基于STC89C52多功能電子時(shí)鐘系統(tǒng)

1、 電子系統(tǒng)綜合訓(xùn)練開題報(bào)告題 目 多功能電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué) 院 電氣信息工程學(xué)院 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 60-518 姓 名 xxxx 學(xué) 號(hào) xxxxx 專 業(yè) 電子信息工程 班 級(jí) xxxxx 電子系統(tǒng)綜合訓(xùn)練開題報(bào)告多功能電子時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、課題的意義和目的 為了記錄時(shí)間,古人發(fā)明了文字；為了區(qū)分一天中的不同階段，古人有發(fā)明了沙漏等工具。而在快節(jié)奏的當(dāng)今社會(huì)，時(shí)間更是一個(gè)很重要的工具，為了更高效率的完成工作，為了社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，時(shí)間更是尤為重要。集成電路制造技術(shù)的快速發(fā)展，一方面促進(jìn)了相應(yīng)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，另一方面也對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)提出了更高的要求。而電子時(shí)鐘是利用電子技術(shù)構(gòu)成時(shí)鐘功能的裝置

2、，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的壽命，因此現(xiàn)在越來越得到廣泛的使用。現(xiàn)在的電子時(shí)鐘具有顯示、校準(zhǔn)、鬧鐘這些傳統(tǒng)機(jī)械時(shí)鐘所具有的功能，另外還具有正點(diǎn)音樂報(bào)時(shí)、溫濕度測量、秒表等新的功能，更加的使用并且生活化。本次實(shí)訓(xùn)便是制作電子鐘，讓我們更加清楚的了解電子鐘的功能。二、 主要設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容1. 系統(tǒng)具有3種工作模式狀態(tài)（正常時(shí)鐘顯示模式、系統(tǒng)校準(zhǔn)模式、秒表計(jì)時(shí)模式）；系統(tǒng)所有功能，均能夠通過上位PC機(jī)對(duì)其操作修改與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示。（PC主機(jī)端可利用高級(jí)語言進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)）2. 在正常時(shí)鐘顯示模式時(shí)，時(shí)鐘具有顯示年、月、日、時(shí)、分、秒的功能。3. 在正常時(shí)鐘顯

3、示模式時(shí)，系統(tǒng)具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，在離整點(diǎn)前10秒時(shí)，自動(dòng)發(fā)出鳴叫聲，步長1秒，每間隔1秒鳴叫一次，前4響是低音，后1響為高音，共鳴叫5次，最后1響結(jié)束時(shí)為整點(diǎn)，高音頻率為1KHz。4. 在系統(tǒng)校準(zhǔn)模式時(shí)，系統(tǒng)具有快速校準(zhǔn)時(shí)間的功能。5. 在秒表計(jì)時(shí)模式時(shí)，可兼做比賽時(shí)間記錄表。秒表記時(shí)的精度為0.1秒，由3個(gè)鍵分別控制秒表的啟動(dòng)、清零、記錄功能，可連續(xù)記錄3組時(shí)間，并能夠顯示記錄時(shí)間。 系統(tǒng)顯示器采用LCD液晶顯示器1602或其它顯示器件，并采用鍵盤對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置與操作。6. 在正常時(shí)鐘模式下，具有定時(shí)報(bào)警功能，可任意設(shè)置定時(shí)時(shí)間進(jìn)行報(bào)警。即當(dāng)前時(shí)間與設(shè)定定時(shí)時(shí)間相一致時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)。

4、三、設(shè)計(jì)（研究）方案（一）系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)方案一：MCU顯示通信接口PC鍵盤時(shí)鐘蜂鳴器復(fù)位晶振電源用單片機(jī)為核心完成多功能電子時(shí)鐘的各種功能，由時(shí)鐘芯片來提供及時(shí)方式，再通過蜂鳴器報(bào)時(shí)，通過鍵盤來定時(shí)，修改時(shí)間，實(shí)現(xiàn)秒表的啟停和存儲(chǔ)，通過顯示器來顯示時(shí)間。示意框圖如圖1所示。圖1 由單片機(jī)構(gòu)成的多功能電子時(shí)鐘框圖方案二：以FPGA為核心來實(shí)現(xiàn)多功能電子時(shí)鐘的功能，以模塊化，自上而下的方式來編寫程序，然后由時(shí)鐘芯片來提供及時(shí)方式，再通過蜂鳴器報(bào)時(shí)，鬧鐘，通過鍵盤來定時(shí)，修改時(shí)間，實(shí)現(xiàn)秒表的啟停和存儲(chǔ)，通過顯示器來顯示時(shí)間。示意框圖如圖2所示。FPGA顯示通信接口PC鍵盤時(shí)鐘蜂鳴器圖2 由FPGA構(gòu)成

