【正文】 。 2 多功能數(shù)字時鐘硬件設計 基于單片機的多功能數(shù)字時鐘的設計， 單片機芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備 微機 CPU 的數(shù)值計算功能外，還具有靈活強大的控制功能，以便實時檢測系統(tǒng)的輸入量、控制系統(tǒng)的輸出量，實現(xiàn)自動控制。時鐘顯示同時具有實時溫度顯示。 課題研究內容 采用模塊設計法完成多功能數(shù)字時鐘的設計。本文介 紹是基于單片機的多功能數(shù)字時鐘，在傳統(tǒng)的時鐘基礎上 它具有走時準確、顯示直觀、無機械傳動裝置 等優(yōu)點。輸出設備顯示器可以用液晶顯示技術和數(shù)碼管顯示技術。由單片機作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行時實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經單片機輸出，利用顯示器顯示出來。 單片機在多功能數(shù)字鐘中的應用已是非常普遍的，人們對數(shù)字鐘的功能及工作順序都非常熟悉。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀 表、醫(yī)療器械了。 目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。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，初步學習到有關工程設計的方法和思路。 基于 MCS51 單片機的數(shù)字時鐘系統(tǒng)具有顯示準確、直觀、易于調整等特點。 單元模塊設計部分 圖 基于 VHDL 數(shù)字時鐘的設計模塊 單 元模塊設計部分分 三 個部分，介紹數(shù)字鐘選擇顯示數(shù)碼管和對應的數(shù)模塊 CN6,信號選擇模塊 SEL61,七段碼譯碼器模塊 DISP 和復位，秒，分，時顯示，設置模塊。 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。硬件電路主要由鍵盤電路、單脈沖產生單元、 8253 定時計數(shù)器、 8255并行接口單元、 8259中斷控制器、 LED 顯示電路和蜂鳴器電路等等。 報警聲響用蜂鳴器產生，將蜂鳴器接到 8255 的一個端口，通過輸出電平的高低來控制蜂鳴器的發(fā)聲。 校時和鬧鈴定時通過鍵盤電路和單脈沖產生單元來輸入。 8253 定時時間到了之后產生中斷信號， 8253 在中斷服務程序中實現(xiàn)時、分、秒的累加。 數(shù)字時鐘的發(fā)展現(xiàn)狀 幾種常用數(shù)字時鐘設計方案： 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)。高精度、多功能、小體積、低功耗，是現(xiàn)代時鐘發(fā)展的趨勢。隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對于時鐘的要求在不 斷提高 ]4[ 。但目前市場上各式各樣的 LCD 數(shù)字電子鐘大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結構復雜，功率損耗大等缺點 ， 因此有必要對數(shù)字電子鐘進行改進 。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到數(shù)字電子鐘。這種具有人們所需要的智能化特性的產品減輕了人的勞動，擴大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。 根據(jù)這種實際情況，設計了一個單片機多功能數(shù)字時鐘，它可以避免多種控制器的混淆，利用一個控制器對多路電器進行控制，同時又可以進行時鐘校準和定點打鈴 ]3[ 。它功能強大，體積小，質量輕，靈活好用，配以適當?shù)慕涌谛酒?，可以構造各種各樣、功能各異的微電子產品 ]2[ 。早期常用的一些時間控制單元 都使用模擬電路設計制作的，其定時準確性和重復精度都不是很理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術的新一代產品，隨著單片機性能價格比的不斷提高，新一代產品的應用也越來越廣泛，大可構成復雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復雜的控制功能。 數(shù)字鐘成為人們日常生活中不可少的必需品 ,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 ,遠遠超過老式鐘表 , 鐘表的數(shù)字化給人們生產生活帶來了極大的方便 。 課題的提出 近些年，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的要求。從古代的滴漏更鼓到近代的機械鐘，從電子表到目前的數(shù)字時鐘，為了準確的測量和記錄時間，人們一直在努力改進著計時工具。 關鍵詞 ： LCD 顯示 單片機 時鐘芯片 DS1302 Abstract This design principle based on SCM technology to a central controller AT89C52 Microcontroller, through hardware design and preparation software program, designed to produce a multifunctional digital clock system. The clock system is posed of clock module, alarm module, the ambient temperature detection module, liquid crystal display module, keyboard control module and the signal prompt module. System is simple and clear interface, can 4V ~ 7V DC power supply to work. Able to accurately display time (display format is hh: mm: seconds seconds, 24hour clock), the time may be adjusted at any time, with the alarm time set, alarm on / off, alarm function only can the clock where the ambient temperature measurement and displayed. Into hardware and software design guidelines and give full play MCU functions, most of the functionality through software programming to implement, simple circuit, high stability of the system. Meanwhile, the clock system also has low power consumption, and low cost, and highly practical. As the system uses fewer ponents, single chip occupied by the I / O port small, so the system has some scalability. Key words : LCD display, SCM, DS1302, 目 錄 1 緒論 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。