【正文】 VHDL 的數(shù)字時鐘設計 基于 VHDL 語言，用 Top_Down 的思想進行 設計。 按鍵包括校時鍵、鬧鐘定時鍵、加 1 鍵、減 1 鍵等。時間顯示采用實驗平臺上的 6 個 LED 數(shù)碼管分別顯示時、分、秒，采用動態(tài)掃描方式實現(xiàn)。 定時采用硬件計數(shù)和軟件技術相結合的方式，即 通過 8253 產(chǎn)生一定的定時時間，然后再利用軟件進行計數(shù)，從而實現(xiàn) 24 小時制定時。多功能數(shù)字鬧鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等 [2]。在一個單片機應用系統(tǒng)中 ， 時鐘有兩方面的含義：一是指為保障系統(tǒng)正常工作的基準振蕩定時信號 ， 主要由晶振和外圍電路組成 ， 晶振頻率的大小決定了單片機系統(tǒng)工作的快慢；二是指系統(tǒng)的標準定時時鐘，即定時時間，它通常有兩種實現(xiàn)方法：一是用軟件實現(xiàn)，即用單片機內(nèi)部的可編程定時 /計數(shù)器來實現(xiàn)，主要用在對時間精度要求不高的場合；二是用專門的時鐘芯片實現(xiàn)，在對時間精度要求很高的情況下 ， 通常采用這種方法 ， 典型的時鐘芯片有： DS1302， DS12887， X1203等都可以滿足高精度的要求。 數(shù)字時鐘的 發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)今，高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、 石英表 、 石英鐘都采用了石英技術，因此走時精度高 、 穩(wěn)定性好 、 使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時 ，譯碼代替機械式傳動，用 LCD顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時 ， 分 ， 秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，片選的靈活性好 [1]。 間隔的時間可以通過按鍵來設定 ， 在預設的時間點上報警并向手機發(fā)送短信告訴人們時間 。因此，研究數(shù)字 鐘及擴大其應用，有著非常現(xiàn)實的意義。Timing I 目 錄 第 1 章 緒論 ................................................... 1 課題研究背景及意義 ...................................... 1 數(shù)字時鐘的發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................... 1 論文主要內(nèi)容及結構安排 .................................. 3 第 2 章 總體方案論證與設計 ...................................... 4 設計要求 ................................................ 4 總體設計方案 ............................................ 5 各功能模塊方案選擇 ...................................... 5 本章小結 ................................................ 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 ........................................... 8 單片機最小系統(tǒng)電路設計 .................................. 8 LCD 顯示系統(tǒng)硬件設計 .................................... 11 時鐘系統(tǒng)電路設計 ....................................... 12 鍵盤控制系統(tǒng)電路設計 ................................... 14 報警系統(tǒng)電路設計 ....................................... 15 手機傳送短信系統(tǒng)電路設計 ............................... 15 串行通信接口系統(tǒng)電路設計 ............................... 18 本章小結 ............................................... 20 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 .......................................... 21 主程序的設計 ........................................... 21 時鐘電路程序的設計 ..................................... 22 LCD 顯示電路程序的設計 .................................. 25 按鍵電路程序的設計 ..................................... 27 報警電路程序的設計 ..................................... 29 定時向手機發(fā)送短信電路程序的設計 ....................... 29 II 本章小結 ............................................... 30 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................. 31 系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境 ........................................... 31 軟件調(diào)試 ............................................... 31 硬件調(diào)試 ............................................... 32 調(diào)試結果 ............................................... 33 本章小結 ............................................... 34 結 論 ....................................................... 35 參考文獻 .................................................... 36 致 謝 ....................................................... 37 附錄 1 程序清單 .............................................. 38 附錄 2 電路原理圖 ............................................ 