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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

gps的三大功能之一就是授时。
利用卫星的高精度原子钟，通过卫星向外发射的载波信号，将卫星时间实时传出。
你利用gps接收机接收到卫星的准确时间，而你说的gps天线就是接受卫星载波信号的设备，主要就是接收卫星载波信号，放大载波信号的设备。
然后对获取的信号处理，得出准确的时间。
就相当于卫星是一个很准很准的表，你用天线去接受卫星电波信号，然后获取到一个很准很准的时间。

有时候小孩子手上也会佩戴一副电子钟表，因为可以随时的看时间这也使得孩子能够准确的规划去做一些事情，那么你知道有哪些维修电子钟表的方法吗以下是我为你整理的维修电子钟表的方法，希望能帮到你。

维修电子钟表的方法

1、电源故障：完全同于指针式电子手表的常规检测方法，还可按动照明按钮S3以灯泡来检查电池。若灯光暗淡或闪烁，甚至不亮，都说明电源有故障。若确属电池已失效，就要换用原规格、型号的电池。此外，还要注意电极的极片有无锈蚀及安装位置是否正确等。

2、电路基板上的电池正负极输入线是否断、短路：用万用表的欧姆档，监测断路或短路。若断、短路发生在集成电路的芯片附近，修复比较困难，只得换用新的电路基板。

3、升压电路故障：用示波器检测振荡电路，若有振荡信号但液晶屏无显示，故障多在升压电路。一般是以常规法检测升压电路，若升压电容击穿，就要换用新电容;若升压电容正常，即为CMOS集成电路故障，需换电路基板。

4、导电橡胶故障：在以常规检测电路基板的字划电极输出信号和公共电极信号都正常的情况下，液晶屏仍不显示，多位导电橡胶故障。导电橡胶故障有压缩量小、轴向尺寸小，或塑料支架变形而压不紧等。可换用压缩量较大轴向尺寸稍大的导线橡胶。若无配件，也可安放液晶屏的塑料底框外垫加胶带纸。

5、潮气、汗水、污物侵入机芯：六功能数字电子手表，一般表壳密封差，潮气、汗水很易侵入，间或有污物进入，往往使电路基板与导电橡胶，及液晶显示器字划电极间绝缘电阻严重下降，造成不显示。这一故障时在排除了以上几个方面故障之后的一种常见故障。实践证明，绝大多数不显示是由这种故障造成的。修理方法是，用无水酒精擦拭零件，待零件烘干后，重新装配。

上述外界因素，有时也可能只使微调电容或固定电容的绝缘电阻下降，电容的损耗角剧烈增大，从而使振荡电路不起振。修理方法是，用绒布蘸取少量无水酒精擦拭电容，或直接在烘箱中(或简易烘干器上)进行烘烤(注意温度不要过高)，一般都能排除故障。另外，用银浆粘接的固定电容，在粘接剂氧化后，造成粘接力下降脱落，也能形成不显示。这在修理时应先去除银浆残迹，讲固定电容以锡焊牢。

6、维修中的人为故障：人体及维修设备未设接地线，有可能造成静电对CMOS集成电路的损坏。但必须注意，只有在确认石英谐振器、电容均为正常时，才能判断为CMOS集成电路损坏。确定使用CMOS集成电路要慎重，因为在电路基板上仍有许多密而细的布线，是否存在断路或短路故障，应在排除这两种线路故障后，而确定是否为CMOS集成电路的故障。有时在装配石英谐振器时受热过多，或弯曲引脚次数过多，造成底座损坏漏气，使石英谐振器损坏。修理方法是，换用新的石英谐振器，不但规格、品种、谐振频率相同，而且还要额定负载电容相同，不然即使换上新的，也会造成走时误差。

7、液晶显示器故障：液晶显示器的外观要求应是颜色均匀，无局部变色，无液晶泄露和玻璃破损，两侧边缘电极部分应无残缺。外观正常时，再以常规检测方法进行检测。也可将待检测的液晶显示器装在好的同牌号的表机上，以比较法来检测。若确属损坏，就要换用新件。

机械钟故障的简单维修办法

问题一：钟停止运行

原因1、重锤已经落到底或发条已经松驰。

处理方法：重新提升重锤或上发条。

原因2、钟柜摆放不稳固、不平衡或不垂直。

处理方法：重新将钟柜摆放至稳固、平衡或垂直。

原因3、机芯的擒纵叉未调至最佳运行状态。

处理方法：重新调节机芯擒纵叉至最佳运行状态。

原因4、时、分针叠碰，未能正常行走。

处理方法：重新调整时、分针，使其能正常行走。

问题二：报刻钟不报刻

原因1、未完全解除保护包装。

处理方法：将保护包装完全拆除，使音锤能正常敲击。

原因2、止鸣杆被推至止鸣位置。

处理方法：调整止鸣杆，解除止鸣状态。

原因3、可能钟正处于夜间止鸣状态。

如正处在白天，可顺时针方向拨动分针十二圈，使钟进入日间运行状态。

问题三： 钟打点时，时针未指向正点位置

原因、指针曾经被拆下而没有按正确位置装回。

处理方法：重新拆出指针，将指针装回正确的位置上。(注意：需小心进行，以免损坏指针或其它部件。最好请专业人员进行 *** 作。)

