实时时钟RTC模块和串口设计电子钟实验

实时时钟RTC模块和串口设计电子钟实验一、实验要求

对开发板上STM32处理器的RTC模块进行操作。RTC模块的当前时间通过串口

传送给PC机的超级终端显示，若RTC模块还未设置时间则通过超级终端进行设置。RTC的秒中断每发生一次，发光二极管LED1闪烁一次。

二、硬件电路设计

在开发板上STM32F103VET6处理器的VBAT引脚接+3V钮扣电池，PB6引脚接

LED1，晶振、USART等均已连接好。

该应用实例不需要额外电路设计，只需将用一根RS232串行通讯线将开发板

的COM1口与PC机的串口相连即可。

三、软件设计思路

根据设计要求，软件需实现以下任务：

(1) 系统启动后检查RTC是否已设置。由于RTC在BKP区域，当Vdd掉电之后可由后备电源提供电源，当后备电源连接到针脚VBAT上时，RTC的设置不会由于外部电源的断开而丢失。在本例中先写一个值到BKP_DR1中以标示RTC是否已配置，在启动之后程序检查BKP_DR1的值，如果保持不变，则表示有后备电池；若BKP_DR1的值不是已经写入的值，则可能是BKP_DR1的值有误或者由于是第一次运行值还未写进去，则需要配置RTC，并且询问用户当前的时间作为RTC的起始值。

(2) 若BKP_DR1的值正确，则意味着RTC已配置，此时将在超级终端上按照每秒一次的频率更新时间。

(3) 在RTC秒中断发生时，连接到PB.05 的LED1灯改变一次状态，这样闪烁频率为2秒。

四、程序分析

整个工程包含3个源文件：startup_stm32f10x_hd.s、stm32f10x_it.c和main.c，其中startup_stm32f10x_hd.s为启动代码，所有中断服务子程序均在stm32f10x_it.c中，其它函数则在main.c中。下面分别介绍相关的函数，函数RTC_IRQHandler用于处理秒中断事件，每次秒中断令LED1闪烁一次，在每次遇到23:59:59时将时钟回零。

函数RTC_Configuration用于配置RTC模块。

函数USART_Scanf用于从PC超级终端中获取输入的数字值。

函数Time_Regulate则利用函数USART_Scanf从超级终端获取新的RTC时间值，并回显到终端中。

函数Time_Adjust使用函数Time_Regulate的结果设置新的RTC时间。

函数Time_Show和Time_Display用于每秒一次的时间处理和将RTC时间转换

了时分秒字符串送往USART1。

源文件其他函数，例如GPIO、RCC、NVIC、USART的配置，不再作冗述。

编译与链接：

五、程序调试

1.仿真：

仿真可以通过设置Option for Target中的Debug选项“Use simulator”来进行。

点击调试按钮，进入仿真状态后，打开UART1面板，利用USART窗口来模拟实现COM1的输入和输出。

然后运行程序，可以直接在串口1中得到以下输出，设置好正确格式的时间初值后即可进入时间更新，但是因为非硬件，所以不是精确的秒计时。

2.下载：

在PC机上运行Windows自带的超级终端串口通信程序（波特率115200、1位停止位、无校验位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序；

(1) 选择硬件调试模式，点击MDK的Debug菜单，选择Start/Stop Debug Session项或Ctrl+F5键，连接目标板并下载调试代码到目标系统中；也可以使用串口下载方式。

(2) 程序正常运行之后会在超级终端显示以下信息：

RTC not yet configured....

RTC configured....

============TimeSettings===================

Please Set Hours:

在PC机上依次输入时钟、分钟、秒钟之后每隔1秒在超级终端上显示一次时间：

Please Set Hours: 12

Please Set Minutes: 0

Please Set Seconds: 0

Time: 12:00:00

同时开发板的LED1灯也会每隔2S闪烁一次。

(3) 调试环境中，按下Reset按钮，PC超级终端上将继续显示正常时间：

External Reset occurred....

No need to configure RTC....

Time: 12:03:09

(4) 程序正常运行时断开开发板外部电源，然后重新接上外部电源，PC超级终端上也将会继续显示正常时间：

Power On Reset occurred....

No need to configure RTC....

