实验5 系统时钟源
数字电子时钟实验报告材料
华大计科学院 数字逻辑课程设计说明书 题目：多功能数字钟 专业：计算机科学与技术 班级：网络工程1班 姓名：刘群 学号： 1125111023 完成日期：2013-9
一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。 3.可以进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 1.数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率 1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路。图 1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图
⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24 进制计数器。 ⑶译码驱动电路 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。 ⑷数码管 数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED数码管。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路，并通过译码显示。在六位LED 七段显示起上显示
实时时钟设计实验报告
实验报告
源代码： #pragma sfr //使用特殊功能寄存器 #pragma EI //开中断 #pragma DI //关中断 #pragma access //使用绝对地址指令 #pragma interrupt INTTM000 Time //定义时间中断函数为Time #pragma interrupt INTKR OnKeyPress //定义按键中断为OnKeyPress #pragma interrupt INTP5 OnKeyOver //定义INT中断为OnKeyOver void Init_Led(); void InitKey_INTKR(); void Init_Lcd(); void Init_Inter(); void LightOneLed(unsigned char ucNum); void LightOff(); int Count_Day(int month); char i=0; //定义变量i,是切换时间的标志 int key=0; //定义key=0 int temp=1; //用于存放当前月的天数 int temp1=1; int second=0; //默认的秒second=0 int minute=0; //默认的分minute=0 int hour=12; //默认的时hour=12 int day=1; //默认的天day=1 int month=5; //默认的月month=5 int year=2014; //默认的年year=2014 int c_hour=1; //默认的闹钟时=1 int c_minute=1; //默认的闹钟分=1 int buffs[2]; //秒的数码显示缓存区 int buffm[2]; //分的数码显示缓存区 int buffh[2]; //时的数码显示缓存区 int buffday[2]; //天的数码显示缓存区 int buffmonth[2]; //月的数码显示缓存区 int buffyear[4]; //年的数码显示缓存区 int buffmd[4]; //月，天的数码显示缓存区 int buffhm[4]; //时，分的数码显示缓存区 int buffms[4]; //分，秒的数码显示缓存区 int buffch[2]; //闹钟时的数码显示缓存区 int buffcm[2]; //闹钟分的数码显示缓存区 unsigned char Que = 0; //INT中断中间变量 int LCD_num[10]={0X070d,0x0600,0x030e,0x070a,0x0603,0x050b,0x050f,0x0700,0x070f,0x070b};// 数字0~~9的显示码 unsigned char Scond; //…………………………延时函数1……………………// void Delay(int k){ i nt i,j; f or(i=0;i 咸阳师范学院物理与电子工程学院 课程设计报告 题目： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 完成日期：年月 目录 第一章概述 3 第二章数字电子钟的电路原理 4 第三章电路调试与制作11 第四章总结与体会12 第五章附录13 第一章概述 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,运运超过老式钟表, 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。 虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。 课程设计目的 （1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。 （2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。 （3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。 （4）提高实践动手能力。 第二章数字电子钟的电路原理 数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。 1．数码显示电路 译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。