电子时钟开题报告

学生毕业设计开题报告书
课题名称 基于单片机的电子时钟设计
姓名 xx
学号 xx
班级 信息xx班
专业 电子信息工程
院系 信息工程学院
指导教师 xxx
一、选题依据
1 课题的目的
社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，促使电子时钟发展并且投入市场得到广泛应用。
2 课题意义
二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。电子时钟的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。所以说电子时钟的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。 3 课题研究的背景 随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子时钟采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用STC89C52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。
二、基本内容及解决的主要问题

1 本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面：
(1)选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。
(2)根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。
(3)在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。
(4)根据硬件电路图，在开发板上完成器件的焊接。
(5)根据设计的硬件电路，编写控制STC89C52芯片的单片机程序。
(6)通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行，并实现本设计的功能。
(7)在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户 *** 作等因素。
2 设计报告内容要求：
(1)目的。
(2)设计指标。
(3)画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
(4)元器件清单。
(5)设计制作的进程考虑时钟及控制信号关系、测试、验证的顺序写出工作进程。
(6)画出各功能模块的电路图，加上原理说明(如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等)。
(7)画出总布局接线图(集成块按实际布局位置画，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线简化画法但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。)
(8)描述设计制作的数字钟的运行结果和 *** 作。
(9)总结：设计过程中遇到的问题及解决办法，课程设计过程体会,对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。

3技术路线
1)收集、查阅相关技术资料，消化吸收，融会贯通，形成多种方案，设想、并分析选择出较合理的方案。
2)对方案进行分析对比作出选择，选择的进行设计。
3)用proteus绘出工作原理图，设计出程序流程图。
4)运用软件工程设计理论及而向对象软件设计方法进行需求分析和详细设计。采用标准化程度高、程序可移植好的语言，以使所开发的软件将来能够移植到不同的硬件环境下运行。
5)用统一标准的格式书写原程序清单，改进程序的可读性。
4 实验仪器、工具：
1)5V电源(或实验箱)4个人合用1个。
2)四连面包板1块。
3)示波器2个(每班)
4)万用表5个(每班)。
5)镊子1把。
6)剪刀1把。
5 实验器件:
1)网络线2米/人。
2)共阴八段数码管6个。
3)CD4511集成块6块。
4)CD4060集成块1块。
5)74HC390集成块3块。
6)74HC51集成块1块。
7)74HC00集成块4块。
8)74HC30集成块1块。
9)10MΩ电阻5个。
10)500Ω电阻14个。
11)30p电容2个。
12)32768k时钟晶体1个。
13)蜂鸣器10个(每班)。
三、设计步骤与进度安排
(一)、功能模、设计指标：
1显示时、分、秒。
2可以24小时制或12小时制。
3具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
5为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。
(二)、设计要求：
1画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。
2设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
3选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。
4在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 制作要求： 自行装配、接线和调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和测量的数据分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件和面包板故障引起的问题。
(三)、设计报告内容要求：
1目的。
2设计指标。
3画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
4元器件清单。
5设计制作的进程，考虑时钟及控制信号的关系、测试、验证的顺序，写出自己的工作进程。
6画出各功能模块的电路图，加上原理说明(如2、5进制到10进制转换，10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等)。
7画出总布局接线图(集成块按实际布局位置画，关键的连接单独画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。)
8描述设计制作的数字钟的运行结果和 *** 作。
9总结。 设计过程中遇到的问题及解决办法，课程设计过程体会，对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。
四、方法、措施

1本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面：
(1)选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。
(2)根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。
(3)在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。
(4)根据硬件电路图，在开发板上完成器件的焊接。
(5)根据设计的硬件电路，编写控制STC89C52芯片的单片机程序。
(6)通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行，并实现本设计的功能。
(7)在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户 *** 作等因素。
2方案的论证与选择
方案一：采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形显示多样清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。
方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。
方案三：采用LCD液晶显示屏 如果选择此方案，将会降低系统的功耗，这样就可以用电池供电，便于携带。但液晶显示器价格较高且驱动电电路复杂，使用起来有一定的难度。综上所述，LED数码管比较方便，但用液晶能更好的显示数据时间，所以扩展功能将数码管换做液晶。

3设计经验总结：
(1)要求学生根据原理和芯片引脚图，分功能设计原理图，并根据接线顺序分步骤验证。
(2)容易出现故障为接触不良。
a) 集成块引脚方向预先弯好对准面包板的金属孔，再小心插入。
b)导线的剥线长度与面包板的厚度相适应(比板的厚度稍短)。
c)导线的线部分不要露在板的上面，以防短路。
d)导线要插入金属孔中央。
(3)按照原理图接线时首先确保可靠的电源和接地。
(4)注意芯片的控制引脚必须正确接好。
(5)检查故障时除测试输入、输出信号外，要注意电源、接地和控制引脚。
(6)注意芯片引脚上的信号与面包板上插座上信号是否一致(集成块引脚与面包板常接触不良)。
(7)为了便于测试，可将2Hz信号直接输入到各级计数器。
(8)接校时电路时可接模拟信号输入(如1Hz和2Hz)测试输出信号的切换正确后，再将秒进位和分进位信号接到校时电路，再接校时电路输出到分计数器和时计数器。
(9)从较时电路接入信号时，必须将原进位信号拔掉。
4选题研究的主要内容：
(1)系统设计主要包括显示部分和数字时钟模块设计、显示接口芯片的选择、串口通讯芯片的选择、电源模块的选择。
(2)系统软件设计
(3) 系统调试和实验结果的测试

