钮开关，用于调时及功能误差，采用12Mhz晶振，可提高秒计时的精确度。
六．程序设计HOUR EQU 3AH ;赋值伪指令MIN EQU 3BHSEC EQU 3CHBUFF EQU 3DHORG 0000HAJMP MAINORG 000BH ;主程序入口AJMP PTF0ORG 0033H ;跳转到标号PTF0执行;**************************************************************;主程序MAIN: MOV HOUR, #00H ;时，分，秒，标记清零MOV MIN, #00HMOV SEC, #00HMOV BUFF, #00HMOV SP, #0EFH ;设堆栈指针MOV TH0, #0ECH ;定时器赋初值MOV TL0, #78HMOV 40H, #100 ;设循环次数MOV 41H, #2MOV TMOD , #1 ;写TMODMOV IP, #2 ;写IPMOV IE, #82HMOV R5,#0;开中断SETB TR0 ;启动定时器PTF0: SETB P1.2MOV TH0, #0ECHMOV TL0, #78HINC R5MOV R6,BUFFCJNE R6,#00H,BBMOV DPTR,#TAB1LJMP LOOP0BB:MOV DPTR,#TABLOOP0: CJNE R5,#1,LOOP1ACALL LOP0AJMP JKLOOP1:CJNE R5,#2,LOOP2ACALL LOP1AJMP JKLOOP2:CJNE R5,#3,LOOP3ACALL LOP2AJMP JKLOOP3:ACALL LOP3MOV R5,#0JK: DJNZ 40H, PTFORXRL BUFF, #0FFHMOV 40H, #100JNB P1.1, JFJNB P1.2, JSMOV R7, 41HCJNE R7, #1, AAAA: DJNZ 41H, PTFORMOV 41H,#2MOV A, SEC ;秒加1ADD A, #1DA AMOV SEC, ACJNE A, #60H, PTFORMOV SEC, #0 ;秒清零JF: MOV A, MIN ;分加1ADD A, #1DA AMOV MIN, ACJNE A, #60H,PTFORMOV MIN, #0 ; 分清零ACALL LEDJS: MOV A,HOURADD A,#1DA AMOV HOUR,A ;时加1CJNE A, #24H,PTFOR ;时加到24时否?是，清零MOV HOUR, #0PTFOR:RETILOP0: MOV A, MIN ;显示分钟的个位ANL A, #0FHMOVC A, @A+DPTRMOV P0,AMOV P2,#0F0HCLR P2.4CLR P0.4RETLOP1:MOV A, MIN ;显示分钟的十位SWAP AANL A, #0FHMOVC A, @A+DPTRMOV P0, AMOV P2, #0F0HCLR P2.5CLR P0.4RETLOP2: MOV A, HOUR ;显示时钟的个位ANL A, #0FHMOVC A, @A+DPTRMOV P0, AMOV P2, #0F0HCLR P2.6RETLOP3:MOV A, HOUR ;显示时钟的十位SWAP AANL A, #0FHMOVC A, @A+DPTRMOV P0, AMOV P2, #0F0HCLR P2.7CLR P0.4RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;不带小数点的字型码TAB1：DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH ;带小数点的字型码END七．系统调试及结果分析硬件调试硬件电路板中器件连接好后，先用万用表测试电路中有无虚焊短接之处，测试无误后，将板子通电，进行静态调试。
基于单片机的多功能数字时钟设计
技术平台采用碱性电解液电沉积活性锌粉，选取电解液浓度1.25g/cm3，电流密度150mA/cm2，电解槽温度只需控制在室温，锌粉洗涤后真空干燥，所制得的锌粉比表面积大于0.8m2/g，具有较高的电化学活性，能满足锌银电池生产需要，生产效率也达到批量生产要求。
参考文献：［1］侯新刚,王胜,王玉棉.超细活性锌粉的制备与表征［J］.粉末冶金工业,2004,14（1）:10-13.［2］李永祥,黄孟阳,任锐.电解法制备树枝状锌粉工艺研究［J］.四川有色金属,2011,（3）:45-50.［3］胡会利,李宁,程瑾宁,等.电解法制备超细锌粉的工艺研究［J］.粉末冶金工业,2007,17（1）:24-29.基于单片机的多功能数字时钟设计刘晓萌（安徽职业技术学院铁道学院/合肥铁路工程学校,安徽 合肥 230011）摘 要：常见的数字钟有时间、闹钟等功能。
本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片等硬件设计了多功能数字时钟，软件部分采用C语言编程实现。
该多功能数字时钟包含万年历、节日、节气、温度信息显示等功能，并且在断电的情况下也能正常工作。
关键词：单片机；多功能数字时钟；C语言编程0 引言人类对于时间的需求从古到今始终存在。
古代有浑天仪、日晷，近代出现了机械时钟。
如今，传统的计时工具，甚至是电子钟都已经满足不了人们多元化的时间需求。
数字时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的应用空间［1］。
使用数字时钟，用户可以获取精确到秒的时间信息，或是对时钟进行自定义的操作，为现代社会提供了极大的方便［2］。
然而，传统的数字时钟只包含时间显示、闹钟等功能，存在一定的局限性。
本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片、键盘模块、闹铃模块和电力支持模块等硬件，设计了一款多功能的数字时钟。
1 系统硬件组成数字时钟的硬件由七个模块组成，包括：STC89C52单片机主控芯片、DS1302时钟芯片、DS18B20温度芯片、LCD1602液晶显示模块、闹铃模块、键盘模块和电源。
单片机课程设计数字钟报告
电子与信息工程学院综合实验课程报告课题名称单片机课程设计专业通信工程班级学生姓名学号指导教师单片机课程设计正文一、引言现代社会科技飞速发展，人们生活节奏加快，时间就是金钱，时间就是生命。
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。
20世纪末，电子技术得到飞速发展，各类电子产品相继出现在市场，电子产品主要朝着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发展。
数字化电子产品已渗入到人类生活的方方面面。
单片计算机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ）,是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多输入输出口于一体的微控制器。
它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。
而52 单片机是51单片机的升级版，功能更强大。
单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制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控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
基于以上发展与现实需要本次设计课题就是基于单片机的设计-----基于单片机的多功能数字钟。
数字钟是采用数字电路实现对时,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发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、时程序自动控制、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，都是以钟表数字化为基础的。
