简易电子钟的设计与实现
学科竞赛-简易电子时钟设计实验报告
简易电子时钟设计实验报告实验二简易电子时钟设计学院:研究生院学号:1400030034 姓名:张秋明一、实验目的及要求设计一个简易电子时钟,实现分、秒计时功能,使之在控制实验板上液晶输出分、秒数值,在环境下,编写源文件,用软件器件实现。
二、实现程序module clk_gen(clk,rst_n,clk_pwm,clk_frame);input clk;input rst_n;output clk_pwm;output clk_frame;reg clk_pwm;reg clk_frame;reg [11:0] count_pwm;reg [13:0] count_frame;always@(posedge clk or negedge rst_n) //一秒的设置beginif(rst_n==1'b0) begincount_pwm clk_pwm endelse beginif(count_pwm==12'b0000000001010)begincount_pwm clk_pwm endelsecount_pwm endendalways@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n==1'b0) begincount_frame clk_frame endelse beginif(count_frame==14'b11000000000000) begincount_frame clk_frame endelsecount_frame endendendmodulemodule clock(clkk,rstn,minute_h,minute_l,second_h,second_l); //时钟的进位机理input clkk;input rstn;output [3:0] minute_h; //分钟的高位output [3:0] minute_l; //分钟的低位output [3:0] second_h; //秒钟的高位output [3:0] second_l; //秒钟的低位reg [3:0] minute_h;reg [3:0] minute_l;reg [3:0] second_h;reg [3:0] second_l;reg second_l_flag; //秒钟低位的进位标志reg second_h_flag; //秒钟高位的进位标志reg minute_l_flag; //分钟低位的进位标志reg clk1;reg [22:0] count;always@(posedge clkk)beginif(count == 23'b10110111000110110000000)begincount clk1 endelsecount endalways @(posedge clk or negedge rstn)beginif(!rstn)clk1 elseclk1 endalways @(posedge clk1 or negedge rstn)if(!rstn)beginsecond_l second_l_flag endelsebeginif(second_l==4'b1001)beginsecond_l second_l_flag endendalways @(posedge second_l_flag or negedge rstn)if(!rstn)beginsecond_h second_h_flag endelsebeginif(second_h==4'b0101)beginsecond_h second_h_flag endendalways @(posedge second_h_flag or negedge rstn)//分钟的低位if(!rstn)beginminute_l minute_l_flag endelsebeginif(minute_l==4'b1001)beginminute_l minute_l_flag endend//分钟的高位always @(posedge minute_l_flag or negedge rstn) //进位标志位为上升沿时变化if(!rstn)beginminute_h endelsebeginif(minute_h==4'b0101)beginminute_h endendendmodule三、实验步骤1、建立新工程dzsz,在Location栏选用上面所建文件夹yjxs, 然后点击NEXT,在新弹出的对话框NEW PROJECT点击NEXT,在新出现的对话框中选择相应芯片,本实验所选芯片应为MachXO2-LCMXO2-1200ZE-2MG132C.2、在Lattice Diamond 主界面File->Add->Existing files,添加刚刚放新建dzsz文件夹中的.v文件。
简易电子钟的设计与实现
简易电子钟的设计与实现电子钟是一种普遍使用的计时设备,它便利性与实用性使其成为家庭、学校、办公室等各个场所的重要组成部分。
本文将介绍一种简易电子钟的设计和实现,希望读者在本文的指导下,能够自己动手制作一款属于自己的电子钟。
1. 硬件选购制作电子钟需要一些硬件设备,在硬件选购时,需要考虑以下因素:- 显示器件:显示器件如LED点阵和数码管是电子钟的重要组成部分,我们可以选择4位LED数码管或者128*64 OLED显示屏。
- 控制器:控制器有多种选择,我们可以使用Arduino单片机或者STM32单片机,这两个均为常用的开发板,容易上手,支持多种编程语言。
- 时间模块:时间模块用于获取当前时间,我们可以选择DS1302时钟模块或者DS3231高精度时钟模块。
- 其他器件:红外遥控模块,蜂鸣器等辅助器件,可以根据需要选择。
2. 硬件连接在确定所需器件后,首先需要对这些器件进行连接,连接方式如下:- 数码管:数码管有四根引脚,分别代表数码管的4位数码,分别对应数字0~9,连接数码管需要了解其引脚定义,我们可以根据不同原理图实现引脚连接。
- 控制器:控制器和显示器连接,通过控制器的输入输出端口和显示器的输入输出端口相连。
- 时间模块:时间模块通过IIC通讯协议与控制器相连。
- 其他器件:按照器件对应原理图进行连接。
3. 程序设计电子钟的最重要的部分是程序设计,通过编写程序,实现获取时间并在数码管或者显示屏上显示当前时间的功能。
电子钟的程序设计分为两个部分:硬件驱动和逻辑控制。
硬件驱动:硬件驱动是基础部分,用于控制指定端口的输入输出和基本的口蹦,例如我们需要实现时间的获取和进行控制,我们需要实现对时间模块进行操作的函数,例如读取时间,设置时间等功能。
逻辑控制:逻辑控制是电子钟的核心部分,它把硬件驱动和显示控制进行了结合,实现了时间的获取和显示。
逻辑控制程序主要包括以下几个部分:- 时间获取:获取时间模块的信息。
基于单片机电子时钟的设计与实现
基于单片机电子时钟的设计与实现一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟,能够准确显示时间并能够进行设置和调整。
