数字钟毕业的设计.docVIP

[摘要]：近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本次做的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件，再配以相应的软件，其硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路等部分组成”时位分位秒位”来计时显示,直观又准确. 第二章 设计方案 随着社会科技文化的发展，电子、电脑技术的不断提高，许多电路都有了不同的设计方案及连接方法。相同的产品用不同的系统也能用不同的原理去制成。 数字钟作为一个普通的生活用品，有多种不同的制作方案。虽然数字钟比较简单，但作为我初次实验设计方案，对于我们初学者来说还是很有帮助的。 在制作数字钟电路时，我选择了二种使用设计方案。第一种是用上述所说的单片机（AT89C51）制作的。第二种主要是用JK触发器制作的。 第一节 设计功能 为了达到本次设计的要求，有众多方法可以选择，如：运用电子电路设计就是其中一种。才用大量门元件组成数字钟电路，但因条件有限，再加上其十分烦琐、焊接复杂、精度不高，达不到本次设计的目的，故不采用。为了达到实现LED显示器的数字显示，可采用动态显示法和静态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口又稍微复杂一些，而本身此次设计时钟显示只有六位，并且系统本身又没有其它什么繁重的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的显示。设计中单片机采用容易购买的AT89C51系列，单片机就具有足够的空余硬件资源实现其它的扩展功能，如果考虑到要采用电池供电的话，则可采用其它适合型号的单片机，在软件方面，通过程序的编制，可以很快的通过运用伟福软件进行修改，大大的提高了工作效率，程序灌输也很迅速。 第二节 实现功能方法 第一种方案（见原理图） 第一种方案的特点比较明显：（1）可靠性高 （2）性能价格比高 （3）操作简便 （4）才用AT89C51单片机系统相对的比前者的集成化程度更高。而基本的功能和元器件在[电路的设计方案和功能要求]中会详细说明。 两种电路方案相比较之下，前者的方案虽然价格不是很贵，也比较实用、精确。但其电子元件相对多了很多（例如仅是触发器就有13个之多）。使得电路的焊接就显得非常困难。在短期的实践中就会显得比较仓促。更重要的一点就是当今社会的发展趋势是更趋向于高度的集成化。所以我选择了后者即单片机控制时数码管显示电路。这个方案不仅电路简单，也更符合发展的趋势，将高度的集成化融入实践中更具实际意义。 第二种方案：如下图所示： 第二种方案的设计思路：首先，应有一种秒脉冲产生器，由石英体振荡器产生的基准信号，经过整形和分频获得。秒脉冲经过秒计数器（60进制）可以累计秒脉冲数，而秒计数器输出的分脉冲计数器（60进制）累计分钟数。同样，分计数器输出的脉冲经计数器（24进制）可累计时分数。这些时、分、秒计数通过译码器和显示器显示。最后需要考虑校时电路。 这种设计方案中主要用到的是JK触发器。采用8421码异步工作方式。计数方式则采用60进制与24进制。60进制就是10进制与6进制的串联组合。24进制则采用40进制的组合，通过适当的反馈去掉多余的16个状态形成24进制。 10进制中用到了4个JK触发器，驱动方程： J3=Q2Q1 J2=1 J1=Q3 J0=1 K3=1 K2=1 K1=1 K0=1 6进制中用到了3个JK触发器，驱动方程： J2=Q1 J1=Q2 J0=1 K2=1 K1=1 K0=1 各级译码和显示电路都是由5Y8译码器和YS13-3八段式荧光数码管组成。工作原理就是把脉冲的数累加起来，并把个触发器的不同状态选给5Y8进行译码。译码器译出来的译码再进到数码管，使其相应的字码发光，从而直接显示出来。 最后则是一个校时电路（如前图） （1）调分、调秒电路：可接开关K1（调时）、K2（调分）、K3（调秒）。引入脉冲或0.2秒脉冲调至新校数字为止。 （2）报时清零电路：有单脉冲产生电路（由按钮开关K4和基本触发器构成）组成报时清零电路。 第三节 方案论证 从上面几种方案可以看出，利用单片机所设计的数字钟要比采用电子电路所设计的数字钟有明显的优越性。利用AT89C51单片机控制的硬件电路比较简单，软件方面程序也不复杂。因此，制作原理简单，可在功能作用上要比电子电路设计的数字