显示器件选用FTTL-655SB双阴极显示屏组。在计数电路输出信号的驱动下，显示出清晰的数字符号。 2．计数器电路 LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。 3．校时电路 数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，时基电路的误差会累积；又因外部环境对电路的影响，设计产品会产生走时误差的现象。所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。通过手动调节按键，达到校准的目的。 4．定时报警电路 当调好定时间后并按下开关K1（白色键），显示屏右下方有红点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。 芯片资料 LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。作为时钟，它准确醒目；作为控制开关，它动作无误；在1小时59分钟或59分钟内，能任意暂停，使用十分方便。 仔细观察从0-9的每个数字并比较图1所示的笔段。内部电路参看图2, LM8560各脚功能，参看图3。 嵌入式系统开发实验报告 实验四：实时时钟实验 班级：应电112 姓名：张志可 学号： 110415151 指导教师：李静 实验日期： 2013年9月25日 实验四：实时时钟实验 一、实验目的 1. 了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。 2. 掌握 S3C2410X 处理器的 RTC 模块程序设计方法。 二、实验设备 硬件：Embest ARM 教学实验系统，ULINK USB-JTAG 仿真器套件，PC 机。 软件：MDK 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。 三、实验原理 1. 实时时钟（RTC） 实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别是在各种嵌入式系统中用于记录事件发生的时间和相关信息，如通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度高的领域的无人值守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出，这些新品不仅具有准确的 RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和 A/D 数据采集通道等，已成为集 RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。 RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如 I2C、SPI、MICROWIRE 和CAN 等串行总线接口。这些串口由2～3 根线连接，分为同步和异步。 2. S3C2410X 实时时钟（RTC）单元 S3C2410X 实时时钟（RTC）单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC 发送8 位BCD 码数据到CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。RTC 单元时钟源由外部32.768KHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。 四、实验内容 学习和掌握 Embest ARM 教学实验平台中 RTC 模块的使用，编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置，以及使用 EMBEST ARM 教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日 目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般 嵌入式ARM实时时钟实验报告 实验二实时时钟实验1 实验目的(1) 了解实时时钟在嵌入式系统中的作用；(2) 掌握实时时钟的使用。 2 实验设备(1) S3C2410嵌入式开发板，JTAG仿真器。 (2) 软件：PC机操作系统Win98、Win2000或Windows XP，集成开发环境，仿真器驱动程序，超级终端通讯程序。 3 实验内容(1) 编程实现实时时钟功能，每秒显示实时时钟；(2) 编程实现实时时钟告警功能。 4 实验步骤(1) 参照模板工程，新建一个工程RTC，添加相应的文件，并修改RTC 的工程设置；(2) 创建并加入到工程RTC中；(3) 编写程序每秒钟读取时钟滴答；关键代码如下：old_index=led_index; Uart_Printf; While{ /*每隔1秒更新一次数据*/ if { rtc_get_data; old_index=led_index; /*实时时钟数据为BCD码格式,以16进制显示*/ Uart_Printf; } }; (4) 编写程序实现时间告警功能；关键代码如下; a．首先设置告警时间，如下例程设置每分钟的第5秒告警m_=0x05; rtc_alalm_set; 模式0x41表示使能RTC告警,以及使能秒时钟告警b．注册中断例程，打开中断install_isr_handlerrtc_int_isr）; rINTMSK=; c．中断服务例程中清除中断事件rI_ISPC=BIT_RTC; if *0x20000000=0x0f; else *0x20000000=0xff; alarm_count++; (5) 编译RTC；(6) 运行超级终端，选择正确的串口号，并将串口设置位：波特率、奇偶校验、数据位数和停止位数，无流控，打开串口；(7) 装载程序并运行，如果运行正确，在超级终端中将会显示如图所示内容。