二、硬件设计1.时钟部分:采用晶振芯片提供准确的时钟信号2.数码管显示部分:使用共阴数码管进行数字显示3.按键部分:设计几个按键用于设置和调整时间4.电源部分:采用直流电源供电三、软件设计1.功能设计a.时间设置功能:通过按键可以设置当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。
b.时间调整功能:通过按键可以调整当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。
c.时间显示功能:通过数码管可以实时显示当前的时间。
2.代码实现以C语言为例,以下是一个基于单片机的电子时钟的代码实现示例:```c#include <reg51.h>sbit DS18B20=P1^3; // 定义18B20数据线接口sbit beep=P2^3; // 定义蜂鸣器接口unsigned char hour,min,sec; // 定义小时、分钟、秒钟变量//函数声明void Delay_1ms(unsigned int count);bit Ds18b20Init(;unsigned char Ds18b20ReadByte(;void ReadTime(;void WriteTime(;void DisplayTime(;//主函数void mainP2=0x00;WriteTime(; // 写入时间while(1)ReadTime(; // 读取时间DisplayTime(; // 显示时间Delay_1ms(1000); // 延时1秒}//毫秒延时函数void Delay_1ms(unsigned int count) unsigned int i, j;for(i=0; i<count; i++)for(j=0; j<1275; j++);//18B20初始化函数bit Ds18b20Initbit presence;DS18B20=0;Delay_1ms(100); // 延时450us~1000us DS18B20=1;Delay_1ms(10); // 延时15us~60us presence=DS18B20;Delay_1ms(30); // 延时60us~240us return presence;//18B20读取字节函数unsigned char Ds18b20ReadByte unsigned char i, dat;for(i=0; i<8; i++)DS18B20=0;//主机发起读时序_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usDS18B20=1;//主机释放总线_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usdat,=(DS18B20<<i); // 读取数据位,存放在dat变量中Delay_1ms(3); // 读时序完成后等待48us再接收下一位}return dat;//读取时间函数void ReadTimeunsigned char temp;temp=0x00;while(temp!=0xaa)Ds18b20Init(; // 初始化温度传感器Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0xbe;Delay_1ms(1);temp=Ds18b20ReadByte(; // 读取时间数组的标志位}for(temp=0; temp<7; temp++)//写入时间函数void WriteTimeunsigned char i,j;while(1)Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x4e;Delay_1ms(1);for(i=0; i<7; i++)DS18B20=0x55;Delay_1ms(1);DS18B20=0xaa;Delay_1ms(1);Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x48;Delay_1ms(1);j=Ds18b20ReadByte(; // 判断是否写入成功if(j==0x0a)break;}//显示时间函数void DisplayTimeP1=seg[hour/10]; // 显示十位小时P2=(P2&0xf0),0x08; // 点亮第一个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[hour%10]; // 显示个位小时P2=(P2&0xf0),0x04; // 点亮第二个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min/10]; // 显示十位分钟P2=(P2&0xf0),0x02; // 点亮第三个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min%10]; // 显示个位分钟P2=(P2&0xf0),0x01; // 点亮第四个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=0x00;//空显示P2=0x00;//熄灭数码管```四、总结通过以上的硬件设计和软件实现,可以实现一个基于单片机的电子时钟。
简易电子时钟设计报告
简易电子时钟设计报告1. 引言电子时钟是一种用数字形式显示时间的时钟,广泛应用于日常生活中。
本文将介绍一种简易的电子时钟设计方案,包括硬件设计和软件实现。
该电子时钟采用数字LED显示屏,并通过开发板上的微控制器控制时间的显示。
2. 硬件设计2.1 硬件组成该电子时钟的主要硬件组成包括:- 数字LED显示屏:用于显示时钟的小时和分钟数。
该显示屏采用共阳极的数码管,每个数字有7个段可以点亮。
- 微控制器:使用STM32F103C8T6微控制器,具备足够的输入输出和处理能力。
- 调节按钮:用于调节时钟的小时和分钟数。
2.2 电路设计数字LED显示屏的每个段通过一个继电器和一个可控硅管来控制。
继电器通过微控制器的输出口来控制,可控硅管则通过脉宽调制(PWM)来控制。
微控制器通过GPIO口读取调节按钮的状态,根据按钮的操作来调整时钟的小时和分钟数。
同时,微控制器通过定时器中断来实现时钟的运行和显示。
电路设计如下图所示:![电子时钟电路设计图](clock_circuit_design.png)3. 软件实现3.1 开发环境本设计使用Keil MDK开发环境进行软件的编写和调试。
Keil MDK 是一款常用的嵌入式开发工具,提供了强大的代码编辑、编译和仿真功能。
3.2 时钟控制软件中定义了一个结构体`Time`,包含了小时数和分钟数的变量。
通过定时器中断,每隔一秒钟将时钟的秒数加一,并根据秒数的变化更新时钟的小时和分钟数。