Time: 12:05:57

实时时钟设计实验报告

实验报告

源代码： #pragma sfr //使用特殊功能寄存器 #pragma EI //开中断 #pragma DI //关中断 #pragma access //使用绝对地址指令 #pragma interrupt INTTM000 Time //定义时间中断函数为Time #pragma interrupt INTKR OnKeyPress //定义按键中断为OnKeyPress #pragma interrupt INTP5 OnKeyOver //定义INT中断为OnKeyOver void Init_Led(); void InitKey_INTKR(); void Init_Lcd(); void Init_Inter(); void LightOneLed(unsigned char ucNum); void LightOff(); int Count_Day(int month); char i=0; //定义变量i,是切换时间的标志 int key=0; //定义key=0 int temp=1; //用于存放当前月的天数 int temp1=1; int second=0; //默认的秒second=0 int minute=0; //默认的分minute=0 int hour=12; //默认的时hour=12 int day=1; //默认的天day=1 int month=5; //默认的月month=5 int year=2014; //默认的年year=2014 int c_hour=1; //默认的闹钟时=1 int c_minute=1; //默认的闹钟分=1 int buffs[2]; //秒的数码显示缓存区 int buffm[2]; //分的数码显示缓存区 int buffh[2]; //时的数码显示缓存区 int buffday[2]; //天的数码显示缓存区 int buffmonth[2]; //月的数码显示缓存区 int buffyear[4]; //年的数码显示缓存区 int buffmd[4]; //月，天的数码显示缓存区 int buffhm[4]; //时，分的数码显示缓存区 int buffms[4]; //分，秒的数码显示缓存区 int buffch[2]; //闹钟时的数码显示缓存区 int buffcm[2]; //闹钟分的数码显示缓存区 unsigned char Que = 0; //INT中断中间变量 int LCD_num[10]={0X070d,0x0600,0x030e,0x070a,0x0603,0x050b,0x050f,0x0700,0x070f,0x070b};// 数字0~~9的显示码 unsigned char Scond; //…………………………延时函数1……………………// void Delay(int k){ i nt i,j; f or(i=0;i

数字钟设计报告——数字电路实验报告

数字钟设计实验报告 专业:通信工程 姓名:王婧 班级:111041B 学号:111041226

数字钟的设计 目录 一、前言 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计任务 (3) 四、设计方案 (3) 五、数字钟电路设计原理 (4) （一）设计步骤 (4) （二）数字钟的构成 (4) （三）数字钟的工作原理 (5) 六、总结 (9) １

一、前言 此次实验是第一次做EDA实验，在学习使用软硬件的过程中，自然遇到很多不懂的问题，在老师的指导和同学们的相互帮助下，我终于解决了实验过程遇到的很多难题，成功的完成了实验，实验结果和预期的结果也是一致的，在这次实验中，我学会了如何使用Quartus II软件，如何分层设计点路，如何对实验程序进行编译和仿真和对程序进行硬件测试。明白了一定要学会看开发板资料以清楚如何给程序的输入输出信号配置管脚。这次实验为我今后对 EDA的进一步学习奠定了更好的理论基础和应用基础。 通过本次实验对数电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习电子技术基础的意义，也达到了其培养的目的。也明白了一个道理：成功就是在不断摸索中前进实现的，遇到问题我们不能灰心、烦躁，甚至放弃，而要静下心来仔细思考，分部检查，找出最终的原因进行改正，这样才会有进步，才会一步步向自己的目标靠近，才会取得自己所要追求的成功。 ２

二、设计目的 1.掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法； 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法； 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 6熟悉数字实验箱的使用方法。 三、设计任务 设计一个可以显示星期、时、分、秒的数字钟。 要求： 1、24小时为一个计数周期； 2、具有整点报时功能； 3、定时闹铃（未完成） 四、设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生 ３

时钟计时器课程设计

单片机原理及应用课程设计报告书 题目：时钟计时器的设计 姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化 指导老师：周令 设计时间：2011年4月 电子与信息工程学院

