【毕业设计】数字钟的设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

路设计单片机应用系统中，通常都需要进行人机对话。

这包括人对应用系统的状态干预与数据输入，以及应用系统向人们显示运行状态与运行结果。

显示器和键盘电路就是用来完机对话活动的人机通道。

由于单片机的并行口不能直接驱动显示器，必须采用专用的驱动电路芯片，使之产生足够大的电流，显示器才能够正常工作，所以采用显示装置较为麻烦。

本设计采用显示装置。

液晶显示器简称显示器，它是利用液晶经过处理后能改变光线的传输方向的特性实现显示信息的。

液晶显示器具有体积小重量轻功耗极低显示内容丰富等特点。

液晶显示器按其功能可分为三类笔段式液晶显示器字符点阵式液晶显示器和图形点阵式液晶显示器。

本设计采用的是字符点阵式液晶显示器，它是种专门用于显示字母数字符号等的点阵式液晶显示模块。

它是由若干个或等点阵符位组成的，每个点阵字符位都可以显示个字符。

点阵字符位之间有定点距的间隔，这样就起到了字符间距和行距的作用。

此显示器接法简单，即把时钟信号显示在液晶显示器上，不仅结构简单清晰可见，而且又容易控制。

液晶显示电路如下图所示。

图液晶显示电路其中，数据的传输采用口进行控制，其引脚接地，接电压，和端由和口进行控制。

按键选择电路设计数字钟的应用系统工作应具备两个基本功能，是随时输入定时闹钟时间，二是随时对当前时间进行调整。

要实现这两项功能，可以接入键盘输入电路。

键盘结构可以分为式键盘和行列式键盘矩阵式两类，本设计中需要八个按键，因此选择式键盘，按键分别命名为调整时间按键，调整闹钟时间按键，调整时针按键，调整分针按键，开闹钟按键关闹钟按键或时制转换开关和复位开关，按键可以采用轻触开关。

按键选择电路如下图所示。

图按键选择电路其中，调整时间按键的功能是设置当前时间，即当数字钟的时间有误差时，随时对它进行调整调整闹钟时间按键的功能是设置定时闹钟时间调整时针按键的功能是对时间值的小时位进行调整，每按次调整分针按键的功能是对时间值的分位进行调整每按次开闹钟按键的功能是开闹钟关闹钟按调整时间按键调整闹钟时间按键调整时针按键调整分针按键开闹钟按键关闹钟按键复位开关或时制转换开关键的功能是关闹钟或时制转换开关的功能是对数字钟进行或时制转换，当开关闭合时为时制数字钟，打开时为时制数字钟复位开关的功能是对当前显示时间值进行复位，复位后，即从开始计时。

键盘的硬件电路设计只能保证八个按键信号的可靠进入，要想完成键盘的输入功能，还要靠软件编程来具体实现。

蜂鸣器电路设计设计要求定时闹钟时间到时要有声音提醒信号产生，可选择只蜂鸣器来实现这个功能。

蜂鸣器有长声和短声两种，本设计中选择短声蜂鸣器压电式蜂鸣器即可。

工作时约需的驱动电流，具体驱动电路如下图所示。

图蜂鸣器电路蜂鸣器端接单片机的引脚，另端接的高电平，所以只要引脚上为低电平时，蜂鸣器就会发出鸣叫声音，否则，蜂鸣器不发声。

软件设计根据设计方案要求，应用软件和软件对电路进行仿真，实现了设计的要求，具备了对时间即时的显示，对时间和闹铃的设定，或时制转换功能，并且设有个复位按键等功能。

该课题的软件设计采用了模块化设计的思想即将程序划分为若干个相对的功能模块，接着画出每个功能模块的详细流程图，并根据流程图编写程序，最后按照软件设计的总体结构框图，将各模块连接成个完整的主程序。

软件的设计主要采用模块化的程序设计方法。

采用自顶向下的设计方法。

从总体到局部，再到细节，按要求将各功能以子模块的形式实现。

采用模块化设计可使程序的可读性好，修改与完善比较方便。

本设计中数字钟的系统软件程序由主程序和子程序组成，主程序包含初始化参数设置按键处理数码管显示模块等，在设计时各个延时复位没有检测从机单片机将拉低延时，主要是此延时要长最好以上拉高总线延时，等待从机发存在信号从机发送的低脉冲作为存在脉冲至少延时，等待拉为高电平自动的读时，先拉低数据线至少，再释放。

每两次读至少有的间隔该句给脉冲信号主机马上释放总线，并延时至少，等待数据送上保持数据至少，等待上拉电阻将拉高数据线由高拉低产生写信号显示模式设置位数据接口开显示，不显光标，光标不闪烁地址自动加清屏写隔秒闪次若闹铃没按下，则可设置时间，否则无效没按下，则可设置时间，表示按下了设置时间，且已经消抖按下次停止计时第次按下表示设置完毕要调整时间，若设置时间没按下，则可设置闹铃，否则无效，按下次闹铃键，设置闹铃按下次，设置完毕要设置闹铃下降沿触发前言总体方案设计硬件电路设计单片机最小系统时钟电路设计复位电路设计显示电路设计按键选择电路设计蜂鸣器电路设计软件设计主程序设计中断服务子程序显示子程序键扫描子程序调试分析软件调试硬件调试结论及进步设想参考文献课设体会附录电路原理图附录程序清单多功能数字钟的设计谭欣沈阳航空航天大学自动化学院摘要本文设计了种基于单片机控制的多功能数字钟系统。