具体实现如下:cstruct Time {int hour;int minute;int second;void TIM2_IRQHandler(void) {if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); time.second++;if (time.second >= 60) {time.second = 0;time.minute++;}if (time.minute >= 60) {time.minute = 0;time.hour++;}if (time.hour >= 24) {time.hour = 0;}}3.3 数字显示根据时钟的小时和分钟数,将数字转换成BCD码,然后通过GPIO 口控制数字LED显示屏的每个段点亮或熄灭。
电子数字钟的设计与制作
电子数字钟的设计与制作
设计和制作电子数字钟的步骤如下:
1. 确定需求:确定所要设计的电子数字钟的功能要求,如显示时间、日期、闹钟功能等。
2. 选取器件:选取合适的微控制器、显示屏、时钟芯片、按键等器件。
微控制器需要具备足够的处理能力和接口,以便于控制显示屏和处理输入信号。
3. 硬件设计:根据选取的器件,设计电路图和PCB布局。
包
括时钟电路、显示电路、按键电路、电源供电电路等。
4. 软件开发:编写嵌入式软件程序,实现时钟的各种功能。
包括处理时间的计算与显示、闹钟功能的设置与触发、用户界面的交互等。
5. 制作电路板:利用电子设计软件将电路图转化为PCB文件,并进行打样加工,制作出电路板。
6. 组装调试:根据设计好的布局,将所选取的器件焊接到电路板上。
完成后进行电路的检查、组装和连线等工作。
7. 软件烧录:通过编程器将软件程序烧录到微控制器中。
8. 调试测试:进行电源接入,对时钟的各个功能进行测试调试,确保其正常运行。
9. 外壳设计与制作:设计合适的外壳以保护电子数字钟,可以采用3D打印、注塑等方式制作外壳。
10. 最终装配与测试:将完整的电子数字钟进行装配,并进行
最后的测试以确保其功能正常。
基于51单片机的简易电子钟设计
基于51单片机的简易电子钟设计一、设计目的现代社会对于时间的要求越来越精确,电子钟成为家庭和办公场所不可缺少的设备之一、本设计基于51单片机,旨在实现一个简易的电子钟,可以显示当前的时间,并且能够通过按键进行时间的调整和设置闹钟。
二、设计原理本设计主要涉及到51单片机的IO口、定时器、中断、LCD显示技术等方面知识。
1.时钟模块时钟模块采用定时器0的中断进行时间的累加和更新。
以1秒为一个时间单位,每当定时器0中断发生,就将时间加1,并判断是否需要更新小时、分钟和秒的显示。
同时,根据用户按键的操作,可以调整时间的设定。
2.显示模块显示模块采用16x2字符LCD显示屏,通过51单片机的IO口与LCD连接。
可以显示当前时间和设置的闹钟时间。
初次上电或者重置后,LCD显示时间为00:00:00,通过定时器中断和键盘操作,实现时间的更新和设定闹钟功能。
3.键盘模块键盘模块采用矩阵键盘连接到51单片机的IO口上,用于用户进行时间的调整和设置闹钟。
通过查询键盘的按键状态,根据按键的不同操作,实现时间的调整和闹钟设定功能。
4.中断模块中断模块采用定时器0的中断,用于1秒的定时更新时间。
同时可以添加外部中断用于响应用户按键操作。
三、主要功能和实现步骤1.系统初始化。
2.设置定时器,每1秒产生一次中断。
3.初始化LCD显示屏,显示初始时间00:00:00。
4.查询键盘状态,判断是否有按键按下。
5.如果按键被按下,根据不同按键的功能进行相应的操作:-功能键:设置、调整、确认。
-数字键:根据键入的数字进行时间的调整和闹钟设定。
6.根据定时器的中断,更新时间的显示。
7.判断当前时间是否与闹钟设定时间相同,如果相同,则触发闹钟,进行提示。
8.循环执行步骤4-7,实现连续的时间显示和按键操作。
四、系统总结和改进使用51单片机设计的简易电子钟可以显示当前时间,并且实现时间的调整和闹钟设定功能。
但是由于硬件资源有限,只能实现基本的功能,不能进行其他高级功能的扩展,例如闹铃的音乐播放、温度、湿度的显示等。
电子钟的设计利用单片机最小系统设计一个电子钟
电子钟的设计利用单片机最小系统设计一个电子钟电子钟是一种通过电子技术实现时间显示,并具备时间设置和报时功能的钟表装置。
它以单片机为核心控制器,通过系统设计和程序编写来实现。
本文将详细介绍如何利用单片机最小系统设计一个电子钟。
一、系统组成和功能设计电子钟系统主要由单片机、时钟电路、显示电路和按键电路组成。
其主要功能包括实时显示当前时间、设置时间和报时功能。
1.单片机选择单片机是电子钟系统的核心控制器,负责时钟的计时、控制和显示。
选择合适的单片机非常重要,要求具备较高的计算能力和稳定性。
常用的单片机有PIC、ATMELAVR、STM32等。
2.时钟电路设计时钟电路提供精确的时间基准,用于单片机的计时。
常用的时钟电路有晶体振荡器和RTC(实时时钟)芯片。
晶体振荡器产生的信号非常稳定,能够满足电子钟的计时要求。
RTC芯片能够提供更为精确的时间基准,并具备备份电池以保证时间的稳定。
3.显示电路设计显示电路用于将计算出的时间信息以可视化方式显示出来。
常用的显示器包括LED数码管、LCD液晶显示屏和数码管等。
其中,LED数码管和LCD液晶显示屏是较为常见的选择。
4.按键电路设计按键电路用于时间的设置和调整。
一般设计一个或多个按钮用于设置和调整小时、分钟等时间参数。
按键电路通常采用矩阵按键或者编码器方式,方便用户进行时间的设置。
二、硬件设计1.单片机电路单片机电路主要由单片机、时钟电路、复位电路、晶体振荡器等组成。
单片机应连接时钟电路以提供稳定的时间基准。
同时,还需设计一个复位电路以保证系统在启动时能够正常初始化。
2.显示电路选择合适的显示电路,如LED数码管或LCD液晶显示屏。
设计时需考虑到单片机的IO口数量和类型,并根据时间显示需求确定所需显示器的位数。
通过单片机控制IO口,将计算得到的时间信息传送到显示电路上,从而实现时间的显示。
3.按键电路设计按键电路,用于用户设置和调整时间。
按键电路由按键元件和控制电路组成。
简易电子钟设计范文
简易电子钟设计范文电子钟是一种通过电子技术实现时间显示的设备。
它通常由一个数字显示屏,一个控制电路和一个电源组成。
其主要功能是显示小时、分钟和秒钟等时间信息,可以准确地显示时间,并可以根据需要设置闹铃功能。
设计一款简易电子钟可以使用Arduino等开发板或单片机来实现。
首先,我们需要选择一块合适的数字显示屏。
常见的数字显示屏有数码管和液晶显示屏两种类型,它们的显示原理和控制方式有所不同。
如果选择数码管作为显示屏,可以考虑使用常见的7段数码管,它由八个LED灯组成,可以显示0-9的数字以及一些字母和特殊符号。
数码管的控制方式是通过控制每个LED灯的亮灭来实现显示,可以使用数字输出口来控制。
Arduino的数字输出口可以输出高电平(5V)和低电平(0V),通过控制输出口的电平,就能够控制数码管的亮灭。
如果选择液晶显示屏作为显示器,可以选择字符型液晶显示屏或者图形型液晶显示屏。
字符型液晶显示屏通常可以显示一些字符或者数字,它的控制方式是通过并行或者串行接口来控制,可以使用开发板的GPIO口来实现。
图形型液晶显示屏可以显示更多的信息,它的控制方式是通过SPI接口或者I2C接口来控制,这需要相应的驱动库或者芯片来实现。