目录 1. 引言 (1) 1.1. 设计意义 (1) 1.2. 系统功能要求 (1) 2. 方案设计 (1) 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 (1) 2.2. 硬件系统的总体设计框图 (2) 3. 硬件设计 (2) 4. 软件设计 (3) 4.1. 主程序 (3) 4.2. 显示子程序 (4) 4.3. 定时器T0中断服务程序 (4) 4.4. 定时器T1中断服务程序 (5) 4.5. 调时功能程序 (6) 4.6. 秒表功能程序 (6) 4.7. 闹钟时间设定功能程序 (6) 5. 调试及性能分析 (7) 5.1. 硬件调试 (7) 5.2. 软件调试 (7) 5.3. 性能分析 (8) 6. 设计总结 (8) 7. 附录A：汇编源程序 (9) 8. 附录B：作品实物图片 (26) 9. 参考文献 (27)

时钟计时器的设计 1.引言 1.1.设计意义 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字时钟计时器，本数字时钟计时器，可以显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字时钟计时器就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字时钟计时器与传统的计时器相比，具有读数方便，操作简单，计时精准，还能实现整点提醒，定时提醒等功能。其输出时间采用数字显示，主要用于对时间要求精度高的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89C52，用6位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现数字显示功能,能准确达到以上要求。 1.2. 系统功能要求 用单片机及6位LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式运行，能整点提醒（短蜂鸣，次数代表整点时间），使用按键开关可实现时、分调整，秒表/时钟功能转换，省电（关闭显示）及定时设定提醒（蜂鸣器）等功能。 2.方案设计 2.1. 数字时钟计时器设计方案论证 为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些，又考虑到时钟显示只有6位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED的

实时时钟实验报告

嵌入式系统开发实验报告 实验四：实时时钟实验 班级：应电112 姓名：张志可 学号： 110415151 指导教师：李静 实验日期： 2013年9月25日

实验四：实时时钟实验 一、实验目的 1. 了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。 2. 掌握 S3C2410X 处理器的 RTC 模块程序设计方法。 二、实验设备 硬件：Embest ARM 教学实验系统，ULINK USB-JTAG 仿真器套件，PC 机。 软件：MDK 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。 三、实验原理 1. 实时时钟（RTC） 实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别是在各种嵌入式系统中用于记录事件发生的时间和相关信息，如通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度高的领域的无人值守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出，这些新品不仅具有准确的 RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和 A/D 数据采集通道等，已成为集 RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。 RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如 I2C、SPI、MICROWIRE 和CAN 等串行总线接口。这些串口由2～3 根线连接，分为同步和异步。 2. S3C2410X 实时时钟（RTC）单元 S3C2410X 实时时钟（RTC）单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC 发送8 位BCD 码数据到CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。RTC 单元时钟源由外部32.768KHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。 四、实验内容 学习和掌握 Embest ARM 教学实验平台中 RTC 模块的使用，编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置，以及使用 EMBEST ARM 教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。

数字电子时钟实验报告材料

华大计科学院 数字逻辑课程设计说明书 题目：多功能数字钟 专业：计算机科学与技术 班级：网络工程1班 姓名：刘群 学号： 1125111023 完成日期：2013-9

一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。 3.可以进行时、分、秒时间的校正。 二、设计原理及其框图 1.数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率 1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路。图 1 所示为数字钟的一般构成框图。 图1 数字电子时钟方案框图

⑴多谐振荡器电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24 进制计数器。 ⑶译码驱动电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 ⑷数码管 数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管。本设计提供的为LED数码管。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元 六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路，并通过译码显示。在六位LED 七段显示起上显示

单片机课程设计 秒表计时器(DOC)

课程设计名称：单片机原理及接口技术 题目：基于单片机的秒表计时器设计 学期：2014-2015学年第一学期 专业：电气技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师：

辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表

课程设计任务书 一、设计题目 秒表计时器 二、设计任务 本课题以单片机为核心，设计和制作一个秒表计时器。 三、设计计划 课程设计一周 第1天：查找资料，方案论证。 第2天：各部分方案设计。 第3天：各部分方案设计。 第4天：撰写设计说明书。 第5天：校订修改，上交说明书。 四、设计要求 1、绘制软件流程图并利用汇编语言编写软件程序； 2、绘制系统硬件原理图； 3、形成设计报告。 指导教师： 教研室主任： 2014年5月26 日

本设计利用89C51单片机设计秒表计时器，通过LED显示秒十位和个位，在设计过程中用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒到来时，就让秒计数单元加一，通过控制使单片机秒表计时，暂停，归零。设计任务包括控制系统硬件设计和应用程序设计。 关键词：51单片机；74HC573；LED数码管