基于51单片机的多功能电子钟设计
基于51单片机的多功能电子钟设计1. 本文概述随着现代科技的发展，电子时钟已成为日常生活中不可或缺的一部分。
本文旨在介绍一种基于51单片机的多功能电子钟的设计与实现。
51单片机因其结构简单、成本低廉、易于编程等特点，在工业控制和教学实验中得到了广泛应用。
本文将重点阐述如何利用51单片机的这些特性来设计和实现一个具有基本时间显示、闹钟设定、温度显示等功能的电子钟。
本文的结构安排如下：将详细介绍51单片机的基本原理和特点，为后续的设计提供理论基础。
接着，将分析电子钟的功能需求，包括时间显示、闹钟设定、温度显示等，并基于这些需求进行系统设计。
将详细讨论电子钟的硬件设计，包括51单片机的选型、时钟电路、显示电路、温度传感器电路等。
软件设计部分将介绍如何通过编程实现电子钟的各项功能，包括时间管理、闹钟控制、温度读取等。
本文将通过实验验证所设计的电子钟的功能和性能，并对实验结果进行分析讨论。
通过本文的研究，旨在为电子钟的设计提供一种实用、经济、可靠的方法，同时也为51单片机的应用提供一个新的实践案例。
2. 51单片机概述51单片机，作为一种经典的微控制器，因其高性能、低功耗和易编程的特性而被广泛应用于工业控制、智能仪器和家用电器等领域。
它基于Intel 8051微处理器的架构，具备基本的算术逻辑单元（ALU）、程序计数器（PC）、累加器（ACC）和寄存器组等核心部件。
51单片机的核心是其8位CPU，能够处理8位数据和执行相应的指令集。
51单片机的内部结构主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、定时器计数器、并行IO口、串行通信口等。
其存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器通常用于存放程序代码，而数据存储器则用于存放运行中的数据和临时变量。
51单片机还包含特殊功能寄存器（SFR），用于控制IO端口、定时器计数器和串行通信等。
51单片机的工作原理基于冯诺伊曼体系结构，即程序指令和数据存储在同一块存储器中，通过总线系统进行传输。
单片机实验报告数字时钟设计报告
单片机实验报告数字时钟设计报告一、实验目的本次单片机实验的目的是设计并实现一个基于单片机的数字时钟。
通过该实验，深入了解单片机的工作原理和编程方法，掌握定时器、中断、数码管显示等功能的应用，提高综合运用知识解决实际问题的能力。
二、实验原理1、单片机选择本次实验选用了常见的 51 系列单片机，如 STC89C52。
它具有丰富的资源和易于编程的特点，能够满足数字时钟的设计需求。
2、时钟计时原理数字时钟的核心是准确的计时功能。
通过单片机内部的定时器，设定合适的定时时间间隔，不断累加计时变量，实现秒、分、时的计时。
3、数码管显示原理采用共阳或共阴数码管来显示时间数字。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选信号，使数码管显示相应的数字。
4、按键控制原理设置按键用于调整时间。
通过检测按键的按下状态，进入相应的时间调整模式。
三、实验设备与材料1、单片机开发板2、数码管3、按键4、杜邦线若干5、电脑及编程软件（如 Keil）四、实验步骤1、硬件连接将数码管、按键与单片机开发板的相应引脚通过杜邦线连接起来。
确保连接正确可靠，避免短路或断路。
2、软件编程（1）初始化单片机的定时器、中断、I/O 口等。
（2）编写定时器中断服务程序，实现秒的计时。
（3）设计计时算法，将秒转换为分、时，并进行进位处理。
（4）编写数码管显示程序，将时间数据转换为数码管的段选和位选信号进行显示。
（5）添加按键检测程序，实现时间的调整功能。
3、编译与下载使用编程软件将编写好的程序编译生成可执行文件，并下载到单片机中进行运行测试。
五、程序设计以下是本次数字时钟设计的主要程序代码片段：｀｀｀cinclude ＜reg52h>／／定义数码管段选码unsigned char code SEG_CODE ＝｛0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}；／／定义数码管位选码unsigned char code BIT_CODE ＝｛0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10,0x20, 0x40, 0x80}；／／定义时间变量unsigned int second ＝ 0, minute ＝ 0, hour ＝ 0;／／定时器初始化函数void Timer_Init(）｛TMOD ＝ 0x01; ／／定时器 0 工作在方式 1 TH0 ＝（65536 50000) ／ 256; ／／定时 50ms TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;EA ＝ 1; ／／开总中断ET0 ＝ 1; ／／开定时器 0 中断TR0 ＝ 1; ／／启动定时器 0｝／／定时器 0 中断服务函数void Timer0_ISR(） interrupt 1｛TH0 ＝（65536 50000) ／ 256;TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;second+＋；if （second ＝＝ 60)｛second ＝ 0;minute+＋；if （minute ＝＝ 60)｛minute ＝ 0;hour+＋；if （hour ＝＝ 24)｛hour ＝ 0;｝｝｝｝／／数码管显示函数void Display(）｛unsigned char i;for （i ＝ 0; i ＜ 8; i+＋）P2 ＝ BIT_CODEi;if （i ＝＝ 0)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ／ 10;｝else if （i ＝＝ 1)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ％ 10;｝else if （i ＝＝ 2)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 3)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ／ 10;else if （i ＝＝ 4)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ％ 10;｝else if （i ＝＝ 5)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 6)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ／ 10;｝else if （i ＝＝ 7)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ％ 10;｝delay_ms(1)；／／适当延时，防止闪烁｝｝／／主函数void main(）｛Timer_Init(）；while （1)｛Display(）；｝｝｀｀｀六、实验结果与分析1、实验结果将程序下载到单片机后，数字时钟能够正常运行，准确显示时、分、秒，并且通过按键可以进行时间的调整。
单片机数字钟设计报告
目录一前言 (1)1.1数字电子钟的意义1.2数字电子钟的应用二总体方案设计 (1)三系统硬件设计 (2)6单片机最小系统1.I/O 地址分配2.复位电路3 时钟电路4 按键电路5 显示电路四系统软件设计 (6)1 软件程序内容2 软件流程图五系统调试 (9)1 系统功能 (9)2.软件调试问题及解决六设计总结 (9)附录 (11)1)系统原理图 (11)2)系统仿真图源程序 (13)一前言1.1数字电子钟的意义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, 具有更更长的使用寿命, 因此得到了广泛的使用。