五、设计成果

在整个设计过程中，硬件方面主要设计了STC89C52单片机的最小系统、DS1302接口电路、DS18B20接口电路、闹钟及LCD显示;软件方面借助各个渠道的资料，主要设计了阳历数据读取程序、阳历转阴历程序、温度采集程序、闹铃程序以及LCD显示程序;系统的调试主要是通过一块STC89C52开发板，再借助于Keil、STC以及少许自己搭建的外围电路实现的;再此过程中，分步调试时显示出了阳历的日期及时间，还有实时温度，集中调试时没有达到预
期效果。此万年历具有读显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。
六、主要参考文献[3]
[1]苏平单片机的原理与接口技术[M]北京:电子工业出版社，2006：1-113
[2]左金生电子与模拟电子技术[M]北京:电子工业出版社，2004：105-131
[3]马忠梅，籍顺心单片机的C语言应用程序设计[M]北京航空航天大学出版社， 2001年
[4]楼然苗单片机课程设计指导[M] 北京：北京航空航天大学出版社，20077
[5]朱思荣51单片机实现公历与农历、星期的转换[Z]当当电子网
[6]李广弟 单片机原理及应用[M] 北京航空航天大学出版社,2004年 [7]王越明电子时钟的设计[J]黑龙江科技信息，2004年
备注：
[1] 课题类型：产品设计类、工艺设计类、方案设计类等。
[2] 课题来源：教学科研、生产实际、社会实际、模拟等。
[3] 期刊文献：编号 作者题名[J]刊名，年，卷(期):起止页码 图书文献：编号 著者书名[M]出版地：出版社，出版年：起止页码

电子闹钟是一种电子时钟，利用秒脉冲做信号源构成数字钟，显示秒、分、时，并具备闹钟功能。电子闹钟调时间的方法根据不同的电子钟有不同的方法，大致有以下三种：
方法一
1、先按一下“调整”按钮，数字开始闪动。
2、想调哪一个数就多按几次，按到的这个数就会闪动。
3、再用“上调”、或者“下调”来调整。
4、在正常的显示下，按一下“闹钟”按钮，会在“开”和“关”之间转换。
5、按一下“喇叭”按钮，会在“开”和“关”的功能切换。
6、最后按复位。
方法二
1、左上角按键：LIGH，右上角按键：START，左下角按键：MOD，右下角按键：RESET。
2、按一次MODE进入秒，这个时候也就需要再按一次START开始计时，再按START停止计时。
3、按二次MODE进入闹钟调，按RESET更改选项，按START调整时间。
4、按三次MODE进入时间日期星期调整；按ST/SP调整——按一次RESET，按START调整——按二次RESET，按START调整小时——按三次RESET，按START调整日——按四次RESET，按START调整月——按五次RESET，按START调整星期。
方法三
1、先按一下“设置”键进入时间设置状态。
2、此时年份“闪烁”，可按“上调”或“流水（下调）”键修改年份。
3、修改好后按“设置”键将闪烁位移到公历“月”，按“上调”或“流水（下调）”键修改月份。
4、同样的方法可对日、时、分、秒进行设置。

数字电路里的一切运算都是按频率来工作的，时钟是量化频率的工具，没有时钟，数字电路无法工作。

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

现在的数字电路里一般用晶振提供基本的时钟信号。

晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。
晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

有。所有的共享单车都是有定位和计时功能的，通过微波技术，能够及时准确的探测到范围内停放的共享单车,能够准确记录车辆停放的时间，和离开的时间，所以共享单车装有电子时钟。共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务,是一种分时租赁模式,是一种新型绿色环保共享经济。

数字电路里的一切运算都是按频率来工作的，时钟是量化频率的工具，没有时钟，数字电路无法工作。

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

现在的数字电路里一般用晶振提供基本的时钟信号。

晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。
晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

是的，物联网eSIM卡在物理大小上比普通SIM卡更小。eSIM卡的尺寸仅为12388mm，而标准SIM卡的尺寸为2515mm，nano-SIM卡的尺寸为12388mm，因此eSIM卡比nano-SIM卡还要小一些。
值得注意的是，eSIM卡并不是物理上的卡片，而是一个嵌入到设备中的虚拟晶片。eSIM卡不像传统的SIM卡需要插入插槽中，而是通过安全的全球性的无线网络连接技术进行激活和配置。
相对于普通的SIM卡，eSIM卡的优势在于其集成度更高，可以大大减小设备体积和重量，方便设备厂商在小型设备中使用

时钟是嵌入式系统的脉搏,处理器内核在时钟驱动下完成指令执行,状态变换等动作外设部件在时钟的驱动下完成各种工作,比如串口数据的发送、A/D转换、定时器计数等等。

因此时钟对于计算机系统是至关重要的，通常时钟系统出现问题也是致命的，比如振荡器不起振、振荡不稳、停振等。

钟表原理

钟表的应用范围很广，品种甚多，可按振动原理、结构和用途特点分类。按振动原理可分为利用频率较低的机械振动的钟表，如摆钟、摆轮钟等；利用频率较高的电磁振荡和石英振荡的钟表，如同步电钟、石英钟表等。

按结构特点可分为机械式的，如机械闹钟、自动、日历、双历、打簧等机械手表；电机械式的，如电摆钟、电摆轮钟表等；电子式的，如摆轮电子钟表、音叉电子钟表、指针式和数字显示式石英电子钟表 等。

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