图运行结果 5 实验总结通过这次实验我进一步掌握了RTCCON控制 电子时钟实验报告 一、实验目的 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LED数码管显示的设计方法。二、设计任务及要求 利用实验平台上4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟，要求：1．在4位数码管上显示当前时间，显示格式为“时时分分”； 2．由LED闪动做秒显示； 3．利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发出音乐，按停止键使可使闹玲声停止。 三、工作原理及设计思路 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔5ms中断一次并当作一个计数，每中断一次计数加1，当计数200次时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示。 闹铃声由交流蜂鸣器产生，电路如右图，当P1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。 四、电路设计及描述 (1)硬件连接部分： 在ZKS-03单片机综合实验仪上有四位共阳LED数码管，其标号分别为LED1~LED4。为了节省MCU的I/O口，采用串行接口方式，它仅占用系统2个I/O 口，即P1.0口和P1.1口，一个用作数据线SDA，另一个用作时钟信号线CLK， 它们都通过跳线选择器JP1相连。 由于采用共阳LED数码管，它的阴极分别通过限流电阻R20~R27连接到控制KD_0~KD_Q7。这样控制8个发光二极管，就需要8个I/O口。但由于单片机的I/O口资源是有限的，因此常采用实验电路所示的串并转换电路来扩充系统资源。串并转换电路其实质是一个串入并处的移位寄存器，串行数据再同步移位脉冲CLK的作用下经串行数据线SDA把数据移位到KD_0~KD_Q7端，这样仅需2根线就可以分别控制8个发光二极管的亮灭。而P0口只能作地址/数据总线，P2口只能作地址总线高8位，P3.0、P3.1作为串行输入、输出接口，实验仪上单片机可用作I/O的口仅有：P1.0--P1.7，8位；P3.2、P3.3、P3.4、P3.5，4位。其中：P1.0用作数据线SDA，P1.1用作时钟信号CLK，所以P1.0和P1.1应该接对应跳线的A位，即跳线的中间和下面相连。P1.3、P1.4、P1.5和P1.6是四个数码管的位扫描线，其中P1.6对应数码管W1，显示小时高位；P1.5对应数码管W2，显示小时低位；P1.4对应数码管W3，显示分钟高位；P1.3对应数码管W4，显示分钟低位。P1.7连接蜂鸣器电路，输出不同频率的方波，使其发出不同的声音。P1.2用来控制秒的闪烁显示。故，P1.2也应该接对应跳线的A位。 其显示电路如下图所示： P3.2、P3.3、P3.4、P3.5分别连接单刀双掷开关S1、S2、S3、S4，从而输入高低电平。将S2S1定义为功能模式选择开关；S3定义为分钟数调整开关；S4定义为小时数调整开关。 当S2S1=00时，显示当前时间，不进行任何操作。 当S2S1=01时，显示当前时间，同时可进行时钟调整，若S3=1，分钟数持续加1，若S4=1，小时数持续加1。 上海电力学院 嵌入式软件开发基础实验报告 题目：【ARM】实时时钟实验 专业：电子科学与技术 年级： 姓名： 学号： 一、实验目的 1、了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。 2、掌握S3C44B0X 处理器的RTC 模块程序设计方法。 二、实验设备 1、硬件：Embest EduKit-III 实验平台，Embest ARM 标准/增强型仿真器套件，PC 机。 2、软件：Embest IDE Pro ARM 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。 三、实验内容 学习和掌握 Embest EduKit-III 实验平台中RTC 模块的使用，进行以下操作： 1、编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置。 2、使用EMBEST ARM 教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。 四、实验原理 1. 实时时钟（RTC） 实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别是在各种嵌入式系统中用于记录事件发生的时间和相关信息，如通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度高的领域的无人值守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出，这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A/D 数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。 RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如I2C、SPI、MICROWIRE和CAN 等串行总线接口。这些串口由2～3 根线连接，分为同步和异步。 2. S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元 S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC 发送8 位BCD 码数据到CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。