46 附錄 3 實物圖 ................................................ 47 1 第 1 章 緒論 課題研究背景及意義 數(shù)字時鐘顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭 、 車站 、 碼頭辦公室等公共場所 ， 成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?， 由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用 ， 使得數(shù)字鐘的精度 ， 遠遠超過老式指針式鐘表 ， 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。digital clock。而定時向手機發(fā)送短信的部分則是基于單片機的 GSM 短信收發(fā) 系統(tǒng)。能夠準確顯示日期和時間（ 顯示格式為年 、 月 、 日 、 時 、 分 、 秒 ；24 小時制 ） ，可隨時進行時間 調(diào)整。其中時鐘系統(tǒng)主要由時鐘模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊以及報警模塊組成。 摘 要 隨著生活節(jié)奏的加快，人們時間觀念的加強，時鐘已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，而如何在時鐘的基礎上，根據(jù)人們生活的需要增加相應的功能以方便人們的生活，成為時鐘設計方面的重點。 本設計 基 于單片機技術原理 ， 以單片機芯片 STC89C52 作為核心控制器 ， 通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制 ， 設計了基于數(shù)字時鐘的可定時報警并向手機發(fā)送短信的巡檢定時器。系統(tǒng)具有簡單清晰的操作界面，能在 +5V 直流電源下正常工作。 具有鬧鐘時間設置、鬧鐘開 /關、止鬧功能 。 關鍵詞： 單片機；數(shù)字時鐘；巡檢；定時 Abstract With the accelerated pace of life,with people’s concept of time to strengthen,the clock has bee an integral part of daily life,and how to increase,according to the needs of people’s lives on the basis of the clock,the corresponding functions to facilitate people’s lives bees what the clock design focuses on. Based on principles of singlechip puter,using chip STC89C52 as the core controller,the paper shows a design of a polling timer based on the design of the digital clock timing design can realize the function of sending SMS to mobile phone. The clock system is mainly posed of a clock module, LCD display module, keyboard control module and a warning module. The system has a simple and clear user interface, and it can be in the +5V DC power supply to work. Also it can be able to accurately display the date and time (display format for year, month, day, time, minutes, seconds. 24 hours system ).It may at any time to adjust time, and has funtions of setting the alarm time, turning the alarm on / off, stopping alarm. While the part of timing sending SMS to mobile phone is based on the MCU GSM SMS transceiver system. Key words: Single chip microputer。 Onsite inspection。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等 ， 所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。 在數(shù)字時鐘的基礎上設計一種巡檢定時器，突破了每次定時一次就只提醒一次的鬧鈴的功能，可以實現(xiàn)只預設一次時間就起到每隔特定時間提醒的作用 。 將巡檢定時器應用于工廠中，給工作人員帶來了很大的方便。 時鐘電路在計算機系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎。近些年，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對數(shù) 2 字鬧鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘不能滿足人們的需求。 數(shù)字時鐘的發(fā)展現(xiàn)狀： 一、基于微機系統(tǒng)的數(shù)字時鐘設計 計時單元由定時／計數(shù)器 8253 的通道 0 來實現(xiàn) 。 8253 定時時間到了之后產(chǎn)生中斷信號， 8253 在中斷服務程序中實現(xiàn)時、分、鈔的累加。校時和鬧鈴定時通過鍵盤電路和單脈沖產(chǎn)生單元來輸入 。報警聲響用蜂鳴器產(chǎn)生，將蜂鳴器接 8253 的一個端口，通過輸出電平的高低來控制蜂鳴器的發(fā)聲。 用 CN6 無進位六 進制計數(shù)器選擇數(shù)碼管的亮滅以及對應的數(shù)、循環(huán)掃描顯示，用 SEL61 六選一選擇器選擇給定的信號輸出對應的數(shù)送到七段碼譯碼器。 三、基于單片機數(shù)字時鐘設計 基于單片機的數(shù)字時鐘設計是模塊化設計，以單片機做主控制模塊，控制時鐘芯片、溫度傳感器芯片等，又將數(shù)據(jù)控制輸出到顯示模塊。單片機自誕生以來給全世界人類的生活和工作起到了劇烈的變化， 通過該系統(tǒng)的設計，對單片機的原 理和功能有個比較系統(tǒng)和全面的掌握 。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件： CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上 [3]。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè) 自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，錄象機、攝象機，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。但是卻很少知道它的內(nèi)部結構以及工作原理。通過鍵盤可以進行 定時、校時