数字钟是采用数字电路实现对.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发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、时间程序自动控制、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, 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。
1.2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的领域。
二总体方案设计数字钟在日常生活中最常见, 应用也最广泛。
本文主要就是设计一款数字钟, 以89C52单片机为核心, 配备液晶显示模块、时钟芯片、等功能模块。
数字钟采用24小时制方式显示时间, 定时信息以及年月日显示等功能。
单片机多功能电子数字钟课程设计报告
多功能电子数字钟设计数字钟在日常生活中最常见, 应用也最广泛。
本文主要就是设计一款数字钟, 以89C52单片机为核心, 配备液晶显示模块、时钟芯片、等功能模块。
数字钟采用24小时制方式显示时间, 定时信息以及年月日显示等功能。
文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。
硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、人机接口电路、信号处理电路、执行电路等几部分组成。
软件用C语言来实现, 主要包括主程序、键盘扫描子程序、时间设置子程序等软件模块。
关键词单片机液晶显示器模块数字钟一硬件电路设计及描述；1.MCS-51单片机单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。
这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
8051单片机的结构特点有以下几点: 8位CPU；片内振荡器及时钟电路； 32根I/O线；外部存储器ROM和RAM；寻址范围各64KB；两个16位的定时器/计数器； 5个中断源, 2个中断优先级；全双工串行口。
定时器/计数器8051内部有两个16位可编程定时器/计数器, 记为T0和T1。
16位是指他们都是由16个触发器构成, 故最大计数模值为2 -1。
可编程是指他们的工作方式由指令来设定, 或者当计数器来用, 或者当定时起来用, 并且计数（定时）的范围也可以由指令来设置。
这种控制功能是通过定时器方式控制寄存器TMOD来完成的。
在定时工作时, 时钟由单片机内部提供, 即系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。
技术工作时, 时钟脉冲由TO和T1输入。
中断系统8051的中断系统允许接受五个独立的中断源, 即两个外部中断申请, 两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。
外部中断申请通过INTO和INT1（即P3.2和P3.3）输入, 输入方式可以使电平触发（低电平有效）, 也可以使边沿触发（下降沿有效）。
2.8051的芯片引脚如图1-2所示VCC: 供电电压。
基于单片机的多功能数字钟的设计
本科毕业设计基于单片机的多功能数字钟1指导教师学院名称工院专业名称电程论文提交日期论文答辩日期2日摘要在21世纪社会的迅猛发展浪潮下，电子信息技术也有了快速的推广和应用。
在日常工作生活的快节奏下，时间占有着至关重要的位置。
也许人们不太在意，在各种各样的日常生活以及各类社会活动中，大家无时无刻地都在留意着时间的变化。
时间与人们的生活息息相关，而时间的计算方法发展至今已经演变成时钟和表。
本文所阐述的数字钟有多种功能，不仅能够准确的显示时间年月日、时分秒，还有对环境温度进行测量，闹钟设置，秒表计时，电子钟，MP3播放等功能。
相比于机械时钟，因为数字钟所采用的是数字电路技术来实现时、分、秒计时，有着更高的准确性和稳定性，而数字钟的结构与装置也更加科学与方便化。
本文主要介绍了基于单片机的多功能数字钟的设计，硬件电路包含时钟模块、温度检测模块、液晶显示模块、按键模块、电源模块，声音模块和复位电路，软件设计包含闹钟设计、秒表计时、电子书阅览、MP3播放等。
本设计的数字钟有：时间显示年月日、时分秒，闹钟，秒表计时，电子书，MP3等功能。
单片机与多功能数字钟的结合，不仅使得时间的测量更加准确稳定，对环境测试的温度也更加简单、方便、灵活，为我们的日常生活提供了更优质与方便的服务。
因此，单片机不仅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。
关键词：单片机数字钟温度传感器Multi-function Digital Clock Based On MCUCai Bingnan(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract: The rapid development in the twenty-first Century social tide, electronic information technology has been rapid promotion and application. In their daily work life fast rhythm, time occupies a crucial position. Maybe people don't care too much, in a variety of daily life and all kinds of social activities, we every hour and moment are watching the change of time. The time of our lives, and the calculation method of time has evolved into a clock and watch. Digital clock is described in this paper has a variety of functions, not only can display the date when the minutes and seconds time, accurate, and measurement of environmental temperature, alarm clock, stopwatch, electronic clock, MP3 player and other functions. Compared to the mechanical clock, because the digital clock is used in the digital circuit technology to realize, when, seconds, has a higher accuracy and stability, and the structure and device of digital clock is more scientific and convenient.This paper mainly introduces the design of multi-function digital clock based on MCU, the hardware circuit consists of the clock module, temperature detecting module, liquid crystal display module, keyboard module, power module, voice module and a reset circuit, software design including alarm clock, stopwatch design, electronic