该系统主要以单片机芯片为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，主要由单片机最小系统液晶显示模块按键选择模块蜂鸣器模块组成。

可以实现准确显示时间且能显示到秒，可随时进行时间及闹铃调整，具有或时制转换功能，并且设有个复位按键。

设计以硬件软件化为指导思想，充分发挥单片机功能，大部分能通过软件编程来实现，电路简单明了，系统稳定性高。

同时，该数字钟系统还具有功耗小成本低的特点，具有很强的实用性。

由于系统所用的元器件较少，单片机被占用的口不多，因此具有定的可扩展性。

关键词单片机液晶显示时制转换复位前言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动着传统控制检测日新月异更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还要根据具体的硬件结构，以及针对具体的应用对象的软件结合，加以完善。

单片机的应用的重要意义在于，它从根本上改变了传统意义设计理念和设计方法。

曾经必须要通过模拟电路或者是数字电路实现的功能，单片机应用软件技术就可以实现，这种微控技术不仅简化了电路，而且还可以改变软件程序或者参数实现不同的设计。

数字钟已经成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广泛的应用于家庭以及办公室等公共场所。

给我们生活学习工作娱乐带来了极大的方便。

由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确性能稳定携带方便等优点，它还用于计时自动报时及自动控制等各个领域。

尽管目前市场上已有现成的数字中集成电路芯片出售，价格便宜使用也方便，但鉴于单片机的定时功能也可以完成数字钟的电路设计，因此进行数字钟的设计是必要的。

本次设计的多功能数字钟就是应用单片机的计时功能为设计核心，当计时器满则实行中断程序，对的显示的数字按进制进行刷新，当设定的闹铃时间与当前显示的时间相同时，则蜂鸣器和闹铃灯开始工作，达到提醒时间的作用。

总体方案设计针对本课题的设计任务，进行分析得到本次设计用单片机做为总控制系统，由进行数字显示，由个开关键作为键盘进行对时间的调整和闹铃设定。

根据设计要求采用单片机做为控制器，时钟电路方案设计有两种时钟电路复位电路显示电路蜂鸣器电路按键选择电路方案直接采用单片机定时计数器提供的秒信号，使用软件编程实现时分秒计数。

采用此种方案可以减少芯片的使用，节约成本，实现的时间误差较小，但软件编程比较麻烦。

方案二采用时间专用芯片实现时钟，时钟芯片是种高性能的针对时钟的芯片，可自动对秒分时日周月年进行计数，而且精度比较高，芯片用的多，成本高，但软件程序设计较易实现。

综合各方面因素，针对此次多功能数字钟的设计，我采用方案来实现本次设计的要求。

该多功能数字钟的设计，总体上大致可分为以下几个部分组成时钟电路部分复位电路部分显示电路部分按键选择电路部分蜂鸣器电路部分。

系统原理框图如图所示。

图系统原理框图整个电路的工作原理是由晶振芯片提供准确的时钟电路，由键盘调整数字钟的功能，并通过软件编程把时间数字通过显示出来。

硬件电路设计单片机最小系统单片机最小系统电路主要包括复位电路和时钟电路，是单片机工作的基础。

所谓最小系统，是指个真正可用的单片机的最小配置系统。

对于单片机内部资源已能够满足系统的需要的，可直接采用最小系统。

由于系列单片机片内不能集成时钟电路所需要的晶体振荡器，也没有复位电路，因此在构成最小系统时，必须外接这些部件。

根据片内有无程序存储器，的单片机最小系统分为两种情况。

第种情况片内有的，因此，只需要外接晶体振荡器和复位电路就可以构成最小系统。

第二种情况片内无程序存储器，因此，在构成最小系统时，不仅要外接晶体振荡器和复位电路，还应在外扩展程序存储器。

本设计采用的单片机，故无需外扩程序存储器。

所需的电路如图所示。

图单片机最小系统时钟电路设计单片机内部的振荡电路是个到增益反相放大器，引线和分别为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反向振荡器的输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。

单片机内部虽然有震荡电路，但要形成时钟，外部还需要附加电路。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用有余输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

单片机的时钟产生方式有两种，分别为内部时钟方式和外部时钟方式。

利用其内部的震荡电路和引线上外接定时元件，内部震荡电路便产生自激震荡，用示波器可以观察到输出的时钟信号。

在单片机般常用内部时钟方式，也就是在和之间连接晶体震荡器与电容构成稳定的自激震荡器，电路如下图所示图时钟电路电路中，电容器和对振荡器有微调作用，通常的取值范围是石英晶体选择或都可以。

其结果只是机器周期时间不同，影响计数器的计数初值。

复位电路设计复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把程序计数器的内容初始化为，也就是使单片机从单元开始执行程序，同时使及其他的功能部件都从个确定的初始状态开始工作。

除了系统上电时需要进行正常的初始化外，当程序运行出错或操作导致处于死机状态时都需要进行复位操作。

复位后。

复位电路通常采用上电复位方式，上电复位时通过外部复位电路的电容充电来实现的。

当电源接通时只要电压上升时间不超过，就可以实现自动上电复位。

复位电路如下图所示。

图复位电路电路中阻容器件的参考值