5、的多功能電子時(shí)鐘框圖方案三： 使用常見的芯片和器件搭建電源電路模塊，計(jì)數(shù)模塊，顯示模塊，信號(hào)源模塊，校準(zhǔn)模塊和報(bào)警模塊，然后將所有模塊整合起來，進(jìn)行整體調(diào)試以獲得所要求的電路。示意框圖如圖3所示。 計(jì)數(shù)電路校準(zhǔn)電路報(bào)警電路信號(hào)源電源電路顯示電路圖3由電路模塊構(gòu)成的多功能電子時(shí)鐘框圖（二）方案的比較與論證以上三個(gè)方案都可以實(shí)現(xiàn)多功能電子時(shí)鐘的功能要求。其中方案一靈活性大，便于修改，成本低，但是經(jīng)常會(huì)有死機(jī)情況，重啟會(huì)復(fù)位，需要重新設(shè)置時(shí)間。方案二使用的是模塊化的編寫方法，外圍電路要求較簡單，不會(huì)因?yàn)榈綦姾笾貑⒕托枰刂眯畔?，但是成本高，固化后難以修改。方案三設(shè)計(jì)需要整理的材料包括各種計(jì)數(shù)器芯片、

6、實(shí)現(xiàn)與、或、非等各種基礎(chǔ)邏輯運(yùn)算所需的芯片、7段數(shù)碼管、LED點(diǎn)陣、各種可能使用到的開關(guān)、7805芯片、變壓器、整流橋、電阻、電容、蜂鳴器等。電路較為繁瑣，不易大批量生產(chǎn)且調(diào)試起來很困難。所以相比較而言，選擇成本較低的，便于修改的方案一。（三）所選方案的軟硬件設(shè)計(jì) 1.硬件設(shè)計(jì)通過獨(dú)立鍵盤來控制點(diǎn)鐘的顯示，校準(zhǔn)和報(bào)警模式，年，月，日，星期等顯示通過LCD1602來實(shí)現(xiàn)，時(shí)鐘電路由芯片DS1302來構(gòu)成，這些電路均由STC89C52芯片軟件控制。通信接口電路連接了單片機(jī)和主機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信，這樣時(shí)間的校準(zhǔn)，報(bào)警等工作模式即可通過獨(dú)立鍵盤進(jìn)行控制也可以通過主機(jī)實(shí)現(xiàn)。 2.軟件設(shè)計(jì) 通過單片機(jī)來控制

7、芯片的工作，主流程圖如圖4所示。圖4 主程序流程圖四、預(yù)期成果1. 提供一個(gè)具有顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，可以整點(diǎn)報(bào)時(shí)，能夠在任何情況下校準(zhǔn)時(shí)間，有秒表、鬧鐘功能，并且可以通過電腦聯(lián)機(jī)檢測，修改時(shí)間的一個(gè)多功能電子時(shí)鐘的樣機(jī)。2. 提供一份關(guān)于多功能電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)報(bào)告說明書。五、時(shí)間安排 2013年9月2日2013年9 月 5 日：上交開題報(bào)告，提交原理圖和元器件清單2013年 9 月 9 日2013年9月13 日：仿真分析,軟件仿真,電子系統(tǒng)，硬件焊接2013年 9 月16日2013年9月20日：軟硬件調(diào)試2013年 9 月23日2013年9月30日：實(shí)物驗(yàn)收及答辯六、參考文獻(xiàn)1 陶國正.單片機(jī)與接口應(yīng)用技術(shù)M. 蘇州:蘇州大學(xué)出版社，2004.8.2 陸應(yīng)華.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程M.北京:北京航空航天大學(xué)，2005.3 樓然苗，李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京: 北京航空航天大學(xué)，2007.4 老楊.51單片機(jī)工程師是怎樣煉成的