book reading, MP3 player etc.. The design of the digital clock: time date display, minutes and seconds, alarm clock, stopwatch, e-books, MP3 etc.. Combined with the MCU and the multi-function digital clock, not only makes the measurement more accurate and stable time, environmental testing temperature is more simple, convenient, flexible, provides better quality and convenience to our daily life. Therefore, the single chip not only promoted the development of social productive forces and the improvement of social information-based degree, simultaneously also makes the modern electronic products to further improve the performance.Key words: SCM digital clock the temperature sensor目录1 前言 (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2 课题的开发目的 (1)2系统方案分析与选择论证 (2)2.1系统方案设计 (2)2.1.1主控芯片方案 (2)2.1.2 显示模块方案 (2)2.1.3 键盘模块方案 (2)2.1.4 温度模块方案 (2)2.2 系统最终方案 (3)3硬件电路设计 (3)3.1 单片机最小系统 (3)3.2 DS1302时钟模块的设计 (4)3.3 LCD1602显示模块的设计 (5)3.4 DS18B20温度模块的设计 (7)3.5 声音模块和按键控制模块的设计 (7)4 程序设计 (8)4.1 时间调整程序设计 (9)4.2 闹钟处理程序设计 (10)4.3 秒表计时程序设计 (10)4.4 音乐播放程序设计 (10)4.5 电子书程序设计 (12)5调试与调试结果 (12)5.1 硬件调试 (12)5.2 调试结果 (13)6 结论 (13)参考文献 (14)附录A电路原理图 (15)附录B设计程序 (16)致谢 (62)华南农业大学本科生毕业设计成绩评定表1 前言1.1 课题的研究背景在这个快节奏的年代，时间就是效益，就是金钱，因此准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。
单片机多功能数字钟设计报告
多功能数字钟设计报告目录绪论-----------------------------------3一、实验目的-------------------------------4二、实验任务及要求-------------------------4三、设计方案简述 ----------------------------51、方案比较与设计----------------------------------52、详细设计1）系统设计-----------------------------------------62）方案实现-----------------------------------------7四、设计结果与分析------------------------------------91、理论分析与设计---------------------------------92、测试方法与调试---------------------------------9五、元器件清单-------------------------------------15六、电路制板与焊接---------------------------------16七、实物调试--------------------------------------16八、总结-------------------------------------------18绪论近年来随着计算机在社会各领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正不断的走向深入。
单片机是一种集成在电路里的芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
基于51单片机多功能电子时钟课程设计报告
单片机课程设计报告多功能电子数字钟目录一课程设计题目-------------------------------- 3 二电路设计--------------------------------------- 4 三程序总体设计思路概述------------------- 5 四各模块程序设计及流程图---------------- 6 五程序及程序说明见附录------------------- ** 六课程设计心得及体会---------------------- 11 七参考资料--------------------------------------- 12一题目及要求本次单片机课程设计在Proteus软件仿真平台下实现，完成电路设计连接，编程、调试，仿真出实验结果。
具体要如下：用8051单片机设计扩展6位数码管的静态或动态显示电路，再连接几个按键和一个蜂鸣器报警电路，设计出一个多功能电子钟，实现以下功能：(1)走时（能实现时分秒，年月日的计时）(2)显示（分屏切换显示时分秒和年月日，修改时能定位闪烁显示）(3)校时（能用按键修改和校准时钟）(4)定时报警（能定点报时）本次课程设计要求每个学生使用Proteus仿真软件独立设计制作出电路图、完成程序设计和系统仿真调试，验收时能操作演示。
最后验收检查结果，评定成绩分为：(1)完成“走时+显示+秒闪”功能----及格(2)完成“校时修改”功能----中等(3)完成“校时修改位闪”----良好(4)完成“定点报警”功能，且使用资源少----优秀二电路设计（电路设计图见附件电路图）（1）采用89C51型号单片机（2）采用8位共阴数码管（3）因为单片机输出高电平时输出的电流不足以驱动数码管,所以在P0口与8位数码管之间加74LS373来驱动数码管（4）P2口与数码管选择位直接加74LS138译码器（5）蜂鸣器接P3.7口。
因为单片机输出高电平时输出的电流不足以驱动蜂鸣器所以蜂鸣器，所以P3.7口与蜂鸣器直接接反相器再接蜂鸣器的一端，蜂鸣器的另一端接5V电源。
基于单片机的多功能数字钟的设计
一、概述现代社会，时间被视为人们生活的重要组成部分。
而数字钟作为时间的一种展现形式，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
基于单片机的多功能数字钟设计，将为人们提供更加准确、便捷、多功能的时间展现方式，满足人们对时间的精准要求，同时也为人们的生活带来更多便利。
二、设计目标1. 实现精准的时间显示功能，包括时、分、秒的显示；2. 实现对日期的显示，包括年、月、日的显示；3. 实现多种报时功能，如定时报时、闹钟报时等；4. 实现多种显示效果，如渐变显示、闪烁显示等；5. 实现对时间的调整功能，包括校时、调整日期等；6. 实现对亮度的调节功能，适应不同环境下的使用需求。
三、设计思路1. 硬件设计1.1 硬件采用单片机作为核心控制器，通过外部晶振提供时钟信号；1.2 采用数码管作为显示设备，通过单片机控制数码管进行时间、日期的显示；1.3 通过按钮、旋钮等输入设备，实现时间调节、报时设置等操作；1.4 通过EEPROM等存储设备，实现时间、设置的存储和读取功能；1.5 通过光敏电阻等光敏传感器，实现对环境光强的检测，调节数码管显示亮度。