无论选择数码管还是液晶显示屏,我们都需要编写程序来控制显示。
程序的核心是一个循环,其中使用时钟模块来获取当前的时间,并使用相应的控制方式将时间信息显示在显示屏上。
如果需要设置闹铃功能,可以在循环中判断当前时间和设置的时间是否相等,如果相等则触发闹铃。
设计一个简易电子钟的完整步骤如下:1. 选择适合的开发板或者单片机,例如Arduino。
2.选择合适的显示屏,例如7段数码管或者液晶显示屏。
3.连接显示屏到开发板,根据显示屏的类型选择合适的引脚连接方式。
4.编写代码来控制显示屏显示时间信息。
5.添加时钟模块,用来获取当前的时间信息。
6.根据需要添加闹铃功能。
7.测试电子钟的功能和性能,不断优化改进。
如何设计一个简单的电子时钟电路
如何设计一个简单的电子时钟电路设计一个简单的电子时钟电路是一项有趣且实用的任务。
电子时钟的设计需要合理的电路布局和正确的连接线路,以确保时钟的准确性和可靠性。
下面将介绍如何设计一个简单的电子时钟电路。
1. 器件和材料在设计电子时钟电路之前,我们需要准备一些基本的器件和材料,包括:- 一个微控制器芯片(MCU),如ATmega328P- 一个时钟晶振,通常为16MHz- 一个液晶显示屏(LCD)- 若干个按键开关- 电位器(可调电阻)- 电容和电阻等辅助元件- 面包板、连接线和电源等2. 电路连接首先,将MCU和其他器件通过连接线连接起来。
按照电路原理图的指示,将MCU引脚与其他器件的引脚相连。
确保连接的准确性和稳定性,以免出现电路故障。
3. 电源供应为电子时钟提供稳定的电源是至关重要的。
可以使用电池或稳定的直流电源作为时钟的电源。
确保电源的电压和电流满足器件的工作要求,并通过稳压电路或电池管理芯片来保持电压的稳定。
4. 时钟晶振时钟晶振是电子时钟的核心元件,它提供了精确的时钟信号。
根据晶振的规格,将其连接到MCU的时钟引脚上,并注意晶振的正确方向和极性。
5. 液晶显示屏液晶显示屏用于显示时间信息。
根据LCD的规格和引脚定义,将其与MCU的数据和控制引脚相连接。
对于字符型LCD,可以使用专门的LCD库函数来控制显示内容和显示模式。
6. 按键开关按键开关用于设置和控制电子时钟的功能。
将按键开关连接到MCU的输入引脚上,并通过编程实现按键的读取和响应功能。
可以使用外部中断或轮询方式来检测按键的状态变化。
7. 程序编写使用相应的开发软件和语言编写电子时钟的程序。
根据MCU的型号和规格,选择合适的编程语言(如C或C++),并使用相应的开发工具进行编程。
编写程序以实现时间的读取、显示和控制功能,以及按键的响应和时间的更新等。
8. 调试和测试完成程序编写后,将代码下载到MCU上,并进行调试和测试。
通过外部显示屏、示波器等设备,检查时钟的运行状态和准确性。
毕业设计76简易数显电子钟设计
毕业设计76简易数显电子钟设计一、引言电子钟是指使用数字显示的时钟,通过LED或LCD等显示器件显示时间。
本文将设计一款简易数显电子钟,采用数字管显示器件,实现准确显示时间的功能。
设计的电子钟具有简单、易操作、精确显示等特点,适合作为毕业设计的对象。
二、设计原理1.时钟芯片选取:选用高精度的时钟芯片,可以提供准确的时间信号。
2.数字显示器件选取:采用数字管显示时、分、秒的数据。
3.控制电路设计:根据时钟芯片提供的时间信号,通过控制电路将时、分、秒的数据传输到数字显示器件进行显示。
三、设计步骤1.选择时钟芯片:根据设计需求,选择适合的高精度时钟芯片,如DS13022.搭建电路原理图:根据选定的时钟芯片的电路原理图,搭建控制电路的原理图,包括时钟芯片、数字显示器件等。
3.PCB设计:根据电路原理图,进行PCB设计,制作电路板。
4.组件焊接:根据PCB设计制作的电路板,将所有的电子组件焊接到电路板上。
5.软件编程:根据时钟芯片的数据手册,编写软件程序,实现数据传输和显示功能。
6.系统调试:完成软硬件的搭建后,进行系统调试,检查时钟芯片和控制电路的正常工作情况。
7.最终制作:将电路板安装到外壳中,搭建简易数显电子钟的最终产品。
四、设计注意事项1.保证电路的稳定性和可靠性:在电路设计和焊接过程中,注意选择合适的电子元件,以确保电路的稳定性和可靠性。
2.时钟芯片的驱动:在软件编程过程中,需要熟悉时钟芯片的控制寄存器和通信协议,以确保准确的数据传输。
3.屏幕显示:在选择数字显示器件时,需考虑显示器件的亮度、清晰度等因素,以保证用户操作的便捷性。
五、设计成果展示通过厚一学期的努力,成功设计并制作了一款简易数显电子钟。
设计的电子钟具有准确的时间显示功能,通过数字管显示时、分、秒的数据。
用户可以方便地通过操作按钮调整时间。
电子钟外观简洁大方,适合放置在家居或办公场所使用。
六、结论本文以设计一款简易数显电子钟为目标,经过认真的设计与制作,成功实现了时、分、秒的准确显示功能。
(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。
智能电子钟的设计与制作
智能电子钟的设计与制作
一、智能电子钟介绍
智能电子钟是一种智能时钟,它使时间管理变得更加简单。
它能够自
动调整时间,从而使您能够更准确地了解接下来要做什么事情和按时完成。
此外,您还可以利用它来设置闹钟来提醒您定期进行的事务,以及跟踪重
要节日和事件。
二、智能电子钟的设计原理
三、电子钟的设计过程
1.准备电子元器件:在制作智能电子钟的过程中,要准备一些电子元
器件,比如电阻、导线、电磁铁、晶体振荡器等;
2.绘制原理图:在绘制原理图时,需要根据设计的功能,在原理图上
指定每个模块的功能模式以及每个部件的工作方式;
3.制作电路板:通过制作电路板,可以将整个电子钟系统的小模块组
合成一个完整的系统,以实现功能的设计要求;
4.编写程序:经过前三步,需要根据实际应用的需要,编写出智能电
子钟的控制程序,以实现具体的智能功能;
5.试验与调试:在最后一步。
毕业设计电子钟的设计与实现
摘要电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化,拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点,被广泛应用于生活和工作当中。
另外,在生活和工农业生产中,也常常需要温度,这就需要电子时钟具有多功能性。
本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、测量环境温度、带有定时闹铃的多功能电子时钟。
本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析,最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。
本设计应用AT89C51芯片作为核心,7位LED数码管显示,使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能,同时利用DS18B20温度传感器测量环境温度。
这种实现方法的优点是电路简单,性能可靠,实时性好,时间和温度精度高,操作简单,编程容易。
