數字時鐘的設計與制作

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1、1數字時鐘的設計與制作1.1課程設計的目的與要求做一個基于AT89C51/89C52的簡易的單片機數字鐘。該數字鐘有兩個四連共陰極七段數碼管，顯示年、月、日/時、分、秒/學號/溫度并對其進行轉換。其顯示方式為：XX-XX-XX。具有校時功能，可以對小時和分單獨校對，對分校對的時候，停止向小時的進位。校時時鐘可以手動輸入或借用電路中的時鐘；實現秒表功能；省電狀態(tài)（不顯示）；可以24小時和12小時轉換。(1)課程設計要求①掌握AT89C51/89C52實驗開發(fā)系統(tǒng)中的實驗模塊原理，畫出電路原理圖;②綜合運用實驗模塊，用89C51/89C52開發(fā)設計具有一定功能的單片機控制系統(tǒng)，進行

2、軟、硬件設計及調試；③寫出完整的設計任務書：課題來源、類型、目的和意義、基本要求、完成時間、主要參考資料等。(2)課程設計目的①鞏固、加深和擴大單片機應用的知識面，提高綜合及靈活運用所學知識解決工業(yè)控制的能力；②培養(yǎng)針對課題需要，選擇和查閱有關手冊、圖表及文獻資料的自學能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調試的動手能力；③對課題設計方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設計的方法、內容及步驟；④掌握計數器、加法器、半導體數碼管顯示器與七段碼顯示譯碼器的使用。1.2方案的論證與選擇:(1)顯示器件的選擇：方案一：采用點陣顯示，可做成表盤顯示，但是點陣顯示成本較高，

3、同時所需資源也較多，控制比較繁瑣，編程較繁瑣。方案二：采用數碼管顯示，這種顯示方法比較直觀，也比較切合現實生活，而且對于電路的設計來說比較方便，節(jié)省了電路板的空間，使用三極管驅動后所需電壓也相對較低，穩(wěn)定性也相對較高，而且編程較簡單。方案三：使用點陣式LCD點陣液晶可以顯示多種字符及圖形，擁有友好的人機界面及強大的顯示功能。特別適用于智能控制的可編程人性化顯示。但是技術含量過高，實現非常復雜，需要完成大量的顯示工作，其功能也是最強大的。采用點陣式LCD，可以將用戶需求及時顯示出來，使用戶自定義輸入變得非常方便。但由于我們所設計系統(tǒng)無須如此復雜便可加以實現，而且考慮到市場價格問題

4、。權衡之后方案二作為顯示電路的實現。(2)顯示器件個數的選擇：方案一：十六個數碼管顯示，這樣可以把時鐘時間和日期分開顯示，直觀性很強，但是資源比較浪費。方案二：八個數碼管顯示，用按鍵實現對時鐘和日期的顯示，因為在實際生活中我們對日期顯示的需求并不在每時每刻，所以大可在需要時再顯示。這樣就減少了八個數碼管的占用空間和成本。綜上理論分析，擬選擇了第二種方案。(3)數碼管與單片機的接口選擇方案一：用HD74LS245P集成芯片連接,或者HD74LS244P三態(tài)八緩沖器/線驅動器/線接收器。其中245為雙向的，244為單向的。方案二：直接與端口連接，使得外圍電路直觀簡單，在編程序時也會

5、顯得簡單明了?；谏鲜隹紤]，擬采用方案一。（4）調試按鍵模塊方案一：使用鍵盤控制，它的效果比較直觀，能直接根據需要按鍵，直接得出所需的數值，而且對程序的要求也不需很大，但使用的按鈕量較多，占的空間也較大，而且實際實用性不強。方案二：采用獨立式按鍵電路，每個鍵單獨占有一根I/O接口線，每個I/O口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。缺點是當按鍵較多時占用單片機的I/O數目較多，優(yōu)點是電路設計簡單，且編程極其容易?？紤]到時鐘控制在實際使用時的資源量并不大，使用按鈕控制可以大大減少按鍵的使用量。綜上理論分析，由于該系統(tǒng)采用了常規(guī)鐘表式的校對方式，用鍵較少，系統(tǒng)資源足夠用

6、，擬選擇了第二種方案作為調時電路的實現。（5)、電源模塊方案一：電源部分直接采用直流穩(wěn)壓電源。這種方法直接方便。只要把程序下載在89S52芯片上，接上電源后，就可以進行調試以及維修了。但是，不利于編程。方案二：利用變壓器降壓后，利用7805即可以輸出5V的電壓。方案三：利用USB的連接，進行通信，USB口即可以提供5V的電壓。并且方便程序的編寫，以及修改，便于我們對C語言編寫單片機程序的學習。綜上，我們采用的是方案三1.1原理設計(一)基本原理利用單片機89S52作為本系統(tǒng)的中控模塊。電路設有七個按鍵，第一個鍵是時間、日期、學號、溫度之間切換（CHANG）開關；第二個為設置（S

7、ET）開關，能夠選擇調節(jié)時間、日期；第三個為“加”（UP）按鈕，能夠實現數字的累加，進行對時間和日期的校準；第四個為“減”(DOWN)按鈕，能夠實現數字的遞減，同樣對將時間和日期進行校準；第五個鍵是12—24小時制之間的切換（12--24）；第六個是省電模式（SAVE）開關，按下以后，數碼管全部不顯示，但是，其他控制模塊均正常工作；。電路程序取用單片機內部其中一個定時中斷系統(tǒng)作為基準秒頻，這樣能夠使CPU達到最大利用。功能調節(jié)時顯示電路仍然能夠達到同步顯示。由89S52、晶振、復位、電源所組