【正文】 單機(jī)片電子時鐘的設(shè)計(jì)方案時間的寶貴是個亙古不變的真理，然而工作的忙碌性和繁雜性很容易讓人忘記當(dāng)前的時間或是工作中不能及時方便地知曉時間。交通上，火車汽車要準(zhǔn)時到達(dá)，航班要準(zhǔn)時起飛；在日常生活中，學(xué)校要求上學(xué)準(zhǔn)時，公司召開的會議要求參加準(zhǔn)時，重要約會要求到達(dá)準(zhǔn)時；在工業(yè)生產(chǎn)中，許多工作環(huán)節(jié)都規(guī)定了精準(zhǔn)的時間、間隔以及次序。所以說，隨時準(zhǔn)確地知道時間并且利用時間是學(xué)習(xí)、工作、生活的必要要求。單片機(jī)是一種集成電路芯片，它將各種功能集成到一塊硅片上并且內(nèi)含完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)自推出到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了二十多年，應(yīng)用領(lǐng)域有工業(yè)生產(chǎn)、通訊以及交通設(shè)備，還有辦公自動化、PC機(jī)外圍器件、汽車電子器件以及網(wǎng)絡(luò)通訊等。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等，所以本設(shè)計(jì)討論的電子時鐘系統(tǒng)就是利用單片機(jī)制成。電子時鐘與機(jī)械時鐘相比具有很多優(yōu)越性，首先，其主要特點(diǎn)是直觀性，電子時鐘可以通過數(shù)字顯示反映出當(dāng)前的時間。其次在使用壽命方面，因?yàn)殡娮隅姴皇菣C(jī)械驅(qū)動，所以使用壽命更長。然后在準(zhǔn)確度方面，由于應(yīng)用了電子集成電路和石英晶體振蕩器，數(shù)字時鐘的精準(zhǔn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了老式石英鐘的石英機(jī)芯驅(qū)動。最后，電子時鐘還能大大擴(kuò)展老式鐘表的功能，在準(zhǔn)確顯示時間得基礎(chǔ)上，還可借助單片機(jī)實(shí)現(xiàn)諸如鬧鈴、定時、自動報(bào)警等功能。電子時鐘的意義不僅僅在于反應(yīng)時間本身，這個時間系統(tǒng)還可以當(dāng)做一個單位模塊應(yīng)用于其他設(shè)備中，比如定時廣播、定時開關(guān)烤箱、定時關(guān)閉路燈，以及其他各種定時電氣的自動啟用等設(shè)備，都是內(nèi)嵌了電子時鐘而實(shí)現(xiàn)其時間功能的。因此，研究電字時鐘及其拓展電路的應(yīng)用，將會對以后研究其他自動化設(shè)備產(chǎn)生積極意義。 國內(nèi)外研究時間計(jì)時的歷史要從公元1300年前開始追溯，那時人們主要是利用天文現(xiàn)象或流動物質(zhì)的連續(xù)性運(yùn)動來計(jì)時。我國天文學(xué)家張衡制造的漏水轉(zhuǎn)渾天儀是最早出現(xiàn)的機(jī)械鐘。公元1350年，意大利的丹蒂制造出第一臺機(jī)械打點(diǎn)塔鐘，這是最簡單的鐘表。公元1582年左右，意大利物理學(xué)家伽利略發(fā)明了重力擺。18世紀(jì)到19世紀(jì)，鐘表制造行業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，并且已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。20世紀(jì)，隨著資本主義工業(yè)化國家的高速發(fā)展，電子行業(yè)逐漸展露鋒芒，尤其在20世紀(jì)末，電子技術(shù)飛速發(fā)展，使全球進(jìn)入一個信息化新時代，在這個趨勢下，新興的電子產(chǎn)品幾乎滲透到我們生產(chǎn)生活的各個部分。與此同時，現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能一步步提升，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也越來越快。