该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中,也可通过改装,提高性能,增加新功能,从而给人们的生活和工作带来更多的方便。
关键词:电子时钟;多功能;AT89C51;时钟日历芯片;温度传感器AbstractThe electronic clock mainly uses the electronic technology make the clock computerization, the digitization, with the clock precision, small size, friendly interface, scalable performance and other characteristics, was widely used in life and work. Measuring temperature, in life, industry and agricultural production, so electronic clock need multi-function.The design for the main implementing a clock/calendar can be displayed normal, collecting personal ambient temperature, with the timing alarm of the multi-function electronic clock.Comparing and analysising the development technology of the electron clock, the design determines to use the MCU technology to realize the multi-functional electron clock. This design application AT89C51 as a core chips, 7 LED digital displaying, using DS1302 real-time clock chip to complete the basic function of the clock/calendar. At the same time the design use of DS18B20 temperature sensors to collect the environmental temperature. The method has the advantage of being simple circuit, reliable performance, good real-time, high precision of the time and temperature , simply operation, easy programming.The electronic clock can be applied to the general living and working ,can also be modified to improve performance, add new functions, and brings more convenient to people’s life and work.Key words: Electronic clock; Multi-function; AT89C51; DS1302; Temperature pickup目录摘要 (1)Abstract (2)第一章引言 (5)1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 (5)1.2 电子时钟的功能 (6)第二章电子时钟设计方案分析 (7)2.1 FPGA设计方案 (7)2.2 NE555时基电路设计方案 (7)2.3 单片机设计方案 (8)第三章基于单片机的电子时钟硬件设计 (10)3.1 主要IC芯片选择 (10)3.1.1 微处理器选择 (10)3.1.2 环境温度传感器选择 (11)3.2 电子时钟硬件电路设计 (12)3.2.1 时钟电路设计 (13)3.2.2 环境温度采集电路设计 (13)3.2.3 显示电路 (14)3.2.4 按键电路设计 (15)3.2.5 闹铃电路设计 (17)3.2.6 复位电路设计 (17)第四章电子时钟软件设计 (19)4.1 主程序设计 (19)4.2 子程序设计 (19)4.2.1 实时时钟日历子程序设计 (19)4.2.2 环境温度采集子程序设计 (20)4.2.3 显示子程序设计 (23)4.2.4 键盘扫描子程序 (23)4.2.5 闹铃子程序设计 (23)第五章系统调试 (27)5.1 硬件调试 (27)5.1.1 单片机基础电路调试 (27)5.1.2 显示电路调试 (29)5.1.3 DS1302电路调试 (30)5.1.4 按键电路调试 (39)5.2 软件调试 (39)5.2.1 环境温度采集子程序调试 (39)5.2.2 键盘子程序调试 (32)结论 (33)参考文献 (42)致谢 (43)第一章引言时间是人类生活必不可少的重要元素,如果没有时间的概念,社会将不会有所发展和进步。
简易电子钟的设计与实现.docx
简易电子钟的设计与仿真一、设计要求和电路原理1.1 设计要求1)可以准确地显示北京时间。
2)时间显示选择24小时模式。
3)选用AT89C52单片机,将编写的程序下载到该单片机中,并能使数码管显示。
4)采用Keil C51编译,Proteus软件进行仿真。
1.2 设计原理与思路利用单片机的定时与中断系统功能实现电子钟的计数和调时。
采用AT89C52定时中断方式实现24小时制时钟精确的计时。
通过外部的12M(11.0529M)Hz 晶振产生稳定的谐振,在AT89C52的内部定时器电路实现定时,当定时器溢出时产生中断,累计定时器的定时时间达一秒时,数码管的秒显示加1,判断数码管的秒显示达60时,秒显示自动清零,分显示加1,判断分显示达60时,分显示自动清零,时显示加1,判断时显示达24时,时显示自动清零。
从而实现00:00:00—23:59:59 之间的任意时刻显示。
为了使时钟能够灵活的对时间进行调整、校对,通过增加外部的按键实现简单的复位、时调整、分调整的功能。
形成一个具有复位和校时功能的简易电子时钟。
二、电子时钟设计方案2.1电子钟设计的基本方法2.1.1电子钟实现计时的方法利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计时。
(1) 计数初值计算:把定时器T0设为工作方式2,产生0.25ms定时中断,计数溢出4000次即得时钟计时最小单位秒,而4000次计数可用软件方法实现。
假设使用T/C0,方式2,0.25ms定时,fosc=12MHz。