问题四：报时点数与指针指示点数不符

原因：指针曾经被拆下而没有按正确位置装回或调校分针时不小心拨动时针。

处理方法：直接将时针拨到正确的点数位置。

机械表的选购技巧

1、检查手表外观

可从外壳、表镜、表盘和时分秒针等方面检查。表壳应没有砂眼和明显划痕，棱角对称;后盖与上壳的旋合处应严密;两只表环各与表壳的距离相等，安装耳璜的孔应该在表壳脚尾部的位置居中不偏，孔的深度适当，使表环不易脱落;表镜应没有疵点和划痕，透明光亮;三针安装正确，针与针、表镜与表盘之间应有正确的安全间隙;表盘和指针镀层光洁度好，没有斑痕，表盘刻度线条或夜光点完整;把头与表壳之间约有01-03mm的间隙。

2、检查能否自动起摆

将放松发条停走的表轻轻地拿在手里，慢慢上条，同时注视秒针，秒针应在上发条的一开始就跟着转动，否则就不符合标准。

3、检查表在各种位置的声音

上几圈发条之后，把表面朝上、朝下，柄头朝上、朝下、朝左、朝右，倾听其在各方位的频率节拍都应基本一致，上足发条后，声音应清脆无杂音。

4、检查手表的灵敏度

手表的灵敏度是指它的摆轮自动起摆的灵活性。

检查方法是：

a，将没有上过发条已经停止走动的手表轻轻地摇动一下，借助摇动的力量来观察秒针走动的情况：如果秒针在很短时间内就停止走动，则说明这只手表上足发条后能全部走完(即发条无力矩)，灵敏度高;如果秒针长时间继续走动，则说明这只手表上足发条后不能全部走完(即发条还储存力矩)，灵敏度不高或表机有故障。

1、如果钟表是变慢而保持一直走动的话是电池的电量不足，需要更换。家里的钟表慢了可能不会立即发现，有可能到停走的时候才发现，就出现误以为挂钟走着走着就不动的现象。

2、可能是分针和秒针碰到卡住了，可以先取出挂钟的电池，然后打开后盖，可以调整一下分针和秒针的位置，然后再装回去，安装好电池，看下是否会转动。如果都无法使得钟表转动起来，那可能是钟表的机芯坏了，需要去钟表店换个机芯。

3、轮系故障，大多数是轮齿间有灰尘、异物，使轮系齿间相互卡住。也有部分表是 油显过多或极少，油量过多使轮片之间，轮片与夹板之间发生粘连。油量过少使转动轮系阻力过大，这些都会使电子手表走不好。碰到步进马达和轮系的这些故障， 都应进行清洗，清除异物，重新加油才行。

4、接触不好，多数是正负极接触簧片上有污物，与电池接触不良。电路板上信号输出点与线圈线头引出点的接触也会发生接触不良。这些都会引起电路不导通，使石英电子手表不走或者走不好，发现由于接触不好引起的电路不通，首先将接触面充分清洁，然后再重新装配好。

5、石英表无输出信号，其它各方面检查都正常，用万用表检查电路板无输生信一号，大多数原因是石英振子损坏或集成电路故障引起，经更换石英振子无效，则需更换整个电路板。石英表走慢80%以上都是电池电量不足导致的，因此及时更换电池，到专业的维修点更换相应型号的电池。

扩展资料：

石英钟的种类：

1、电波钟表

电波钟表的性能很稳定，是现在非常受欢迎的一种。它的工作原理是由标准时间的授权中心将时间信号进行加密，然后通过低频载波以无线电的形式发播出去，最后由电波钟通过内置的信号接收器接收该信号。

2、电子钟表

电子钟表的工作原理主要是由电池发出的电能转化成磁能，再将磁能转换成能带动钟表的机械能，以此达到目的。

3、晶体管钟

晶体管钟看上去有跟普通的闹钟一样，内部采用晶体管作为开关，而且还有专门的机芯。这种钟表的性能比较稳定，功能齐全，价格适中，受到非常多人的青睐。

4、数显钟

数显钟是现在比较常见的一种，外观时尚，图案种类很多，使用寿命很长，很多人进新房的时候就会购买这种钟表。它虽然是采用石英晶体作为振荡器，但是可以不用机械传动，就可以在显示器上显示时间。

电子钟也是我们日常生活随处可见的。电子钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，具有校时功能和报时功能。

因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。

秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分“秒”计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。

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