多功能数字电子表_总结报告

电子技术综合设计

总结报告

姓名：王功臣、刘聪学号：04101686、04101680 专业与班级：电气工程与自动化10-7班

设计题目：多功能数字电子表

时间： 2011 ～ 2012 学年第（1）学期

指导教师：成绩：日期：

绪论：

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/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。随着单片机的不断发展，现已应用领域十分广泛。。

本文介绍的多功能数字电子钟的控制核心是单片机（STC89C52），以单片机内部定时计数器在计数满1s时产生一次中断，从而计数变量增加1，采用蜂鸣器、数码管显示器、语音报时电路以及其他电路构成。实现了时间显示、电子日历、时间预置、秒表、倒计时、闹铃、语音报时和复位等功能；

通过对多功能时钟的设计，加深对单片机的理解，熟悉了单片机的内部硬件资源，掌握单片机的编程方法，学会对单片机各部分硬件资源的控制方法。此外，还要学会怎么利用所学单片机知识独立设计系统的能力，达到学于致用的目的，要学会发创设计编程思想，要学会开发系统的一般过程，并不断创新.

一课题任务

名称：多功能数字电子表

基本要求：计时功能：显示时、分、秒，定闹功能，秒表功能，倒计时功能。提高要求：增加“语音报时”功能，增加“电子日历”功能。

二方案比较与选择

方案一：

采用中规模集成电路，由电容、电阻、ＣＭＯＳ非门、晶体组成震荡电路提供一个频率稳定的方波信号，分频器电路将高频方波信号经若干次分频后得到1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数，秒位、分位、时位计数器分别为60、60、24进制计数器，译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

整点报时、校时等功能也可以通过与非门组成的逻辑电路来实现。

方案二：

采用单片机内部定时计数器中断，控制计数变量，将计数变量通过单片机引脚送至总线驱动，为数码管提供足够的电流，通过程序控制每位数码管，实现动态显示。通过7个按键来实现时间预置、秒表、倒计时、闹钟设置、复位的功能。在没有中断，没有按键按下的时候，单片机循环执行显示程序，当中断发生时、有按键按下时，单片机进入相应的子程序执行。语音报时电路采用isd1420语音芯片，用麦克风录下人声，单片机控制语音芯片在适当的时候通过喇叭播放事先录好的声音。附加功能都可以通过单片机程序来实现。

方案比较：

方案一重要用逻辑电路来实现，需要的芯片较多，集成化低，功能越多，硬件电路越复杂，需要的芯片比较多，成本也较高，故障率高，而且技术相对落后。方案二采用单片机控制，可以方便地控制外围的器件，所有的功能都可以通过编程来实现，实现的功能也更加丰富，需要的芯片数少，

电路相对简单。综合比较两种方案，本设计决定采用方案二。

三电路设计

3.1系统总体框图

3.2 各部分电路设计

3.2.1 复位电路

在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。电路图如图。

3.2.2 时钟电路

时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。

电路中的C1、C2的选择在30PF左右，但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。晶振频率为在1.2MHZ～12MHZ之间，频率越高单片机的速度就越快，但对存储器速度要求就高。为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO 电容，采用的晶振频率为12MHZ。本次系统的时钟电路设计如图。

3.2.3数码管显示电路

用六个共阳极7段数码管动态扫描显示时间变量，单片机P3口和P0口分别给数码管送位码和字型码，由于P0口没有内置上拉电阻，它输出不了高电平，所以要先给P0口加上上拉电阻。由于数码管输出电流比较小，由P3经过总线驱动器74ls573(或245)给需要显示的数码管的阳极高电平，为数码管提供足够的电流，这样相应的数码管就会点亮，延时一段时间接着显示下一位，循环显示。

数码管管压降3.5v左右静态显示时工作电流大约5mA，动态显示时工作电流大约20mA，这里动态显示六个数码管，电流取30mA，所以，流过数码管的的限流电阻计算为：R=（5v-3.5v）/0.03A=50欧姆。

3.2.4语音芯片电路

采用ISD1420语音芯片，它是美国ISD公司出品的优质单片语音录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。使用方便的单片录放系统,外部元件少，信息可保存100年,可反复录放10万次。

录音端/REC和下降沿触发放音端/PLAYE分别接开关，用于手动录放音测试。按下开关，此端为低电平，开始录音或放音。此外，录音端口/REC还接到了三极管的集电极，三极管的基极由单片机的P1.0口控制，用于软件控制录音，每当P1.0为高电平时，按照事先设定好的录音时间和存放地址开始录音。三极管的发射极接了一个led，用于提示录音（录音期间led亮，录音结束led灭），集