则初值a满足(256-a)×1/12MHz×12μs =250μsa=6 (6H)TH0=#6H; TL0=#6H(2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满4000次为秒计时(1秒);(3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
2.1.2 电子钟的时间显示电子钟的时钟时间在8位数码管上进行显示,时、分、秒的显示值可以在单片机的内部RAM设置三个缓冲单元,30H、31H、32H分别存储时、分、秒的值。
大班科学实验制作简易的电子钟
大班科学实验制作简易的电子钟简介:本实验旨在向大班学生展示如何制作一个简易的电子钟,并借此了解电子钟的工作原理。
通过亲自动手的实践,学生们不仅可以学到电路连接的基础知识,还能培养动手能力和团队合作能力。
材料准备:1. 铜导线2. 邮票电池3. 小灯泡4. 两根铜箔线5. 电器胶带或胶水6. 透明胶带实验步骤:步骤一:制作电路底座1. 将两根铜箔线固定在一块塑料板上,彼此之间保持一定距离。
2. 使用电器胶带或胶水将铜箔线固定在塑料板上,确保不会移动。
步骤二:连接电路1. 将一段铜导线的一头与铜箔线的一端连接。
2. 将另一段铜导线的一头与邮票电池的一个极性连接。
3. 将剩下的一端铜箔线与小灯泡的一端连接。
4. 将小灯泡的另一端与邮票电池的另一个极性连接。
步骤三:搭建指针1. 在塑料板的中心位置使用透明胶带固定一根铜导线。
2. 在铜导线的一端连接一个小纸片,作为指针。
步骤四:测试电子钟1. 轻轻地把指针转动,观察小灯泡是否随着指针的运动而亮起或熄灭。
2. 若小灯泡随着指针的运动而亮起或熄灭,说明制作的电子钟成功。
实验原理:电子钟实验是基于简单电路原理进行的,当指针转动时,电路中的铜箔线会与铜导线接触或分离。
当电路连接时,电流通过小灯泡,使其亮起;当电路断开时,小灯泡则熄灭。
安全注意事项:1. 实验中使用的邮票电池较小,避免将其吞食或放入眼睛等敏感部位。
2. 在实验过程中,应注意避免导线接触到湿润的物体,以防触电事故发生。
3. 在实验结束后,将电池和电器胶带妥善处置。
实验总结:通过本次实验,我们了解到了电子钟的简单原理,并成功制作了一个简易的电子钟。
同时,这个实验也培养了我们的动手能力和团队合作精神。
希望大家能在今后的科学实践中继续探索和创新,培养对科学的兴趣和热爱。
基于单片机的电子时钟的设计与实现
基于单片机的电子时钟的设计与实现电子时钟是一种使用微处理器或单片机作为主控制器的数字时钟。
它不仅能够显示当前时间,还可以具备其他附加功能,如闹钟、日历、温度显示等。
一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟,实现以下功能:1.显示时间:小时、分钟和秒钟的显示,采用7段LED数码管来显示。
2.闹钟功能:设置闹钟时间,到达设定的时间时会发出提示音。
3.日历功能:显示日期、星期和月份。
4.温度显示:通过温度传感器获取当前环境温度,并显示在LED数码管上。
5.键盘输入和控制:通过外部键盘进行时间、日期、闹钟、温度等参数的设置和调整。
二、硬件设计1.单片机选择:选择一款适合的单片机作为主控制器,应具备足够的输入/输出引脚、中断和定时器等功能,如STC89C522.时钟电路:使用晶振为单片机提供稳定的时钟源。
3.7段LED数码管:选择合适的尺寸和颜色的数码管,用于显示小时、分钟和秒钟。
4.温度传感器:选择一款适合的温度传感器,如DS18B20,用于获取环境温度。
5.喇叭:用于发出闹钟提示音。
6.外部键盘:选择一款适合的键盘,用于设置和调整时间、日期、闹钟等参数。
三、软件设计1.初始化:设置单片机定时器、外部中断和其他必要的配置。
2.时间显示:通过定时器中断,更新时间,并将小时、分钟和秒钟分别显示在相应的LED数码管上。
3.闹钟功能:设置闹钟时间,定时器中断检测当前时间是否与闹钟时间一致,若一致则触发警报。
4.日历功能:使用定时器中断,更新日期、星期和月份,并将其显示在LED数码管上。
5.温度显示:通过定时器中断,读取温度传感器的数据,并将温度显示在LED数码管上。
6.键盘输入和控制:通过外部中断,读取键盘输入,并根据输入进行相应的操作,如设置时间、闹钟、日期等。
7.警报控制:根据设置的闹钟时间,触发警报功能,同时根据用户的设置进行控制。
四、测试与调试完成软件设计后,进行系统测试与调试,包括验证显示时间、日期、温度等功能的准确性,以及闹钟和警报功能的触发与控制。
基于单片机的简易电子时钟设计
基于单片机的简易电子时钟设计引言:电子时钟是人们日常生活中广泛应用的一种设备,基于单片机的电子时钟可以实现精确的时间显示、闹钟设置、定时功能等。
本设计将使用单片机控制电子时钟的各种功能,通过一个LCD显示屏来显示时间和其他信息。
一、设计目标:1.实现准确显示时间功能;2.设计带有闹钟设置的功能;3.实现定时功能。
二、设计原理:该电子时钟工作原理主要是通过单片机将外部的时钟信号进行调整和处理,然后控制液晶显示屏显示时间。
电子时钟的核心是单片机,通过单片机的计时功能实现时钟的准确显示,并通过输入设备设置闹钟功能和定时功能。
三、设计流程:1.系统初始化:首先,将单片机初始化,设置时钟和计时器的相关参数,开启显示屏的显示功能。
2.时间显示功能:通过计时器中断,定时更新时间,并将时间值传递给液晶显示屏显示出来。
3.闹钟设置功能:通过按键输入设置闹钟时间,将设置好的闹钟时间存储到单片机中。
4.定时功能:通过按键输入设置定时时间,将设置好的定时时间存储到单片机中,当定时时间到达时,触发相应的动作,如报警等。
四、硬件设计:1.单片机选择:选用一款适合的单片机,如51系列单片机。
2.时钟电路:通过外部晶振或者RTC芯片来提供准确的时钟信号。
3.输入设备:使用按键作为输入设备,用于设置闹钟和定时功能;4.显示屏:选用合适的液晶显示屏,用于显示时间。
五、软件设计:1.系统初始化:设置时钟和计时器的相关参数,开启显示屏的显示功能。
2.时间显示功能:通过计时器中断,定时更新时间,并将时间值传递给液晶显示屏显示出来。
3.闹钟设置功能:通过按键输入设置闹钟时间,将设置好的闹钟时间存储到单片机中。
4.定时功能:通过按键输入设置定时时间,将设置好的定时时间存储到单片机中,当定时时间到达时,触发相应的动作,如报警等。
六、实验结果:本设计可以准确显示时间,并可以设置闹钟和定时功能。
当闹钟和定时时间到达时,会触发相应的动作,实现了基本要求。
毕业论文简易电子钟的制作硬件设计
简易电子钟的制作硬件设计序言单片机具有体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,故可以广泛应用于各个领域包括家庭生活必需品,对各行各业的产品更新换代起到了重要的推动作用。
而此次设计的简易电子钟就是一个很典型的例子电子钟在生活中非常有用,尤其是多路定时功能。
市场上有许多电子钟的专用芯片如:LM8363、LM8365等,但它们功能单一,电路连接复杂。
不便于制作。
用单片机配合计时软件,可制成功能任意的电子钟,而且可以做到硬件简单、成本低廉。
在本文中主要对软件进行阐述。
