基于STC89C52多功能电子时钟系统开题报告

JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 《电子系统综合训练》开题报告

题目多功能电子时钟系统设计与实现

学院电气信息工程学院

设计地点 60-518 姓名 xxxx 学号 xxxxx

专业电子信息工程班级 xxxxx 指导教师薛波俞洋

2013 年 09 月02日

《电子系统综合训练》开题报告

多功能电子时钟系统设计与实现

一、课题的意义和目的

为了记录时间,古人发明了文字；为了区分一天中的不同阶段，古人有发明了沙漏等工具。而在快节奏的当今社会，时间更是一个很重要的工具，为了更高效率的完成工作，为了社会的进步与发展，时间更是尤为重要。

集成电路制造技术的快速发展，一方面促进了相应设计技术的发展，另一方面也对设计技术提出了更高的要求。而电子时钟是利用电子技术构成时钟功能的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的寿命，因此现在越来越得到广泛的使用。现在的电子时钟具有显示、校准、闹钟这些传统机械时钟所具有的功能，另外还具有正点音乐报时、温湿度测量、秒表等新的功能，更加的使用并且生活化。

本次实训便是制作电子钟，让我们更加清楚的了解电子钟的功能。

二、主要设计（研究）内容

1.系统具有3种工作模式状态（正常时钟显示模式、系统校准模式、秒表计

时模式）；系统所有功能，均能够通过上位PC机对其操作修改与实时动态显示。（PC主机端可利用高级语言进行人机界面设计）

2.在正常时钟显示模式时，时钟具有显示年、月、日、时、分、秒的功能。

3.在正常时钟显示模式时，系统具有整点报时的功能，在离整点前10秒时，

自动发出鸣叫声，步长1秒，每间隔1秒鸣叫一次，前4响是低音，后1响为高音，共鸣叫5次，最后1响结束时为整点，高音频率为1KHz。

4.在系统校准模式时，系统具有快速校准时间的功能。

5.在秒表计时模式时，可兼做比赛时间记录表。秒表记时的精度为0.1秒，

由3个键分别控制秒表的启动、清零、记录功能，可连续记录3组时间，并能够显示记录时间。系统显示器采用LCD液晶显示器1602或其它显示器件，并采用键盘对相关数据进行设置与操作。

6. 在正常时钟模式下，具有定时报警功能，可任意设置定时时间进行报警。

即当前时间与设定定时时间相一致时，输出报警信号。

三、设计（研究）方案

（一）系统方案设计

方案一：

用单片机为核心完成多功能电子时钟的各种功能，由时钟芯片来提供及时方式，再通过蜂鸣器报时，通过键盘来定时，修改时间，实现秒表的启停和存储，通过显示器来显示时间。示意框图如图1所示。

图1 由单片机构成的多功能电子时钟框图

方案二：

以FPGA 为核心来实现多功能电子时钟的功能，以模块化，自上而下的方式来编写程序，然后由时钟芯片来提供及时方式，再通过蜂鸣器报时，闹钟，通过键盘来定时，修改时间，实现秒表的启停和存储，通过显示器来显示时间。示意框图如图2所示。

图2 由FPGA 构成的多功能电子时钟框图

方案三：

使用常见的芯片和器件搭建电源电路模块，计数模块，显示模块，信号源模块，校准模块和报警模块，然后将所有模块整合起来，进行整体调试以获得所要求的电路。示意框图如图3所示。

图3由电路模块构成的多功能电子时钟框图

（二）方案的比较与论证

以上三个方案都可以实现多功能电子时钟的功能要求。

其中方案一灵活性大，便于修改，成本低，但是经常会有死机情况，重启会复位，需要重新设置时间。

方案二使用的是模块化的编写方法，外围电路要求较简单，不会因为掉电后重启就需要重置信息，但是成本高，固化后难以修改。

方案三设计需要整理的材料包括各种计数器芯片、实现与、或、非等各种基础逻辑运算所需的芯片、7段数码管、LED点阵、各种可能使用到的开关、7805芯片、变压器、整流桥、电阻、电容、蜂鸣器等。电路较为繁琐，不易大批量生产且调试起来很困难。

所以相比较而言，选择成本较低的，便于修改的方案一。

（三）所选方案的软硬件设计

1.硬件设计

通过独立键盘来控制点钟的显示，校准和报警模式，年，月，日，星期等显示通过LCD1602来实现，时钟电路由芯片DS1302来构成，这些电路均由STC89C52芯片软件控制。通信接口电路连接了单片机和主机，实现双机通信，

这样时间的校准，报警等工作模式即可通过独立键盘进行控制也可以通过主机实现。

2.软件设计

通过单片机来控制芯片的工作，主流程图如图4所示。

图4 主程序流程图

四、预期成果

1.提供一个具有显示年、月、日、时、分、秒，可以整点报时，能够在任何情

况下校准时间，有秒表、闹钟功能，并且可以通过电脑联机检测，修改时间的一个多功能电子时钟的样机。

2.提供一份关于多功能电子时钟的设计报告说明书。

五、时间安排

2013年9月2日～2013年9 月5 日：上交开题报告，提交原理图和元器件清单

2013年 9 月 9 日～2013年9月13 日：仿真分析,软件仿真,电子系统，硬件焊接

2013年 9 月16日～2013年9月20日：软硬件调试

2013年 9 月23日～2013年9月30日：实物验收及答辩

六、参考文献

[1] 陶国正.单片机与接口应用技术[M]. 苏州:苏州大学出版社，2004.8.

[2] 陆应华.电子系统设计教程[M].北京:北京航空航天大学，2005.

[3] 楼然苗，李光飞.单片机课程设计指导[M].北京: 北京航空航天大学，2007.

[4] 老杨.51单片机工程师是怎样炼成的:基于C语言+Proteus仿真[M].北京:电子

工业出版社，2012.

[5] 何小艇.电子系统设计(第三版)[M].杭州:浙江大学出版社，2004.

[6] 王建校.电子系统设计与实践[M].北京:高等教育出版社，2008.