RTC 单元时钟源由外部32.768KHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。 S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元特性： BCD 数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份 1、闹钟（报警）功能：产生定时中断或激活系统 2、自动计算闰年 3、无2000 年问题 4、独立的电源输入 5、支持毫秒级时间片中断，为RTOS 提供时间基准 读/写寄存器 访问 RTC 模块的寄存器，首先要设RTCCON 的bit0 为1。CPU 通过读取RTC 模块中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON 和 BCDYEAR 的值，得到当前的相应时间值。然而，由于多个寄存器依次读出，所以有可能产生错误。比如：用户依次读取年（1989）、月（12）、日（31）、时（23）、分（59）、秒（59）。当秒数为1 到59 时，没有任何问题，但是，当秒数为0 时，当前时间和日期就变成了1990 年1 月1 日0 时0 分。这种情况下（秒数为0），用户应该重新读取年份到分钟的值（参考程序设计）。 姓名学号 时间 2013.1.9 实验题目电子数字钟 一、实验目的与要求 1.电子数字钟必须具有显示年、月、日和显示时、分、秒的功能。（用LCD显示）。 2.具有按键时间校正功能。 3.具备设定闹钟和定时闹钟功能。 二、实验环境（硬件环境、软件环境） 1.硬件环境：单片机开发板一个，计算机一台，单片机主机电源线及与计算机的连接线各一条。 2.软件环境：软件Keil C51和软件Flash Magic。 三、实验电路（P2口输入、P1口输出实验原理图） 本次实验主要使用了开发板的4个板块，分别是单片机STC89C52（如图2所示）、矩阵键盘（如图2所示）、1206LCD显示器和蜂鸣器（如图3所示）。其中单片机芯片通过P0口把总线和矩阵键盘连接；通过P2.2和蜂鸣器间接相连，因为蜂鸣器所在的电路已经连芯片ULN2003，因此用一根杜邦线把P2.2和芯片ULN2003的第一个输入口IN1连起来。而键盘 显示这一块，由于内部已经把键盘显示的电路和单片机芯片连接起来了， 所以不需要借助杜邦线了。图1为实物连线图。 图1 实物连线图 图2 单片机机座和矩阵键盘 图3 蜂鸣器和1602液晶显示器 四、程序流程图 主要算法：主函数中先定时中断初始化，利用定时器中断实现走时，调用LCD显示程序和按键处理子函数，再调用显示时间函数显示初始时间值。同时，在主函数中判断当前的小时和分钟值是否等于闹钟设定的时间，若等于则让蜂鸣器响。主函数算法的框图如图4所示。 按键处理函数算法:通过键盘扫描函数得到确定哪个键盘按下，得到键盘值，如果键0按下则暂停时钟走时；键1按下则在当前的光标所在的时间单元加1；键2按下则开闹钟；键3按下则实现当前的时间单元左移一位的功能；键4按下则在当前的光标所在的时间单元减1。 时间的年月日算法：通过定时器实现时钟的走时，秒满60，分钟加1；分满60，小时加1；小时满24，日加1；至于每个月的天数根据闰年和非闰年的表格确定当月天数。 电子时钟实验报告 一、实验目的 学习8051定时器时间计时处理、按键扫描及LED数码管显示的设计方法。 二、设计任务及要求 利用实验平台上4个LED数码管，设计带有闹铃功能的数字时钟，要求： 1．在4位数码管上显示当前时间，显示格式为“时时分分”； 2．由LED闪动做秒显示； 3．利用按键可对时间及闹玲进行设置，并可显示闹玲时间。当闹玲时间到蜂鸣器发出音乐，按停止键使可使闹玲声停止。 三、工作原理及设计思路 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔5ms中断一次并当作一个计数，每中断一次计数加1，当计数200次时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min钟到了，再判断是否1h到了。为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED显示。 闹铃声由交流蜂鸣器产生，电路如右图，当P1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。 四、电路设计及描述 (1) 硬件连接部分： 在ZKS-03单片机综合实验仪上有四位共阳LED数码管，其标号分别为LED1~LED4。 为了节省MCU的I/O口，采用串行接口方式，它仅占用系统2个I/O口，即P1.0口和P1.1口，一个用作数据线SDA，另一个用作时钟信号线CLK，它们都通过跳线选择器JP1相连。 由于采用共阳LED数码管，它的阴极分别通过限流电阻R20~R27连接到控制KD_0~KD_Q7。这样控制8个发光二极管，就需要8个I/O口。但由于单片机的I/O口资源是有限的，因此常采用实验电路所示的串并转换电路来扩充系统资源。串并转换电路其实质是一个串入并处的移位寄存器，串行数据再同步移位脉冲CLK的作用下经串行数据线SDA把数据移位到KD_0~KD_Q7端，这样仅需2根线就可以分别控制8个 单片机电子时钟课程设 计实验报告 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】 《单片机原理与应用》课程设计 总结报告 题目：单片机电子时钟（带秒表）的设计 设计人员：张保江江润洲 学号： 班级：自动化1211 指导老师：阮海容 目录 1.题目与主要功能要求 (2) 2.整体设计框图及整机概述 (3) 3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3) 4.