同時 ，該時鐘系統(tǒng)還具有功耗小、成本低的特點，具有很強的實用性。系統(tǒng)具有簡單清晰的操作界面，能在 4V～ 7V直流電源下正常工作。 摘 要 本設計基于單片機技術原理，以單片機芯片 AT89C52 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 多功能數(shù)字時鐘系統(tǒng)。該時鐘系統(tǒng)主要由時鐘模塊、塊、液晶顯示模塊 以及 鍵盤控制模塊組成。能夠準確顯示時間（顯示格式為時時：分分：秒秒， 24小時制），可隨時進行時間調整，具有鬧鐘時間設置、鬧鐘開 /關、止鬧功能，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(xiàn)，電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。由于系統(tǒng)所用元器件較少，單片機所被占用的 I/O 口不多，因此系統(tǒng)具有一定的可擴展性。 課題的提出及研究意義 ............................................. 3 數(shù)字時鐘的發(fā)展 現(xiàn)狀 ............................................... 4 課題研究目的和研究內容 ........................................... 6 2 多功能數(shù)字時鐘硬件設計 ............................................... 6 主控制模塊 ....................................................... 7 顯示模塊 ........................................................ 10 時鐘模塊 ........................................................ 13 電源轉換模塊 .................................................... 16 本章小結 ........................................................ 17 3 電路仿真與制作 ..................................................... 17 電路仿真 ........................................................ 17 電路板制作 ...................................................... 18 本章小結 ........................................................ 18 4 軟件設計部分 ....................................................... 18 時鐘程序的設計 .................................................. 18 本章小結 ........................................................ 20 5 總結 ............................................................... 20 參考文獻 .............................................................. 20 致 謝 ............................................................... 21 附錄 .................................................................. 21 1 緒論 人類的生活和工作均離不開時鐘。鐘表的數(shù)字化，大力推動了計時的精確性和可靠性。多功能數(shù)字鐘不管在性能還是在樣式上都發(fā)生了質的變化，有電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等 ]1[ 。 在日常生活和工作中，我們常常用到定時控制，如擴印過程中的曝光定時等。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子玩具。 隨著電子技術的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設備逐漸增多，不同的設備都有自己的控制器，使用起來很不方便。它可以執(zhí)行不同的時間表（考試時間和日常作息時間）的打鈴，可以任意設置時間。 電子鐘是一種利用數(shù)字電路來顯示秒、分、時的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀、無機械傳動裝置等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。在城市的主要營業(yè)場所、車站、碼頭等公共場所使用 LCD 數(shù)字電子鐘已經成為一種時尚。 課題研究的意義 多功能數(shù)字時鐘的用途十分廣泛，只要有計時的存在，便要用到數(shù)字時鐘的原理及結構；同時在日期中，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費者的喜愛。時鐘已不僅僅被看出一種用來顯示時間的工具，在很多實際應用中它還需要能夠實現(xiàn)更多其它的功能。在這種趨勢下，時鐘的數(shù)字化、多功能化已經成為現(xiàn)在時鐘生產研究的主導設計方向。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。 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)。按鍵包括校時鍵、鬧鐘定時鍵、加 1 鍵和減 1 鍵等。 系統(tǒng)硬件設計主要利用微機實驗平臺上的電路模塊。 圖 基于微機系統(tǒng)的數(shù)字時鐘設計框圖 二、基于 VHDL的數(shù)字時鐘設計 基于 VHDL 語言，用 Top_Down 的思想進行設計。 K4 模塊進行復位，設置小時和分，輸出整點報時信號和時，分，秒信號。 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 對應的數(shù)模塊 CN6 信號選擇模塊 SEL61 七段碼譯碼器模塊 DISP 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，而 MCS51 單片機是我國使用最早、最易掌握和應用的一款單片機。這樣以后的就業(yè)面會更加寬廣，也可以滿足當今社會對單片機開發(fā)人才的大量需求 ]5[ 。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)