综述 (1) 1 程序方案 (2) 1.1方案论证 (2) 1.2总体方案 (2) 2部分设计 (3) 2.1 89C51单片机 (3) 2.2晶体振荡电路 (4) 2.3硬件复位电路 (5) 2.4显示电路 (6) 2.5整体电路图 (7) 3程序设计 (8) 3.1程序流程框图 (8) 3.2显示程序流程图 (9) 3.3汇编源程序 (10) 4调试说明 (13) 4.1概述 (13) 4.2电路原理图 (13) 心得体会 (15) 参考文献 (16)

数字电子钟实验报告

咸阳师范学院物理与电子工程学院 课程设计报告 题目： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 完成日期：年月

目录 第一章概述 3 第二章数字电子钟的电路原理 4 第三章电路调试与制作11 第四章总结与体会12 第五章附录13

第一章概述 数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。 课程设计目的 （1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。 （2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。 （3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。 （4）提高实践动手能力。

第二章数字电子钟的电路原理 数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。 1．数码显示电路 译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。显示器件选用FTTL-655SB双阴极显示屏组。在计数电路输出信号的驱动下，显示出清晰的数字符号。 2．计数器电路 LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。 3．校时电路 数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，时基电路的误差会累积；又因外部环境对电路的影响，设计产品会产生走时误差的现象。所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。通过手动调节按键，达到校准的目的。 4．定时报警电路 当调好定时间后并按下开关K1（白色键），显示屏右下方有红点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。 芯片资料 LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。作为时钟，它准确醒目；作为控制开关，它动作无误；在1小时59分钟或59分钟内，能任意暂停，使用十分方便。 仔细观察从0-9的每个数字并比较图1所示的笔段。内部电路参看图2, LM8560各脚功能，参看图3。

多功能计时器-课程设计

信息工程学院课程设计报告书题目: 多功能计时器 专业：电子信息科学学技术 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 12 月 24 日

信息工程学院课程设计任务书 年月日

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要 此多功能计时器是基于741s48、74ls192、555定时器、CD40161设计的，由六个主要部分组成，即控制电路、秒脉冲发生器、计数器、译码显示器、置数电路以及声光报警电路，包含置数(00至99)、1s倒计时、开启、暂停、连续、清零以及到点声光报警等主要功能，也能完成一个完整的系统过程，可用于各种竞赛计时，交通灯系统，及报警装置。计时范围为00至99，可智能控制。 关键词：多功能计时器、1s倒计时、连续、声光报警

目录 目录 (4) 1 任务提出与方案论证 (5) 1.1 任务提出 (5) 1.2 方案论证 (5) 2 总体设计 (6) 2.1 总体框图 (6) 2.2 总体电路 (7) 3 详细设计 (8) 3.1秒脉冲发生器 (8) 3.2译码计时电路 (10) 3.3控制电路 (13) 3.3.1总开关 (13) 3.3.2单刀双掷开关 (13) 3.4反馈电路 (14) 3.5报警电路 (14) 3.6置数电路： (15) 4 总结 (17) 5 参考文献 (18)

1 任务提出与方案论证 1.1 任务提出 设计一种多功能计时器，要求实现以下功能： 置数、1s倒计时、开启、暂停、连续、清零以及到点声光报警，计时范围为00至99，可智能控制。能任意定时，开启和暂停及清零，1秒的准确延时，及到点声光报警。 1.2 方案论证 秒脉冲发生器：可以选用晶振产生，或者用555定时器或者555与CD40161同时产生，为了实现反馈，让计时器计数到零时停止，我选用CD40161 ，即实现了1s计数有可以形成反馈。译码电路：我选用4线－七段译码器/驱动器74LS48来实现。 计时电路：我选用十进制可逆计数器74LS48 ，可以用来置数，同时也可以来产生减计数。控制电路：用按键和反馈来实现。 报警电路:用speaker和led来实现。 置数电路：用单刀双掷开关选通74ls48的置数端，通过置0或置1来控制。

数字时钟设计实验报告

电子课程设计题目：数字时钟

数字时钟设计实验报告 一、设计要求： 设计一个24小时制的数字时钟。 要求：计时、显示精度到秒；有校时功能。采用中小规模集成电路设计。 发挥：增加闹钟功能。 二、设计方案： 由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。 秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。 计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。 校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。 三、电路框图： 图一 数字时钟电路框图 译码器 译码器 译码器 时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制) 校 时 电 路 秒信号发生器