软件流程图和流程说明 (4) 5.总结设计及调试的体会 (10) 附录 1.图一：系统电路原理图 (11) 2.图二：系统电路 PCB (12) 3.表一：元器件清单 (13) 4.时钟程序源码 (14) 题目：单片机电子时钟的设计与实现 课程设计的目的和意义 课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。 课程设计的基本任务 利用89C51单片机最小系统，综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识，设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。 主要功能要求 最基本要求 1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。要求具有6位LED显示、3个按键输入。 2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真（注意位驱动应能提供足够的电流）。 3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。开始计时时为000000，到235959后又变成000000。 4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。每按一次键，对应的显示值便加1。分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。 5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法，也不得使用其他时钟芯片。 6）设计八段数码管显示电路并编写驱动程序，输入并调试拆字程序和数码显示程序。7）掌握硬件和软件联合调试的方法。 8）完成系统硬件电路的设计和制作。 9）完成系统程序的设计。 10）完成整个系统的设计、调试和制作。 一、设计题目 多功能数字电子钟 二、设计目的 1、掌握数字电路中计数、分频、译码、显示及时钟脉冲振荡器等组合逻辑电路与时序逻辑电路的综合应用。 2、掌握多功能数字钟电路设计方法、装调技术及数字钟的扩展应用。 三、设计内容及要求 1、基本要求 a)准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间； b)小时以24进制，分和秒为60进制； c)具有校时电路 2、设计数字钟的整体电路并画出电路图 3、组装、调试单元电路及整体电路 四、设计过程 1、查阅资料，了解数字钟电路的基本原理并画出原理框图 数字钟电路系统主要由主体电路和扩展电路两大部分组成，其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路与校时电路五大部分组成数字钟的整体电路。其中计时电路即为时间的计时，校时电路主要是在时间不准确时调节时间到准确的时间点上。系统组成原理框图如下图1.1所示。 图1.1 数字电子钟原理框图 由以上的原理图可知，本电路主要由振荡器和分频器产生1HZ（即1秒）的秒脉冲，用秒脉冲驱动计数器开始计时。因为每分钟60秒，每小时60分钟，所以应该有24进制的“时计数器”、60进制的“分计数器”、60进制的“秒计数器”。当“秒计数器”计数到59后，下一个脉冲到达时“分计数器”就进1，“分计数器”计数到59后，再来一个脉冲“时计数器”就进1。把秒计数器的输出进行译码、显示时钟秒。分计数器的输出经译码、显示时钟分。时计数器的输出经译码、显示时钟时。例如，当计时到20:59:59时，再来一个脉冲后，就会显示21:00:00。 60进制计数器 其中，“秒”和“分”的计数器都是60进制计数器，由一级十进制计数器和一级六进制计数器级联组成。十进制计数器的复位方法我们平常已经熟悉了（即用74LS90组成：其中R0(1)=R0(2)=R1(1)=R1(2)=0），6进制计数器的复位方法是：当CP输入端输入第六个脉冲时，它的四个触发器输出的状态为“0110”，这时QbQc均为高电平“1”。将它们相“与”（用两级“与非”门，保证复位信号为高电平）后，送到计数器的清除端Cr，使计数器复“0”，从而实现60进制计数。原理图见图1.2。 图1.2 60进制计数器 24进制计数器 24进制计数器由两级十进制计数器级联、“与非门”和“非门”共同组成。原理为：当“时”计数器个位输入端CP脉冲到来第十个触发脉冲时，“时”的个位计数器复“0”，并向“时”的十位进位，在第24个触发脉冲到来时，“时”的个位计数器的四级触发器状态为“0100”，而“时”的十位计数器的状态为“0010”，这时“时”的个位计数器的Qc和“时”的十位计数器的Qb输出为“1”，把它们相“与”经两级反相器反相后，送到“时”计数器的清除端Cr，使计数器复“0”。使计数器复“0”。从而实现了24进制计数。原理图如图1.3所示。 图1.3 24进制计数器 单片机 数字时钟设计 实训报告 系别 专业 姓名 学号 摘要 单片机是把中央处理器CPU,随即存取存储器RAM,只读存储器ROM,定时器/计数器以及输入/输出即I/O接口电路等主要计算机部件，集成在一块集成电路上的微机。虽然只是一个芯片，但从组成和功能上来看，已具备微型系统的属性。单片机的发展经历了4个阶段，其向着低功耗CMOS化，微型单片化，主流与多品种共存的方向发展。单片机在工业自动化，仪器仪表，家用电器，信息和通讯产品及军事方面得到了广泛应用。另外，其发展前景不错。 本次实训以设计制作数字时钟为例，来加深我们对单片机特性和功能的了解，加强我们的编程思想。为今后从事单片机程序产品的开发，打下了良好的理论与实践基础。理论服务于实践，将知识转化为能力，也是本次试训的另一个重要目的。 目录 一、整体设计方案 (3) 1. 方案设计要求 (3) 2. 方案设计与论证 (3) 3. 整体设计框图 (4) 二、数字时钟的硬件设计 (4) 1. 