2. 软件设计2.1 设计合理的时钟系统，确保时间的准确显示；2.2 设计报时功能模块，实现定时报时、闹钟报时等功能；2.3 设计显示控制模块，实现数字、日期的显示效果控制；2.4 设计操作响应模块，实现对按钮、旋钮等输入设备的操作响应；2.5 设计存储管理模块，实现时间、设置数据的存储和读取功能；2.6 设计光敏控制模块，实现对数码管显示亮度的实时调节。
四、实现方法1. 硬件设计1.1 选择合适的单片机作为核心控制器，根据需要进行外围电路的设计；1.2 选择合适的数码管作为显示设备，设计驱动电路以及显示控制电路；1.3 选择合适的按钮、旋钮等输入设备，设计输入电路以及操作响应电路；1.4 选择合适的EEPROM芯片，设计存储管理电路实现数据的存储和读取；1.5 选择合适的光敏电阻或光敏二极管，设计光敏控制电路实现显示亮度的调节。
基于单片机设计的多功能数字钟设计报告
题目:多功能数字钟一，设计目的1培养大学生动手能力,大体了解电路设计;2掌握电子设计初步知识;3培养团队合作能力;4掌握各芯片的逻辑功能及使用方法.5了解面板结构及其接线方法.6了解数字钟的组成及工作原理.7熟悉数字钟的设计与制作.8初步了解单片机的使用与编程.二，设计要求1.设计指标时间为24小时制;显示小时与分钟; (如下图);有校时功能,可以分别对小时及分钟进行单独校时;具有设置闹铃的功能,并且能控制闹铃的开关;具备闹铃就绪灯(闹铃调整好后,就绪灯亮),且具有蜂鸣功能(到所调闹铃响时间,蜂鸣器发出声音);电源为220V供电.，具有环境温度测量、电网电压、电网频率显示等功能；报警模块由报警蜂鸣器和带音乐芯片的扬声器等可实现闹铃控制和电网电压的过压、欠压报警功能。
2.设计要求画出电路原理图(或仿真电路图);元器件及参数选择;应用计算机完成电路仿真与调试;完成PCB文件生成与打印输出.3.制作要求应用提供元件,自行进行电路装配和调试,并能发现问题和解决问题.4.编写设计报告写出电路设计与整体制作的全过程,附上有关资料和图纸和心得体会.三，基本仪器清单20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入，可选带Z轴输入）60MHz双通道数字示波器低频信号发生器（1Hz~1MHz）高频信号发生器（1MHz~40MHz）标准声音源声级校准器函数发生器低频毫伏表高频毫伏表普通频率计失真度测试仪直流稳压电源2米卷尺单相自耦调压器（>200W）单片机开发系统及EDA开发系统五位半数字万用表（电压表）四位半数字万用表四，主要元器件清单单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A）A/D、D/A转换器1MHz采样频率的8位A/D转换器运算放大器、电压比较器可编程逻辑器件及其下载板显示器件小型继电器康铜、锰铜电阻丝漆包线（直径不大于1mm）光电传感器温度传感器声音传感器扬声器DC/DC转换器设计方案我们设计的系统电路由实时时钟模块、环境温度检测模块、电网检测模块、报警模块等部分组成。
基于单片机控制的多功能数字时钟设计
编号 XXXXXXX毕业论文（ 2012 届本科）题目：基于单片机控制的多功能数字时钟设计学院：物理与机电学院专业：电气工程及其自动化作者姓名： XXXXXX指导教师： XXXX 职称： XXX完成日期： 2012 年 5 月 16 日二○一二年五月目录摘要： (1)Abstract: (2)第一章绪论 (3)1.1 多功能时钟研究背景 (3)1.2 多功能时钟国内外发展现状 (4)1.3 单片机简介 (4)1.3.1 单片机的发展 (4)1.3.2 单片机的分类 (5)1.4 本文的主要内容及意义 (6)第二章多功能数字时钟系统方案论证 (7)2.1 显示模块选择方案 (7)2.2数字时钟模块选择方案 (7)2.3温度采集模块选择方案 (8)第三章多功能数字时钟系统总体设计 (9)3.1 多功能数字时钟系统的组成 (9)3.2 多功能时钟系统的控制要求 (10)3.2.1 时间与日历显示 (10)3.2.2 温度检测及调整 (10)3.2.3时间手动设置 (10)3.2.4 闹铃设置 (10)第四章多功能数字时钟硬件设计 (11)4.1 系统硬件总图构成及原理 (11)4.2 AT89S52介绍 (11)4.3 时钟模块 (12)4.4 温度测量模块 (13)4.4.1 DS18B20芯片介绍 (13)4.4.2 DS18B20的工作原理 (14)4.4.3 DS18B20工作过程 (14)4.5 LCD液晶显示模块 (15)4.6 晶振电路 (16)4.6.1 晶振电路的原理 (16)4.6.2 晶振电路的作用 (17)4.6.3 晶振电路图 (17)4.7 复位电路 (18)4.7.1 复位电路的原理 (18)4.7.2 复位电路复位方式 (18)4.7.3 复位电路图 (19)4.8 本章小结 (19)第五章多功能数字时钟系统软件设计 (20)5.1 系统总体设计 (20)5.2 系统主要模块流程图 (20)5.2.1 温度测量流程图 (20)5.2.2 时间与闹铃流程图 (21)第六章系统调试与仿真 (22)6.1 Keil μVision2软件平台 (22)6.1.1 编写程序代码 (22)6.1.2 按照系统硬件连线图连接好系统并调试 (22)6.2 键功能介绍 (23)6.3 Protues仿真 (23)总结 (26)参考文献 (27)附录A 源程序代码....................................... 错误！未定义书签。
单片机数字闹钟设计报告
单片机数字闹钟/电子表设计报告一、设计意义随着生活水平的提高，人们越来越追求人性化的事物，传统的时钟已不能满足人们的需求。
现代的数字钟不仅需要模拟电子技术，而且需要数字电路技术和单片机技术，增加了数字显示等的功能。
单片机电子钟表电路可以由单片机模块、实时时钟电路模块、人机接口模块、报警模块等部分组成，硬件电路简单稳定，并可以利用软件编程减小电磁干扰和其他环境干扰的影响，减小因元器件精度不够引起的误差等优点，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，电路简单，使用寿命长，应用范围广，被广泛用于个人家庭、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发展和石英晶体振荡器的广泛应用，数字钟表的精度远远超过老式机械钟表，给人们生产生活带来了极大的方便。
另一方面，由于单片机技术的使用，大大扩展了钟表原先的功能，可以提供定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制及各种定时电气的自动启用功能等。
因此，研究数字钟表及扩大其应用，有着非常现实的意义。
二、本设计功能描述1、采用STC89C52单片机作为主控芯片，实现数字钟表主控功能。
2、采用液晶屏显示当前年、月、日、时、分、秒，闹铃时间及状态等信息。
3、采用六键键盘设定时间初始值，具体方法是按时间设定键依次进入年、月、日、时、分、秒设定状态，然后通过向上、向下键修改设定值。
正在设定的变量以闪烁状态突出显示。
4、采用六键键盘设定闹铃时间，具体方法是按闹铃设定键依次进入时、分设定状态，然后通过向上、向下键修改设定值。
正在设定的变量以闪烁状态突出显示。
5、采用 DS1302 实时时钟芯片完成后台计时功能，要求具有后备电源，即使主电源掉电时间仍然保持运行。
6、可设定闹铃使能，具体方法是按闹铃使能键，按一次打开，再按一次关闭。
闹铃使能关闭时不报警。
7、当闹铃使能打开，且当前时间到达闹铃设置时间，则蜂鸣器和LED 红灯同时报警，如不按取消键，报警时间为 1 分钟。
基于51单片机设计的多功能数字时钟毕业设计
基于51单片机多功能数字时钟1系统设计1.1设计要求设计制作一个24小时制多功能数字钟。
1.1.1主要性能指标1、数字显示年、月、周、日、时、分、秒。
1.1.2创意部分要求准确的进行年、月、周、日、时、分、秒的转换，切换两种显示模式。
