多功能数字钟实验报告

1、电子系统设计创新实验报告题目 多功能数字钟的设计 学生姓名 严娅 叶帅 殷玉杰 学生学号 101234153 101234158 101234161 专业名称 电子信息工程 指导教师 肖 永 军 2012年12月18 日设计要求： 1. 设计一个数字钟，要求准确计时，以数字形式显示时、分的时间。2.小时的计时要求12进制（要另加电路指示上午还是下午）或24进制，分要求为60进制。3.具有时间校正功能。4.扩展具有秒显示和秒校时功能。摘 要数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广发应用于家庭及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采

2、用了先进的石英技术，使得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等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟的设计，因此进行数字的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。1、 系统总体设计 本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED数码显示器等），再配以相应的软件，达到制作简易数字钟的目的。硬件部分采用了单片机原理实验室的实验箱进行合理接线

3、调试；软件部分通过keil进行了C程序的修改编译，protues软件仿真等。最终在实验箱上实现了与仿真结果相同的实际效果。2、 系统硬件设计（1）系统的复位电路任何含有计算机的系统，在启动运行时都需要复位，在外界的干扰下出现程序跑飞或者进入死循环的状况时，需要人为低进行复位操作，恢复正常状态。因此，手动复位是微机子系统的一个基本功能要求。复位电路如下图1所示： 该复位电路由R1和开关K组成，当开关K断开时，单片机RST端则为高电平，而当开关K1闭合时，RST端接地，变为低电平，此时单片机复位。（2） 时钟电路单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制

4、下严格地按时序进行工作。时钟电路即是用于产生单片机工作所需要的时钟信号。图2 时钟电路（3） 数码管显示电路 采用6位数码管显示时间数值，第一二位为小时位，第三四位为分钟位，第五六位为秒数位，小时显示为24小时制，分钟和秒数位都为60秒数值。考虑采用动态显示部分，用P0口作为数码管数据（段选），P2口作为数码管控制（位选）。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，这样虽然在任意时刻都只有一位数码管被点亮，但由于人眼存在视觉暂留效应，只要每位数码管间隔时间足够短，就可以给人以通俗显示的感觉。图3 时间显示数码管（4）时间校对按键模块本次设计的简易数字钟具备时、分、秒的

5、调整功能。故接入3个简单的时间校对按键K2、K3、K4以及一个暂停时间的按键K1。当按下K1时，可暂停当前的时间，再度按下K1时刻继续行走当前的时间。按下K2可调整秒数显示，按下一次数字加1，到59时变为0。K3为分钟显示校对，按下一次数字加1，到59时变为0。K4为小时显示校对，按下一次数字加1，到59时变为0。图4 时间校对按键（5）报警电路 该电路模块采用三极管组成的蜂鸣器驱动电路即可满足发声需求，电路由蜂鸣器、三极管、电阻R6组成。利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使喇叭发出不同的声音。图5 报警电路3、 系统软件设计整个系统工作的流程图如下图

6、所示：系统上电初始化，初始状态显示时间为00:00:001. 设定时间数字值，单片机进行转换处理。2. 时间小时位、分钟位、秒数位可通过K2、K3、K4进行调整，当分钟和秒数达到59时，再按下校对键则变为0，并进一位，小时位数达到23时，在按下小时校对键则变为0。3. 当按下时间校对按键时，蜂鸣器响起。整时时蜂鸣器响起报时。四、系统测试及仿真在protues软件中绘制系统原理图，如下图所示：进入仿真元件proteus后，将程序下载到单片机，连接好电源后运行，则6位数码管显示初始值数字钟的初始时间零时。该数字钟基本功能：使用单片机的定时/计数器实现数字中的定时计数功能，秒计60次成分，分计60次

7、成小时，小时计24次则计满一天。本设计LED显示部分采用动态显示，其中2个LED显示器显示秒，2个LED显示器显示分钟，2个LED显示器显示小时。实验仿真图如图1所示。开始进行仿真，当仿真开始数字钟进入初始化状态，时间显示为零时，当按下复位键K时，数字钟的显示状态回到此状态。此图显示为仿真上电的初始化状态。图1 程序仿真图实验仿真效果图如下图2所示。此图显示为时间显示的状态，当按下暂停键K1时，可将当前时间暂停，开始进行时间校对。图2 程序仿真图实验仿真效果图如下图3所示。此图显示为时间校对状态。当按下小时校对键K4时，小时显示数值加1，当到23时，再次按下，则归零；当按下分钟校对键K3时，分钟位显示数值加1，当到59时，再次按下，则归零进一位；当按下秒钟位校对键K2时，分钟位显示数值