最小系统设计 (4) 2. LED显示电路 (8) 3. 键盘控制电路 (9) 4. 数字时钟的原理图 (10) 三、数字时钟的软件设计 (11) 1. 系统软件设计流程图 (11) 2. 数字时钟主程序 (14) 四、调试与仿真 (18) 1. 数字时钟系统PROTUES仿真 (18) 2. 软件与硬件调试 (19) 3. 系统性能测试与功能说明 (19) 4. 出现问题及解决 (19) 五、实验结论 (20) 六、心得体会 (21) 附录：1.原器件清单 (22) 2.参考文献 (22) 一、整体方案设计 1. 方案设计要求 设计制作一个数字时钟，要求能实现基本走时，并以数字形式显示时、分、秒；采用24小时制；能校时、校分、校秒；也可以添加其他功能. 2. 方案设计与论证 方案一： 采用各种纯数字芯片实现数字时钟的设计。优点：各个模块功能清晰，电路易于理解实现。缺点：各个模块功能已定不能进行智能化调整，整体电路太庞大。 方案二： 采用 FPGA模块用硬件语言实现功能。优点：运算速度快，走时精度高，算法简单。缺点：成本高，大材小用。 方案三： 采用单片机最小系统实现功能。优点：电路简单，能通过程序进行随机调整并扩展功能，成本低，易于实现。缺点：走时有一定的误差。 经过综合考虑成本问题以及他人接受程度，选择第三种方案实现设计要求。 一、实验要求 1、用vhdl编程，实现10进制计数器 2、用vhdl编程，实现60进制计数器 3、用vhdl编程，实现数字时钟，时、分、秒、毫秒分别显示在数码管上。 4、实现可调数字时钟的程序设计，用按键实现时、分、秒、毫秒的调整。 二、实验原理 用VHDL，行为级描述语言实现实验要求。思路如下： 1、分频部分：由50MHZ分频实现1ms的技术，需要对50MHZ采取500000分 频。 2、计数部分：采用低级影响高级的想法，类似进位加1的思路。对8个寄存器进 行计数，同步数码管输出。 3、数码管输出部分：用一个拨码开关控制显示，当sw0=0时，四位数码管显示 秒、毫秒的计数。当sw0=1时，四位数码管显示时、分得计数。 4、调整部分：分别用四个按键控制时、分、秒、毫秒的数值。先由一个开关控制 计数暂停，然后，当按键按下一次，对应的数码管相对之前的数值加1,，通过按键实现时间控制，最后开关控制恢复计数，完成时间调整。 5、整个实现过程由一个文件实现。 三、实验过程 各个引脚说明： Clk:50MHZ SW:数码管切换，SW=’0’时，数码管显示为秒，毫秒。SW=’1’时，数码管显示为时，分。 SW1:暂停与启动。SW1=’0’时，时钟启动，SW=’1’时，时钟暂停。 SW2:时钟调整接通按钮，当SW2=’0’时，不进行调整，当SW=’1’时，通过按键调整时间。 KEY0：毫秒调整，按一次实现+1功能 KEY1：秒调整，按一次实现+1功能 KEY2：分调整，按一次实现+1功能 KEY3：时调整，按一次实现+1功能 Q0;第一个数码管 Q1; 第二个数码管 Q2: 第三个数码管 Q3: 第四个数码管 1、源代码如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity paobiao is port(clk,sw,key0,key1,key2,key3,sw1,sw2:in std_logic; q0:out std_logic_vector(6 downto 0); q1:out std_logic_vector(6 downto 0); q2:out std_logic_vector(6 downto 0); q3:out std_logic_vector(6 downto 0)); end paobiao; architecture behave of paobiao is signal cntt1 :integer range 0 to 10; signal cntt2 :integer range 0 to 10; signal cntt3 :integer range 0 to 10; signal cntt4 :integer range 0 to 6; signal cntt5 :integer range 0 to 10; signal cntt6 :integer range 0 to 10; signal cntt7 :integer range 0 to 10; signal cntt8 :integer range 0 to 6; 微机原理（单片机）课程设计总结报告 项目名称：电子钟 一、设计任务电子钟 上位机：完成界面设计与通讯程序（1）能够显示当前时间 3个闹钟时间、复位（2）能够设置时间、至少）能够调用已有的曲子作为闹铃（3 （4）可以对串口进行设置下位机：完成电路设计与控制程序显示当前时间和最近一次闹钟时间LCD）1（． （2）按键进行时间调整，按键1控制小时，按键2控制分钟，按键3控制秒，按键4时间调整和闹钟设置切换，按键5复位 （3）能够播放上位机下传的曲子 （4）通过串口与上位机通讯 二、总体方案： 电子钟总体框图如图1所示。 图1 电子钟总体功能模块图 图中，控制器采用单片机89C52，通过编程来控制系统整体的设置和运行；按键扫描模块利用单片机本身的6个按键中的前5个，通过编写程序来实现任务设计中的按键要求；闹钟模块则通过改变蜂鸣器高低电平状态持续时间的长短来实现不同的响铃；输入输出模块则配合按键扫描模块来对电子钟时钟和闹钟进行初始的时间设定及修改；上位机模块则通过串口实现上下位机之间的通信。 三、硬件设计： 首先，为了完成本次设计任务，我们需要认识89C52的组成结构。它是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，采用ATMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。89C52内置8位中央处理单元、512字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。