【導讀】數字電子時鐘是人們日常生活中不可或缺的必需品。電子鐘主要是利用現代電子。技術將時鐘電子化、數字化。與傳統的機械鐘相比，具有時鐘精確、顯示直觀、無機械。傳動裝置等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。另外，在生活和工農業(yè)生產中，人們對電子鐘的。功能又提出了諸多要求：報時、鬧鐘、日歷、溫度顯示，這就需要電子時鐘的多功能性。度，帶有定時鬧鈴，倒計時的多功能電子時鐘。該時鐘系統主要由時鐘模塊、鬧鐘模塊、環(huán)境溫度濕度檢測模塊、液晶顯示。模塊、鍵盤控制模塊以及信號提示模塊組成。能夠準確顯示時間（顯示格式為時時：分。能，能夠對時鐘所在的環(huán)境溫度進行測量并顯示。設計以硬件軟件化為指導思想，充分。發(fā)揮單片機功能，大部分功能通過軟件編程來實現，電路簡單明了，系統穩(wěn)定性高。

　　

【正文】 制系統中常用的軟件抗干擾對策有如下數據濾波技術 ⑴ 算術平均法：算術平均法是對一點多次采樣，然后取其平均值，并用平均值作為該點的采樣結果。該方法使用于對具有隨機干擾的信號進行濾波。這種濾波的效果與采用數目有較大的關系，當樣本數增多時，信號會變得更平滑，但可能會掩蓋某些變化；若樣本數少，信號的平滑度降 低，但對數據的變化較為敏感。實際中采樣數目視具體情況而定，對于非常平穩(wěn)的信號，可以將樣本數增大，但對于變化頻繁的信號，則應將樣本數減至 3～ 4 個。 ⑵ 比較取舍法：當控制系統測量結果中的個別數據存在偏差時，為了剔除個別錯誤數據，可采用比較取舍法。即對每個采樣點連續(xù)采樣幾次，根據所采樣的數據的變化規(guī)律，確定取舍發(fā)來剔除偏差數據。 ⑶ 加權平均值法：算術平均值中， N 次多有的采樣值所。片的比例是相同的，亦即取每次采樣值的 1 倍相加。但有時為了提高濾波效果，將各采樣值取不同的比例，然后再相加，此方法稱為加權平均法。 ⑷ 中位值濾波法：中位值濾波法是對某一參數連續(xù)采樣，取樣本總值作為采樣結果。中位值濾波能有效的克服因為偶然因素引起的波動干擾。對溫度、液位等變化緩慢的被測參數采用此方法能收到良好的濾波效果，但對于流量、速度等快速變化的參數不宜采用中位值濾波。 ⑸ 一階遞推數字濾波法：用軟件實現硬件 RC 濾波器以抑制干擾信號原理如式 51。一階遞推數字濾波公式為： Yn=QXn+(1Q)Yn1 （ 51） 式中 Q：數字濾波器的時間常數，實際取值取決于濾波時間常數和采樣周期。 Xn：第 n 次采樣時的濾波器輸入； Yn:第 n 次采樣時的濾波器輸出。 如圖 51 為位抑制干擾信號的算法流程。 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 32 圖 51 抑制干擾信號原理 硬件可靠性的設計 單片機應用系統的可靠性是指在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力。由于單片機應用系統的實際工作過程中，可能會受到各種內部和外部的干擾而發(fā)生異常狀態(tài)，因此抗干擾設計是系統研制中不可忽視的一個重要內容。單片機應用系統中應重點防止電源系統與過程通道的干擾。 本系統中的抗干擾的預防措施 在設計中，考慮到實際 中可能產生的干擾，采取了以下措施： ⑴ 降額使用 在設計時，有意識的降低施加在元器件上的工作應力，提高元器件的可靠性，從而延長其使用壽命。在本系統中，選擇的半導體器件都考慮到這一點。 ⑵ 防靜電 我做了以下考慮 ： 不使用的輸入端根據要求接地 ； 作為線路板輸入接口的電路，在其輸入端加瞬變電壓抑制二極管，并對地接電阻器 ； 由電阻器電容器組成震蕩器的電路，為防止電容器存儲的電荷產生的電壓使有關輸入端的電壓短時高于電源電壓，在該輸入河北工程大學畢業(yè)設計說明書 33 端串聯限流電阻 ； 防寄生禍合。寄生禍合可能導致數字電路誤碼和模擬電路自激，因此，在本系統我們 在線路板的適當位置安裝去禍電容，以減少電路引出端處的電源輸出阻抗。 ⑶ 印刷電路板的焊盤抗干擾措施 印刷電路板上焊盤中心的引線孔比元件引腳直徑略大即可，太大反而易形成虛焊。例如DIP 型集成電路引腳直徑約 ，其引線孔直徑一般取 。