1.2总体设计方案1.2.1概述及设计思路该设计方案是以MC51单片机为核心，采用LCD液晶屏幕显示系统，温度采集模块、日期提醒、键盘时间调整预设置等模块，所构建的数字时钟系统，能动态显示实时时钟的时、分、秒，数据显示(误差限制在30每天)。
1.2.2方案论证（1）时钟模块【方案一】采用单片机内置定时/计数器。
它的处理过程主要是先设定单片机内部定时/计数器的工作方式，对机器周期计数确定基准时间，然后用另外一个定时器软件计数的方法对基准时间形成秒，秒计60次形成分，分计60次形成小时。
依此类推，获取日期也是采用相同的方法。
该方案在具体实现过程中，计时存在较大的误差。
如果晶振受到其他外界信号干扰，或者基准时间计算不准确，都会导致时间显示错误。
【方案二】采用555多谐振荡器。
由555定时器组成一个多谐振荡器，产生周期为100HZ的脉冲，然后经过两个74LS160组成的分频器得到1HZ的秒脉冲。
多谐振荡器的稳定度及频率的准确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用成品晶振构成振荡器电路。
计时精度取决于振荡器的频率，振荡器频率越高计时精度越高。
【方案三】采用DS1302时钟芯片。
DS1302是一种高性能、超低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，可以通过串行接口与单片机进行通信。
实时时钟提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。
芯片内部集成备用电源，当外围电路电路有电源供应的时候，备用电源充电储能。
当外围电路掉电时，DS1302芯片工作在休眠状态，以备用电源供电。
当外围电路再次供电，即可唤醒休眠进入正常工作状态，显示时间无任何异常。
基于单片机的多功能数字钟设计报告毕业设计(论文)
目录1..............设计整体思路2.............基本原理3.............单元电路设计及单元电路4..............安装调试步骤5..............故障分析与电路改进6..............总结与体会7..............参考文献8..............附录（元器件清单及总电路图）一．设计的整体思路：1.课程设计要求：要用时序逻辑电路设计出一个多功能可调的数字钟，这个数字钟要可调，能显示时分秒，并且要能准确的显示。
2.设计的目的：1 掌握集成电路的引脚安排2 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法3 理解数字钟的组成和工作原理4 熟悉数字钟的设计与制作要求：时间以24小时为一个计时周期显示时分秒有校时功能，可以分别对时分进行校时计数器有整点报时功能须有晶体振荡器提供表针时间基准信号画出电路原理图元器件及参数选择电路仿真及调试自行装配和调试，并能发现问题和解决问题编写设计报告二．基本原理及其框图1.主电路是由一个4060芯片，六个74161四位同步二进制计数器和六个CD4511七段显示译码器构成。
其中4060是用来产生始终脉冲信号，74161是用来计数的工作时，每秒一次的方波作为“秒”脉冲信号，因每分钟有60秒，所以“秒”计数器为六十进制计数器，“分”的计数器亦同，而“时”采用二十四进制计数器。
当“秒”计数器满60时，输出秒进位脉冲，送“分”计数器；当“分”计数器满60时，输出“分”进位脉冲，送“时”计数器计数；当“时”计数器满24小时候，“时”“分”“秒”计数器同时自动复零。
每个计数器输出均要经过译码器，显示器显示时钟的“时”“分”“秒”。
三．单元电路设计及单元电路1.如图所示：多谐振荡器该电路由一个4060，一个晶振和一个10M电阻两个22pf电容组成.如图所示2.译码显示电路如图所示：该电路由一个4511BD芯片与共阴极数码管构成图3——1该电路时有两个74LS161和一个74LS04与门，两个数码管和两个的CD4511译码器构成，他们构成一个六十进制计数器，是用来显示秒。
单片机课程设计报告---多功能电子钟
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。
现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。
对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。
数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。
而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。
数字钟是采用数字电路实现对“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。
数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。
关键字：数字电子钟单片机目录第一部分整体设计方案1.1 课程设计任务1.2 单片机的选择1.3 单片机的基本结构第二部分数字钟的硬件设计2.1 最小系统设计2.2 LED显示电路第三部分数字钟的软件设计3.1 系统软件设计流程图3.2主程序3.4 时钟设置子程序3.5 定时器中断子程序3.6LED显示子程序3.7按键控制子程序第四部分调试与功能说明4.1系统性能测试与功能说明4.2系统时钟误差分析4.3硬盘调试4.4软件调试问题及解决心得体会附件第一部分整体方案的设计1.1课程设计的任务：设计一个多功能数字时钟完成以下功能1、走时（能实现时分秒，年月日的计时）2 、显示（分屏显示时分秒，年月日，修改定位闪烁显示）3、校时（能用按键修改和校准时钟）4、定时报警1.2 单片机的选择单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
基于单片机的多功能数字时钟的设计
摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本次做的数字钟是以单片机为核心，它具有时，分，秒显示的功能，并且时，分，秒还可以调整。
此次设计电子数字钟是为了了解电子数字钟的原理，从而学会制作电子数字钟。
而且通过电子数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
通过它可以进一步学习与掌握单片机原理与使用方法。
关键词单片机控制显示调时目录第一章基于单片机的多功能数字时钟的构成与工作原理第二章数字时钟的系统硬件、软件电路的设计1、振荡电路的设计（1）、振荡器（2）、分频器2、计数电路的设计3、校时电路的设计（1）、电路的电路图（2）、电路工作原理（3）、对电路中所用的主要元件及功能介绍4、译码与显示电路的设计第三章数字时钟扩展功能的设计1、定时控制电路的设计（1）、设计电路（2）、电路的工作原理第四章数字时钟的组装与调试基于单片机的多功能数字时钟的设计第一章基于单片机的多功能秒表的构成与工作原理目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发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发展。
下面是单片机的主要发展趋势。
单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制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控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
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，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
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问题. 4.编写设计报告
写出电路设计与整体制作的全过程,附上有关资料和图纸 和心得体会.