四、电路原理图： （一）秒脉冲信号发生器 秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。 ?振荡器: 通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器，经过调整输出1000Hz 脉冲。 ?分频器: 分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能 扩展电路所需要的信号，选用三片74LS290进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。其电路图如下： 图二秒脉冲信号发生器 （二）秒、分、时计时器电路设计 秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。 ?60进制——秒计数器 秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。当计数到59时清零并重新开始计数。秒的个位部分的设计：利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。其电路图如下：

数字电子钟课程设计实验报告

中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计任务书2016/2017 学年第一学期 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 课程设计题目：数字电子钟的设计 起迄日期：2017年1月4日～2017年7月10日 课程设计地点：科学楼 指导教师：姚爱琴 2017年月日 课程设计任务书

中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计开题报告2016/2017 学年第一学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号：

指导教师：姚爱琴 2017 年 1 月 6 日 中北大学 信息与通信工程学院 通信工程专业 《电子线路及系统》课程设计说明书2016/2017 学年第二学期 题目：数字电子钟的设计 学生姓名：张涛学号： 李子鹏学号： 指导教师：姚爱琴 2017 年月日

目录 1 引言 (6) 2 数字电子钟设计方案 (6) 2.1 数字计时器的设计思想 (6) 2.2数字电路设计及元器件参数选择 (6) 2.2.2 时、分、秒计数器 (7) 2.2.3 计数显示电路 (8) 2.2.5 整点报时电路 (10) 2.2.6 总体电路 (10) 2.3 安装与调试 (11) 2.3.1 数字电子钟PCB图 (11) 3 设计单元原理说明 (11) 3.1 555定时器原理 (12) 3.2 计数器原理 (12) 3.3 译码和数码显示电路原理 (12) 3.4 校时电路原理 (12) 4 心得与体会 (12) 1 引言 数字钟是一种用数字电子技术实现时，分，秒计时的装置，具有较高的准确性和直观性等各方面的优势，而得到广泛的应用。此次设计数字电子钟是为了了解数字钟的原理，在设计数字电子钟的过程中，用数字电子技术的理论和制作实践相结合，进一步加深数字电子技术课程知识的理解和应用，同时学会使用Multisim电子设计软件。 2数字电子钟设计方案 2.1 数字计时器的设计思想 要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。 值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。校时电路一般

24秒计时器课程设计

电子课程设计篮球24秒计时器 班级：自动化092201H班 姓名：陈鹏飞 学号：200922060101

目录 序言 (3) 一、设计任务及要求 (3) 二、总体框图 (3) .......................................................................................................... .......................................................................................................... .......................................................................................................... 三、选择器件 (4) ........................................................................................................... .......................................................................................................... 四、功能模块 (8) 五、总体电路设计 (12) 六、参考文献 (14) 七、心得体会 (14)

序言 篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要 求进攻方在24秒内有一次投篮动作，否则视为违例。本人设计了一个篮球比赛计时器，可对比赛总时间和各方每次控球时间既是。该计时器采用按键操作，LED 显示，非常实用，此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。 篮球24秒计时器 一、设计任务与要求 1. 有显示24秒的计时功能 2. 置外部操作开关，控制计时器的直接清零，起碇和暂停连续功能 3. 计时器喂24秒递减计时器，其间隔为1秒 4. 计时器递减计时到0时，数码显示器不能灭灯 应发出光电报警信 号 二、总体框图 二． 1秒脉冲发生器： 秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。 不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的 频率很低的振荡器有一定的难度 工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低 精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡 秒脉冲发生器 外部操作信号 译码/显示电路 24t 计数器 控制电路 报警电路

单片机电子时钟课程设计实验报告

单片机电子时钟课程设 计实验报告 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

《单片机原理与应用》课程设计 总结报告 题目：单片机电子时钟（带秒表）的设计 设计人员：张保江江润洲 学号： 班级：自动化1211 指导老师：阮海容 目录 1.题目与主要功能要求 (2) 2.整体设计框图及整机概述 (3) 3.各硬件单元电路的设计、参数分析及原理说明 (3) 4.软件流程图和流程说明 (4) 5.总结设计及调试的体会 (10) 附录 1.图一：系统电路原理图 (11) 2.图二：系统电路 PCB (12) 3.表一：元器件清单 (13) 4.时钟程序源码 (14)