焊盤外徑一般取D(d+)mm， d 為引線孔直徑。對于高密度的數字電路，悍盤最小直徑可取Dmin=(d+l)mm。 ⑷ 接地是提高電子設備電磁兼容的重要手段之一，正確的接地既能抑制干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)生干擾。 河北工程大學畢業(yè)設計說明書 34 總 結 隨著社會的進步，科技的改革，人們對 時鐘的要求越來越多，諸如對時鐘的形狀、功能的要求。單片機多功能電子時鐘在今后的發(fā)展應用中會越來越廣泛，普及。 利用單片機技術實現電子時鐘，僅僅是眾多方法之一。并且市場上的實時時鐘日歷芯片品類繁多， IC 化的傳感器各種各樣，顯示方式也愈趨于人性化。所以多功能電子時鐘有多種實現方案，能夠實現的功能也很多，例如時間日歷顯示和校對、鬧鈴等功能。本文的軟件設計還可以利用匯編語言，由于本人能力有限，傾向于 51 單片機 C 語言進行編程。 本設計的硬件電路主要由單片機最小系統電路、按鍵模塊、溫度測量模塊、時鐘芯片模塊、 LCD1602 液晶顯示模塊等模塊組成，軟件方面則是通過 C 語言對系統進行編程，這體現了本設計的實時性和靈活性。系統實現了以下多種功能： ⑴ 具有時間顯示和手動校對功能， 24 小時制； ⑵ 具有鬧鈴定時功能； ⑶ 具有倒計時秒表功能； ⑷ 具有環(huán)境溫濕度采集； ⑸ 具有液晶（ LCD1602）顯示功能 本設計還有一些地方可以改進： ⑴ 供電電源改成 5V電池 在生活中，不可能使用電源箱來作為硬件的供電電源，如果想要完成便攜式攜帶的電子鐘，則也不可能使用電源適配器來實現電源的提供，所以電源應該使用基于鋰電池的設計使系統具備安全， 簡單，容易攜帶等優(yōu)點。 ⑵ 可以增加一個背光自動調節(jié)功能 該功能主要是通過液晶顯示屏 LCD1602 外接光敏三極管來實現，但考慮到器件價格及時間方面的限制，放棄了這個部分。但若能有這個功能，則夜晚的時候背光燈更亮，白天的時候背光燈較暗，這也間接起到了節(jié)能的作用。 設計過程中花費時間最多的是電路板的焊制，由于一開始的計劃是使用 PCB 制板，但有同學的 PCB 板出現了連最小系統都調試不成功的問題，而且由于 PCB 板的整體性和復雜性，無法查出問題所在，所以我最終決定使用直接按照電路圖焊制的方法。但這樣花費的時間就比制 PCB 板增加了不少，可是可以按照模塊來一一調試，使我受益不少。致 謝 35 致 謝 大學生涯行將結束，但是在這之前我們都必須得完成畢業(yè)設計的工作，高興的是我在今天完成了這項工作，我要由衷的感謝熱忱幫助我的老師同學。 首先要提的是我的畢業(yè)設計指導老師許秘書和楊怡君老師，他們有著熱情活潑的教學方式并對學生體諒負責對工作認真嚴謹。盡管楊老師平時自己也有教學上的任務，但她對我的畢業(yè)設計一點也沒有省心，而是投入到了每個環(huán)節(jié)中，這包括前期方案的設計，資料的查找，元器件的選購，硬件的制作，軟件的編寫，論文的修改和完成。在這些環(huán)節(jié)中，楊老 師都盡可能的監(jiān)督我去好好完成，每次我們遇到不懂的地方楊老師都會耐心地指導我們，楊老師不厭其煩的講解和平易近人的態(tài)度 ，讓我感受到了一個好老師的風范，更讓我在設計中保持輕松愉快的心情，使我更好地完成了本次設計。在此，謹對有高度責任心的楊老師致以最崇高的謝意。 其次同學的幫助也是不能忽視的。我是個比較擅長進行團隊工作的人，而本次畢業(yè)設計這樣的任務其實對我來說是很大的考驗，慶幸的是在我完成畢業(yè)設計的過程中，無論是硬件還是軟件上，本班其他同學對我提供了莫大的幫助，我的能力相對較差，沒有他們耐心的幫助我確實沒有辦法順 利完成設計任務。 最后則要感謝母校四年來提供給我的優(yōu)質的教學服務和生活，以及任課老師的認真教學，是你們讓我的專業(yè)知識得到豐富，父母親對我學習生活上的關心，你們是我永遠最堅強的后盾。參考文獻 36 參考文獻 [1] 王云濤 ,王楠 .淺談多功能數字鐘的設計 [J].山東電力高等專科學報 .(8):7172 [2]Yang. 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