首先根据硬件的设计方案确定软件方案,然后对硬件作简要介绍后设计出总的流程图,其次根据总的流程图画出各部分的子流程图然后写出程序,再次对调试中所出现的问题进行分析并解决,最后对本次的设计结果进行分析,提出优点和不足之处,然后总结。
第1章绪论1.1电子钟的概述电子钟在生活中非常有用,尤其是多路定时功能。
市场上有许多电子钟的专用芯片如:LM8363、LM8365等,但它们功能单一,电路连接复杂。
不便于制作。
用单片机配合计时软件,可制成功能任意的电子钟,而且可以做到硬件简单、成本低廉。
1.2 数字钟的系统分析单片机的使用主要表现在以下三个方面:1、数字钟的结构简单,并且具备最小单片机系统的基本构成。
2、数字钟电路中使用了单片机系统中最为常用的输入输出设备:按键开关和数码管。
3、数字钟程序可以反映单片机系统中定时器和中断的用法。
单片机系统中的定时和中断是单片机最重要的资源,也是应用最为广泛的功能。
数字钟程序主要就是利用定时器和中断实现计时和显示功能。
按要求,本次的毕业设计要求完成的内容包括:1、时钟精度:±30秒/天。
2、可进行时、分、秒的调整。
3、采用六位数字显示。
4、具有报时功能。
添加的功能:数字钟闹铃功能。
上面所提到的技术指标的意义,主要包含了:1、定时器的使用:本设计中通过实现24小时时钟和秒表,充分说明了单片机定时器使用方法。
简易电子时钟设计单片机
简易电子时钟设计单片机
设计一个简易的电子时钟可以使用单片机实现。
以下是一个基本的设计方案,包括硬件和软件部分的实现。
硬件部分:
1.单片机选择:可以选择8051系列的单片机,如AT89C51或
AT89S52等。
2.时钟源:使用晶体振荡器作为时钟源,通常选择11.0592MHz。
3.显示器:选择合适的数码管或液晶显示器,用于显示时间。
4.键盘:选择合适的按钮或矩阵键盘,用于设置时间和功能选择。
5.蜂鸣器:可以选择一个蜂鸣器用于报时功能。
6.电源:选择适当的电源模块,例如稳压电源模块或直流电源。
软件部分:
1.初始化:设置片内RAM、定时器、IO端口等。
2.时间设置:通过按键输入设置时钟的小时和分钟,可以使用中断的方式进行按键扫描。
3.时间更新:使用定时器中断来更新时钟的显示,在中断处理程序中实现时间累加,包括秒数、分钟数和小时数。
4.时间显示:将时间显示在数码管或液晶显示器上,可以使用数码管驱动芯片或液晶显示驱动程序进行显示。
5.报时功能:当时钟显示到设置的时间时,触发蜂鸣器进行报时。
6.闹钟功能:设置一个闹钟时间,到达闹钟时间时触发蜂鸣器报警。
7.周期功能:设置一个周期,例如每天、每周等,当时钟显示到周期
时间时触发蜂鸣器报时或报警。
8.温度显示:如果有温度传感器,可以通过温度传感器测量室内温度,并在显示器上显示当前温度。
总结:
这只是一个基本的设计方案,你可以根据实际需求进行改进和扩展。
通过合适的单片机、显示器、键盘和蜂鸣器的选择,以及基于中断的软件
编程,你可以实现一个简易的电子时钟。
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简易电子钟的设计与仿真一、设计要求和电路原理1.1 设计要求1)可以准确地显示北京时间。
2)时间显示选择24小时模式。
3)选用AT89C52单片机,将编写的程序下载到该单片机中,并能使数码管显示。
4)采用Keil C51编译,Proteus软件进行仿真。
1.2 设计原理与思路利用单片机的定时与中断系统功能实现电子钟的计数和调时。
采用AT89C52定时中断方式实现24小时制时钟精确的计时。
通过外部的12M(11.0529M)Hz 晶振产生稳定的谐振,在AT89C52的内部定时器电路实现定时,当定时器溢出时产生中断,累计定时器的定时时间达一秒时,数码管的秒显示加1,判断数码管的秒显示达60时,秒显示自动清零,分显示加1,判断分显示达60时,分显示自动清零,时显示加1,判断时显示达24时,时显示自动清零。
从而实现 00:00:00—23:59:59 之间的任意时刻显示。
为了使时钟能够灵活的对时间进行调整、校对,通过增加外部的按键实现简单的复位、时调整、分调整的功能。
形成一个具有复位和校时功能的简易电子时钟。
二、电子时钟设计方案2.1电子钟设计的基本方法2.1.1电子钟实现计时的方法利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计时。
(1) 计数初值计算:把定时器T0设为工作方式2,产生0.25ms定时中断,计数溢出4000次即得时钟计时最小单位秒,而4000次计数可用软件方法实现。
假设使用T/C0,方式2,0.25ms定时,fosc=12MHz。
则初值a满足(256-a)×1/12MHz×12μs =250μsa=6 (6H)TH0=#6H; TL0=#6H(2) 采用中断方式进行溢出次数累计,计满4000次为秒计时(1秒);(3) 从秒到分和从分到时的计时是通过累加和数值比较实现。
2.1.2 电子钟的时间显示电子钟的时钟时间在8位数码管上进行显示,时、分、秒的显示值可以在单片机的内部RAM设置三个缓冲单元,30H、31H、32H分别存储时、分、秒的值。
显示如下表:表2.1 电子钟的时、分、秒显示2.1.3 电子钟的时间调整电子钟设置3个按键通过程序控制来完成电子钟的时间调整。
A键复位;按下A键,时钟显示初始值 12 00 00B键调整分;快速按下A键,分显示加1,当分显示为59,加1变成00C键调整时;快速按下B键,时显示加1,当时显示为23,加1变成002.2 芯片以及元件2.2.1 AT89C52简介AT89C52是51系列单片机的一个型号,它是ATMEL公司生产的,是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Fl ash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线。
主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。
RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。
VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。
P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义。
下面对相关的引脚作介绍:➢VCC:+5V电源。
➢VSS:接地。
➢P0口:P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口,也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路,对端口P0 写“1”时,可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8 位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash 编程时,P0 口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