题目：单片机电子时钟的设计与实现 课程设计的目的和意义 课程设计的目的与意义在于让我们将理论与实践相结合。培养我们综合运用电子课程中的理论知识解决实际性问题的能力。让我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立完成某些单片机应用系统的开发和设计打下一个坚实的基础。 课程设计的基本任务 利用89C51单片机最小系统，综合应用单片机定时器、中断、数码显示、键盘输入等知识，设计一款单片机和简单外设控制的电子时钟。 主要功能要求 最基本要求 1)使用MCS-51单片机设计一个时钟。要求具有6位LED显示、3个按键输入。 2)完成硬件实物制作或使用Pruteus仿真（注意位驱动应能提供足够的电流）。 3)6位LED数码管从左到右分别显示时、分、秒(各占用2位)，采用24小时标准计时制。开始计时时为000000，到235959后又变成000000。 4)使用3个键分别作为小时、分、秒的调校键。每按一次键，对应的显示值便加1。分、秒加到59后再按键即变为00；小时加到23后再按键即变为00。在调校时均不向上一单位进位 (例如分加到59后变为00，但小时不发生改变)。 5) 软件设计必须使用MCS-51片内定时器，采用定时中断结构，不得使用软件延时法，也不得使用其他时钟芯片。 6）设计八段数码管显示电路并编写驱动程序，输入并调试拆字程序和数码显示程序。7）掌握硬件和软件联合调试的方法。 8）完成系统硬件电路的设计和制作。 9）完成系统程序的设计。 10）完成整个系统的设计、调试和制作。

数字电子时钟实验报告

一、设计题目与要求 设计题目：多功能数字钟 设计要求： 1.准确计时，以数字形式显示机器人行走的时、分、秒的时间。 二、设计原理 1数字钟的组成部分 ⑴555定时器组成的方波发生电路 多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。 ⑵时间计数器电路 时间计数电路分成三个模块，时，分，秒：时用24进制计数器实现；分，秒用60进制计数器实现。 ⑶译码显示电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并在显示电路显示相应系数。 2.数字钟的工作原理 ⑴多谐振荡器电路 555 定时器与电阻R1、R2，电容C1、C2 构成一个多谐振荡器，利用电容的充放电来调节输出V0，产生矩形脉冲波作为时钟信号，因为是数字钟，所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。 ⑵时间计数单元

六片74LS90 芯片构成计数电路，按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路，并通过译码显示。在六位LED 七段显示起上显示对应的数值。 三、元器件 1.实验中所需的器材. Vcc 5V 电源?. 共阴七段数码管6 个?. 74LS90D 集成块6 块?. 74HC00D 6个以及其他元件 LM555CM 1个 电阻 6个 10uF 电容 2个 2.芯片内部结构及引脚图

图2 LM555ＣＭ集成块 图374LS90D集成块 五、各功能块电路图 1秒脉冲发生器主要由555 定时器和一些电阻电容构成，原理是利用555 定时器的特性，通过电容的充放电使VC 在高、低电平之间转换。其中555 定时器的高、低电平的门阀电压分别是2/3VCC 和1/3VCC 当电容器充电使VC 的电压大于2/3VCC 则VC 就为高电平，然 而由于反馈作用又会使电容放电。当VC 小于1/3VCC 时，VC 就为低电平。同样由于反馈作用又会使电容充电。通过555 定时器的这一性质我们就可以通过计算使他充放电的周期刚好为1S这样我们就会得到1HZ 的信号。其中555 定时器的一些功能对照后面目录。其中555 定时器组成的脉冲发生器电路见：方波发生器的部分。

60秒计时器课程设计 周海祥

目录 摘要 (2) 引言 (2) 一．设计目的 (2) 二．设计任务 (2) 三．电路原理设计 (2) 3-1计时器的设计原理 (2) 3-2计时器的基本逻辑功能 (3) 3-3主干电路设计 (3) 3-3-1震荡电路设计 (3) 3-3-2计数器的设计 (3) 3-3-3译码器的设计 (3) 四．电路仿真 (4) 五．系统分析 (5) 5-1基础元件介绍 (5) 5-1-1计数器 (5) 5-1-2译码器与显示管 (6) 5-1-3振荡器 (8) 5-1-4与非门 (8) 六．电路的焊接 (9) 七．调试 (9) 八．总结 (10) 参考文献 (10) 致谢 (10) 附录 (11)