三，基本仪器清单
20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输 入，可选带Z轴输入）
60MHz双通道数字示波器 低频信号发生器（1Hz~1MHz） 高频信号发生器（1MHz~40MHz） 标准声音源 声级校准器 函数发生器 低频毫伏表 高频毫伏表 普通频率计 失真度测试仪 直流稳压电源 2米卷尺 单相自耦调压器（>200W） 单片机开发系统及EDA开发系统 五位半数字万用表（电压表） 四位半数字万用表
图 11 单片机最小系统原理图 五、系统软件部分 为实现系统功能，系统软件共设九个运行状态（见图 11中S1-S9） 和一个中断处理程序（SR）。各部分功能描述如下：
图 11 软件整体流程图 S1:时钟日期显示状态。 1. 89c55从ds12887循环读取时间日期值并显示。 2. 时间值与闹钟设置值比较，若定时到，则进入闹铃状态（ S8）。 3. 从 7135读取电压值并与上下限电压比较，若过压或欠压则进入 报警状态（S9）。
方案一：采用 CPLD作为主控制器控制外围电路进行电压、频率测 量，时钟控制、温度测量、键盘和LED控制、报警控制。此方案逻辑电 路复杂，且灵活性较低，不利于各种功能的扩展，在测电压时将通过 A/D测得的数值转化为电压有效值时有一定的困难。
方案二：采用 89C55单片机来实现系统的控制。键盘用芯片7289控 制，时钟芯片采用DS12887，温度传感器采用DS18B20。市电信号电压 可通过更高精度的AD536A、ICL7135等测得，频率可采用测周期法间接 测得。此系统硬件简洁，将复杂的硬件功能用软件实现，因此系统控制 灵活，能很好地满足本题的基本要求和扩展要求。此方案基本原理框图 如图上图所示。
比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能完 全达到设计要求，故采用第二种方案。
二、模块电路设计与比较 1、 时钟方案选择 方案一：因为题目中只要求显示小时和分钟，因此可以用门电路组 合构成时钟发生器，但此方案硬件复杂，稳定性低，且不易控制。 方案二：采用带 RAM的时钟芯片DS12887。该芯片可以进行时分 秒的计数，可编程接口，还具有报警功能和掉电保存功能，并且可以对 其方便的进行程序控制，完全能满足题目的要求。 2、 温度检测方案选择 方案一：采用热电偶或热敏电阻作感温元件，但热电偶需冷端补
设计方案
我们设计的系统电路由实时时钟模块、环境温 度检测模块、电网检测模块、报警模块等部分组 成。其中实时时钟采用DS12887可实现年月日时分 秒等时间信息的采集和闹钟功能。温度检测模块由 DS18B20集成温度传感器对现场环境温度进行实时 检测。电网检测模块由AD536、ICL7135等实现对 电网电压有效值的采样和频率的间接测量及电网电 压的欠压、过压检测。人机接口模块由2*8键盘和 CA12864A点阵液晶组成，可实现题目要求的时间 显示、闹钟设置、环境温度测量、电网电压、电网 频率显示等功能。报警模块由报警蜂鸣器和带音乐 芯片的扬声器等可实现闹铃控制和电网电压的过 压、欠压报警功能。
图 9 键盘原理图 5、 液晶显示模块 LCD1605拥有128*4位的显示存储器，8位并行数据接口，简单的 操作指令，如显示开关设置，显示起始行设置，地址指针设置和数据 读/写等指令，低功耗，宽电压工作。
图 10 液晶显示模块 6、 单片机最小系统 AT89C55单片机是低功耗、高性能的片内含有20KB闪速存储器的8 位CMOS微控制器，存储器可循环写入/擦除1000次，具有128?位内部 RAM，32条可编程I/O口线,3个定时器/计数器，具有5个中断源和2个优 先级的中断结构，可编程全双工串行通道等功能，因此，我们选用 89C55单片机来满足程序容量大，控制较为复杂的特点，以完成题目的 基本要求和发挥部分的要求。具体原理图如图 11 所示。
方案一：采用数码管显示。数码管亮度高、体积小、重量轻，但其显 示信息简单、有限，在本题目中应用受到很大的限制。
数码管 方案二：采用液晶显示。液晶显示功耗低，轻便防震。由于本题显 示信息比较复杂，采用液晶显示界面清晰，操作方便，显示信息丰富, 效果较好。 比较之下,选择方案二。 7、 其他设计的考虑 由于单片机接口线有限，我们采用一片 8255扩展口线，做相应的 控制。闹铃响采用带音乐芯片的扬声器，为实现题目中非接触止闹功 能，我们可以采用接近开关或无线接收发送模块通过单片机控制闹铃停 止。 三、系统原理及理论分析 1、 单片机最小系统组成 单片机系统是整个硬件系统的核心，它即 协调整机工作，又是数据处理器，是软硬件系统连接的桥梁。它包括： 1.单片机89C55 2.键盘管理芯片7289 3.可编程外围并行接口芯片 8255