RAM统维持其功能。掉电模式下，保存． 其次，为了显示时钟和闹钟，需要了解LCD1602的工作原理。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。1602LCD 是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。 最后，作为单片机的常识，我们应该了解单片机的最小系统。单片机的最小系统是指单片机能正常工作所必须的基本电路，主要有单片机、复位电路、晶振电路构成，如果采用的是不带内部ROM的单片机，还需要有外部ROM扩展电路。 四、软件设计： 下位机： 期末大作业课程设计实验报告设计题目：基于VHDL电子钟的设计 目录 一、概述 (3) 1.1目的 (3) 1.2课程设计的要求和功能 (3) 二、总结 (3) 2.1课程设计进行过程及步骤 (3) 2.2所遇到的问题，如何解决问题 (15) 2.3体会收获以及建议 (15) 3.4参考资料（书，网络资料） (15) 三、教师评语 (16) 四、成绩 (16) 一、概述 1.1目的 1. 基于CPLD系统模块板，设计一个电子钟。来熟悉CPLD的工作原理以及 对VHDL的使用。 2. 通过设计出一个电子钟具有校时功能，来巩固分频，键盘扫描，计数，动 态扫描等知识内容。 1.2课程设计的要求和功能 设计一个电子钟，能进行正常的时分秒计时功能，分别有六个数码管显示24小时，60分钟，60秒的计数器显示。 利用实验箱系统上的按键实现“校时”、“校分”功能： （1）按下“SA”键时，计时器快速递增，按24小时循环，进行时校正； （2）按下“SB”键时，计分器快速递增，按60分循环，进行分校正 （3）按下“SC”键时，秒清零，进行秒校正； 二、总结 2.1课程设计进行及步骤 1．设计提示 系统框图见下 2．系统结构设计描述（1）系统顶层文件 1.顶层原理图见下 2.各个模块的解释 （1）五个输入量clk50MHz,SA,SB,SC,reset： 其中clk50MHz为总体系统提供时钟，并且经过分频来分别对电子 钟模块提供时钟，产生一秒一秒的进位信号，对显示模块的计数器 提供时钟实现显示模块的扫描功能，对按键去抖动提供时钟，实现 键盘扫描的功能。SA,SB,SC用来控制按键，实现按键控制，SA是 实现“时”加一，SB是实现“分”加一，SC是实现“秒”清零。 Reset是来控制按键功能的使能。 （2）按键功能模块 三个输入chos ,date0,date1的功能是：chos接受来自按键的信号， 若按键按下，则将date0的内容，也就是通过按键产生的脉冲来控 制电子钟进行加一，若按键没有按下，则将“秒”分频信号接入电 子钟的clk计数输入端，通过时钟脉冲来控制电子钟。 （3）电子钟计数模块 有5个输入ci,nreset,load,clk,d[7..0]，作用分别是ci是使能端，直 接接高电位，nreset是复位，load和d[7..0]是用来置数的，clk提供 计数时钟，也就是一秒一个脉冲。 输出端有三个，co是进位功能，只有“秒”和“分”模块有效， qh[3..0],ql[3..0]是分位的数字输出端，一个是十位，一个是个位。 电子课程设计 题目:数字时钟 数字时钟设计实验报告 一、设计要求: 设计一个24小时制的数字时钟。 要求:计时、显示精度到秒;有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 发挥:增加闹钟功能。 二、设计方案: 由秒时钟信号发生器、计时电路与校时电路构成电路。 秒时钟信号发生器可由振荡器与分频器构成。 计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时与分计时;24进制计数器完成时计时;采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 三、电路框图: 图一 数字时钟电路框图 四、电路原理图: (一)秒脉冲信号发生器 秒脉冲信号发生器就是数字电子钟的核心部分,它的精度与稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。 ? 振荡器: 通常用555定时器与RC 构成的多谐振荡器,经过调整输出1000Hz 脉冲。 ? 分频器: 分频器功能主要有两个,一就是产生标准秒脉冲信号,一就是提供功能 扩展电路所需要的信号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz 标准秒脉冲。其电路图如下: 译码器 译码器 译码器 时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制) 校 时 电 路 秒信号发生器 图二秒脉冲信号发生器 (二)秒、分、时计时器电路设计 秒、分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器。 ?60进制——秒计数器 秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计:利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数与进位功能。利用74LS161与74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位。其电路图如下: 图三60进制--秒计数电路 ?60进制——分计数电路 分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计:来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0数字电子钟实验报告
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