我國鐘表行業(yè)的發(fā)展則經(jīng)歷了古代、近代、現(xiàn)當(dāng)代。1949年以前，我國還沒有手表制造業(yè)，1949年以后開始了我國鐘表行業(yè)的發(fā)展；六十年代時，我國還是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式，全國化大生產(chǎn)，由國家投資，生產(chǎn)的全都是機(jī)械表；到了七十年代到八十年代，隨著國際電子技術(shù)的發(fā)展，我國電子表也跟上步伐，猛烈沖擊了傳統(tǒng)的機(jī)械鐘表所占的全國壟斷的形勢；九十年代，石英鐘表發(fā)展已基本完善，基本統(tǒng)一了我國的鐘表市場。時至今日，石英技術(shù)在計(jì)時領(lǐng)域大放異彩，各種計(jì)時工具大多采用了石英晶體振蕩器。而單片機(jī)的概念提出后，電子行業(yè)高速發(fā)展，各種芯片的研發(fā)層出不窮，DS1302這種實(shí)時時鐘芯片也應(yīng)運(yùn)而生，將這種實(shí)時時鐘芯片與單片機(jī)技術(shù)結(jié)合就可以很容易就實(shí)現(xiàn)走時間的功能，時間可以方便地顯示在LCD液晶屏上。如今，電子時鐘形態(tài)各異，種類繁多，有微型、嵌入型的電子時鐘，也有懸掛在公共場合的大型電子表，這些電子表大都外形美觀，而且拓展了不少功能。由于單片機(jī)可以很容易實(shí)現(xiàn)芯片的智能化，所以在電子鐘的基礎(chǔ)上，人們可以根據(jù)自己的需要以及場合要求添加不同的附加功能。需要整點(diǎn)報(bào)時可添加蜂鳴器，需要測量環(huán)境溫度可以添加溫度傳感器，或者檢測空氣質(zhì)量、空氣濕度等，也可以設(shè)置定時鬧鈴功能甚至還可以添加USB端口讀取其他設(shè)備數(shù)據(jù)。日常生活中的手表鐘表等都是靠石英真晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)，因此走字精準(zhǔn)，類似的，本設(shè)計(jì)所利用的實(shí)時時鐘芯片需要外接石英晶振，采用石英技術(shù)，而且不需要經(jīng)常調(diào)試，使用起來很方便。由于采用了實(shí)時時鐘芯片DS1302，這將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐘表的機(jī)械傳動。 論文章節(jié)構(gòu)成及安排本設(shè)計(jì)是以AVR單片機(jī)ATmega16為核心，以實(shí)時時鐘芯片DS1302為主要器件，以液晶屏LCD5110來完成時間顯示功能。電子時鐘設(shè)計(jì)方案 兩種設(shè)計(jì)方案的選擇實(shí)現(xiàn)電子鐘就是實(shí)現(xiàn)“走時間”，即實(shí)現(xiàn)秒信號的產(chǎn)生，由秒信號才能進(jìn)而產(chǎn)生分鐘信號、小時信號。關(guān)于秒信號的產(chǎn)生，有兩種設(shè)計(jì)方案供選擇。第一種是采用專用的實(shí)時時鐘芯片。時下常用的時鐘芯片有DS130SB206PCF8485等。這些芯片可以完成秒計(jì)時工作，進(jìn)而計(jì)出小時、年月日等。實(shí)時時鐘芯片大都價格實(shí)惠而且學(xué)習(xí)起來容易上手，所以被廣泛地采用。本設(shè)計(jì)介紹的實(shí)時時鐘芯片DS1302主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸方式為串行通信并且由于芯片內(nèi)部自帶鋰電池，所以掉電也可以工作所以不必?fù)?dān)心耗電這點(diǎn)很方便。第二種是完全用軟件方法實(shí)現(xiàn)計(jì)時，需要利用單片機(jī)中斷功能，具體操作是：設(shè)置幾個字節(jié)分別存放秒、分、時、日、周、月、年等信息。利用定時器實(shí)現(xiàn)1秒定時中斷，這便是秒信息，每一次中斷都使秒字節(jié)加1；軟件設(shè)置當(dāng)秒字節(jié)