位BCD码输出的的CMOS集成电路，具有精度高，抗干扰能力强，分 辨率能达到二万分之一，对电源变化稳定性高、高输入阻抗、自动调 零、自动判别极性，性能价格比高。其输出为4位BCD码，5根扫描线， 1根符号位以及“忙”、“运行/保持”、“过量程”、“欠量程”等辅助信号。完 全能满足题目基本要求和发挥部分的精度指标。
4.2*8键盘 5.HM12864液晶模块 2、 频率测量原理 本系统测量市电信号的频率，即 50Hz左右的频率信号，属于低频
段信号频率测量，基于此实际，我们采用测量输入信号周期然后取倒数 的方法测量信号的频率，即测周法，这样能提高测量的精度，测量信号 周期的原理框图如图2 所示。
图 2 信号周期测量原理图 3、 有效值测量原理 对于交流工频信号，一般是以有效值进行计量，其计算公式为：
偿，电路设计复杂，热敏电阻虽然精度较高，但需要标准稳定电阻匹配 才能使用，而且重复性、可靠性都比较差。 方案二：采用集成温度传感器 DS18B20 。该传感器结构简单，不 需外接电路，数据传输采用 one-wire
总线，可用一根 I/O数据线即供电又传输数据，在-10 ℃ --+85℃ 范围内精度为0.5℃，能满足题目1℃的要求，且分辨率较高，重复性和 可靠性好。 3、 电压有效值测量方案选择 方案一：采用分段逼近式有效值检波电路。该方法示值虽然是被测 电压的有效值，但由于放大器动态范围的限制，对于被测信号会产生一 定的波形误差，并且硬件电路搭接复杂，且稳定性能不好。 方案二：采用真有效值转换芯片 AD536和高速A/D芯片ICL7135测 量市电有效值。将从变压器引入的交流信号通过AD536转换成直流信号 后接入ICL7135，利用单片机读取数据后进行相应的幅值变换得到电压 有效值。利用集成电路芯片测量精度高，误差小、稳定性好，硬件电路 实现简单，可减小硬件体积。故采用方案二。 4、 频率测量方案选择 方案一：直接测频法。把被测频率信号经过脉冲形成电路后加到闸 门的一个输入端，只有在闸门开通时间 T（以秒计）内，被计数的脉冲 被送到计数器进行计数。设计数器的值为N，由频率定义式计算得到被 测信号频率为发f＝N/T。 方案二：测量周期法。将被测量信号经过过零检测后转换成方波信 号，利用单片机查询两个上升沿，在此期间根据晶体振荡器产生的周期 为
图 4 有效值测量方框图 四、各模块电路图 1、 时钟模块
图 5 DS12887 时钟硬件电路图 2、 闹铃响及报警模块 闹铃响采用带音乐芯片的扬声器，过、欠压报警采用不同声音的蜂 鸣器完成报警功能。具体电路图如图 6所示。
图 6 闹铃及报警电路图 3、 高速 A/D转换模块 我们采用芯片ICL7135作为高速A/D转换芯片为转换核心 ，该芯片 为
的脉冲送计数器进行计数，设计数值为N，则得被测量信号的周期值
，然后取其倒数即为被测量信号的频率。 经分析，采用直接测频法在测量低频段信号时的相对测量误差较 大，但在高频段测量信号的频率有较高的精度。如果采用测频法测量低
频段50Hz频率信号，要想提高精确度，势必会大幅度增加闸门开通时 间T，时效性较差。相反，采用测量信号周期然后取其倒数的方法在低 频段测量时精度很高。因此，本题在测量50Hz左右的市电信号频率时 采用方案二。 5、 电压过压、欠压方案选择 方案一：采用两片比较器芯片 LM311对输入电压与上下门限值进 行比较。根据LM311的输出驱动蜂鸣器报警。本方案对上下门限值精度 和稳定度的要求较高。 方案二：软件设定比较值。采用软件编程判断过、欠压值，然后通 过单片机口线输出电平驱动蜂鸣器报警。比较两方案,采用软件判断电 压过、欠压，省掉了硬件搭接，节省成本。故采用方案二。 6、 显示模块的选择
， 其中T为信号周期； 故
图3 为此，我们把市电信号的有效值作为我们测量的参数，具体方法 是：将已经经过电源滤波的市电信号经过变压器后接入真有效值转换芯 片 AD536,输出与有效值相等的直流信号，将其作为高速A/D转换芯片
ICL7135的输入，其中，ICL7135芯片的基准源如右图所示，然后利用 单片机读取数据并进行相应的转换运算，从而得到市电信号的有效值。 原理性框图如图 5 所示
四，主要元器件清单
单片机最小系统板（仅含单片机芯片、键盘与显示装 置、存储器、A/D、D/A）
A/D、D/A转换器 1MHz采样频率的8位A/D转换器 运算放大器、电压比较器 可编程逻辑器件及其下载板 显示器件
小型继电器 康铜、锰铜电阻丝 漆包线（直径不大于1mm） 光电传感器 温度传感器ຫໍສະໝຸດ 声音传感器 扬声器 DC/DC转换器