课程设计报告--数字时钟的设计与制作

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1、 课课 程程 设设 计计 目 录 一、数字时钟的设计与制作 2 1.1 主要技术指标 2 1.2 方案论证及选择 2 1.2.1 方案论证 . 2 方案一：使用专用时钟芯片。使用专用时钟芯片。 3 方案二：采用采用 MCU 内部定时器。内部定时器。. 3 1.2.2 方案选择 . 4 1.3 系统组成框图 4 1.4 单元电路设计 5 1.5 总体电路图 10 1.6 电路仿真 11 1.7 调试过程及测试结果 11 1.7.1 调试过程 . 11 1.7.2 测试结果 . 32 1.8 主要元件清单 32 二、出租车计费器的设计与制作 34 1.1 主要技术指标 34 1.2 方案论证及选择

2、 34 1.2.1 方案论证 . 34 1.2.2 方案选择 . 36 1.3 系统组成框图 36 1.4 单元电路设计 36 1.5 总体电路图 41 1.6 调试过程及测试结果 42 1.6.1 调试过程 . 42 1.7.2 测试结果 . 57 1.8 主要元件清单 57 1.9 课程设计小结 58 三、个人总结 60 2 一、数字时钟的设计与制作 1.1 主要技术指标 设计和制作一个显示时、分、秒的数字时钟，具有校时功能，可对小时和分 单独校时，对分校时的时候，停止向小时的进位。校时时钟可以手动输入或借用 电路中的时钟；实现秒表功能；省电状态（不显示）；显示年、月、日、学号。 在实现数

3、字时钟功能的同时，设计和制作一个温度显示器，可用键盘设置温度的 上限和下限，测量的温度高于低于设置的温度时，温度显示器报警。 1.2 方案论证及选择 1.2.1 方案论证 单片机的选择： 方案一：采用型号为采用型号为 AT89S52AT89S52 的的 5151 单片机芯片。单片机芯片。 51 内核具有丰富的指令集和 32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与 算术逻辑单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两 个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的 CISC 微控 制器最高至 10 倍的数据吞吐率。 AT89S52有如下特点:8K字节的系统内可

4、编程Flash(具有同时读写的能力，即 (RWW)，512 字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存 器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵 活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测 器的通用串行接口，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口， 以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。 工作于空闲模式时CPU停止工作， 而USART、两线接口、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模 式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；

5、在省 电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块 3 处于休眠状态；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于 休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。 本芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash允许程 序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR 内核之中的引导程序进行编程。 引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应 用Flash存储区(Application Flash Memory)。在更新应用Fla

6、sh存储区时引导Flash 区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW操作。 通过将8位RISC CPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内， ATmega16 成为一个功能强大的 单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。 方案二：选用其他单片机。选用其他单片机。 无论从单片机的资源，还是执行速度进行比较，51 单片机都要比其他单片 机性价比高。而且 51 单片机的价格比其他单片机便宜。 计时控制方案 方案一：使用专用时钟芯片使用专用时钟芯片。 使用微控制器控制专用时钟芯片实现计时控制，这种方案有着计时精度高、 控制简单的优点，而且更易于实现日期/时间显示、定时烹调等计时扩展功能。 方案二：采用采用 MCU 内部定时器内部定时器。 AT89S52 内部含有 2 个定时器， 可以利用一个定时器与程序计数器相结合的 方式，在系统晶振的驱动下，产生标准时钟频率。 显示方案选择 方案一：数码管显示数码管显示 工作原理简单，软件编程简单，但考虑到本电路功能多所需数码管多，组合 使用电路焊接难度加大，故不宜使用。 方案二：液晶显示液晶