➢P1 口:P1口是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口, P1 的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。
对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。
作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
➢P2 口:P2口是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。
对端口P2 写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
Flash 编程或校验时,P2亦接收高位地址和一些控制信号。
➢P3 口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。
P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。
对P3 口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此时,被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流(IIL)。
P3 口除了作为一般的I/O 口线外,更重要的用途是它的第二功能。
P3 口还接收一些用于Fl ash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
➢RST:复位输入。
当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
➢XTAL1:振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。
➢XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
AT89C52芯片的引脚图和芯片图如下:图2.1 AT89C52引脚图和芯片图2.2.2 八位动态显示数码管1) 数码管动态显示接口图图2.2 数码管的动态显示接口图图2.3 数码管实物图2)数码管的动态显示驱动数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。
在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。
2.3 电子钟模块化电路2.3.1电子钟的硬件设备模块电子钟的总体硬件模块电路有:晶振、手动复位、数码管显、和时间调整和单片机接口电路,如图2.4所示。
下面分别介绍个模块的设计。
图2.4 电子钟硬件模块2.3.2 时钟电路模块图2.5所示为时钟电路原理图,在AT89C52芯片内部有一个高增益反相放大器,其输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
而在芯片内部,XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容,从而构成一个稳定的自激振荡器。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后,才成为单片机的时钟脉冲信号。
图2.5 时钟电路2.3.3 复位电路模块单片机复位的条件是:必须使RST/VPD 或RST引(9)加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平。
例如,若时钟频率为12 MHz,每机器周期为1μs,则只需2μs以上时间的高电平,在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。
单片机常见的复位如图所示,这是一个微分型电路。
电路为上电复位电路,它是利用电容充电来实现的。
在接电瞬间,RST端的电位与VCC相同,随着充电电流的减少,RST的电位逐渐下降。
只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期,便能正常复位(由电容的通电时间计算得到,复位电阻的阻值在10—30pF)。
该电路除具有上电复位功能外,若要复位,只需按图中的RST键,此时电源VCC经电阻R1、R2分压,在RST端产生一个复位高电平。
图2.6 复位电路2.3.4 数码管显示电路模块系统采用动态显示方式,单片机AT89C52的P0口控制LED数码管的段选线,P2口控制数码管的位选线。
动态显示通常都是采用动态扫描的方法进行显示,即循环点亮每一个数码管,这样虽然在任何时刻都只有一位数码管被点亮,但由于人眼存在视觉残留效应,只要每位数码管间隔时间足够短,就可以给人以同时显示的感觉。
下图为共阴极8位数码管动态显示。
图2.7 数码管显示电路2.3.5 按键电路模块下图为按键模块电路原理图,A为复位键,B为时钟调控键,C为分钟调控键。
A、B、和C三个按键一路有上拉电阻连接高电平,另一路接入单片机的控制引脚P1.0,、P1.1、P1.2。
按钮断开时,控制引脚P1.0,、P1.1、P1.2均为高电平,当按下某一个按键时,控制引脚变为低电平,由程序控制其相应的作用。
图2.8 按键电路2.3.6 电子时钟系统的设计原理图结合所有的模块设计,综合得出电子钟系统的总体设计原理图如图2.9所示。
图2.9 电子钟原理图2.3.7 相关引脚和元件a)AT89C52单片机用到的引脚:P0口:用于控制数码管的段选P2口:用于控制数码管的位选P1口:P1口的P1.0,、P1.1、P1.2脚分别控制时钟的复位、分调整、时调整。
XTAL1、XTAL2:接晶振的脉冲输入RST:复位电路b)其他的元件和相关作用电阻R1—R11:上拉电阻,保护电路,起限流的作用电阻R12:复位电路的充电电阻8个8段数码管:1、2显示时,4、5显示分,7、8显示秒,3、6不显示。
电容C1、C2:晶振的微电容,单片机的脉冲周期产生晶振:12M,与电容构成晶振电路材料清单见附录1三、电子时钟的Protues仿真3.1 Protues软件概述Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件,是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具,是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
Protues软件具有其它EDA工具软件(例:multisim)的功能。
这些功能是:(1)原理布图(2)PCB自动或人工布线(3)SPICE电路仿真(4)互动的电路仿真,用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。