74LS160构成的60秒计时器 摘要 60秒计时器是采用数字电路实现的数字显示计时装置。本系统由振荡器，计数器，译码器，LED显示器组成。采用74LS系列中小规模集成芯片。 引言 计时器是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观(有荧光七段数码显示器)、无机械传动装置等优点。而且钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。 一.设计目的 在学完了《数字电子技术》课程的基本理论后，能够综合运用所学知识设计和制作实际需要的简单电子电路，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题解决问题的能力。 二.设计任务 完成由74LS160构成的60秒计时器 计时器的组成:60秒计时器一般由振荡器，计时器，译码器，LED显示器组成，这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路。 三.电路原理设计 3-1 计时器的设计原理： 先构成一个555定时器和分频器产生震荡周期为一秒的标准“秒”脉冲信号，由74LS160采用清零法分别组成六十进制的“秒”计数器。清零法适用于有异步置零输入端的集成计数器。原理是不管输出处于哪种状态，只要在清零输入端加一个有效电平电压，输出会立即从那个状态回到“0000”状态。。使用74LS48为驱动器，共阴极七段数码管作为显示器。设计图见附录一

嵌入式软件开发基础实验报告 实时时钟

上海电力学院 嵌入式软件开发基础实验报告 题目：【ARM】实时时钟实验 专业：电子科学与技术 年级： 姓名： 学号：

一、实验目的 1、了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。 2、掌握S3C44B0X 处理器的RTC 模块程序设计方法。 二、实验设备 1、硬件：Embest EduKit-III 实验平台，Embest ARM 标准/增强型仿真器套件，PC 机。 2、软件：Embest IDE Pro ARM 集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。 三、实验内容 学习和掌握 Embest EduKit-III 实验平台中RTC 模块的使用，进行以下操作： 1、编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置。 2、使用EMBEST ARM 教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。 四、实验原理 1. 实时时钟（RTC） 实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别是在各种嵌入式系统中用于记录事件发生的时间和相关信息，如通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度高的领域的无人值守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出，这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A/D 数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。 RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如I2C、SPI、MICROWIRE和CAN 等串行总线接口。这些串口由2～3 根线连接，分为同步和异步。 2. S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元 S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC 发送8 位BCD 码数据到CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。RTC 单元时钟源由外部32.768KHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。 S3C44B0X 实时时钟（RTC）单元特性： BCD 数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份 1、闹钟（报警）功能：产生定时中断或激活系统 2、自动计算闰年 3、无2000 年问题 4、独立的电源输入 5、支持毫秒级时间片中断，为RTOS 提供时间基准 读/写寄存器 访问 RTC 模块的寄存器，首先要设RTCCON 的bit0 为1。CPU 通过读取RTC 模块中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON 和 BCDYEAR 的值，得到当前的相应时间值。然而，由于多个寄存器依次读出，所以有可能产生错误。比如：用户依次读取年（1989）、月（12）、日（31）、时（23）、分（59）、秒（59）。当秒数为1 到59 时，没有任何问题，但是，当秒数为0 时，当前时间和日期就变成了1990 年1 月1 日0 时0 分。这种情况下（秒数为0），用户应该重新读取年份到分钟的值（参考程序设计）。

数字时钟实验报告

单片机 数字时钟设计 实训报告 系别 专业 姓名 学号

摘要 单片机是把中央处理器CPU,随即存取存储器RAM,只读存储器ROM,定时器/计数器以及输入/输出即I/O接口电路等主要计算机部件，集成在一块集成电路上的微机。虽然只是一个芯片，但从组成和功能上来看，已具备微型系统的属性。单片机的发展经历了4个阶段，其向着低功耗CMOS化，微型单片化，主流与多品种共存的方向发展。单片机在工业自动化，仪器仪表，家用电器，信息和通讯产品及军事方面得到了广泛应用。另外，其发展前景不错。 本次实训以设计制作数字时钟为例，来加深我们对单片机特性和功能的了解，加强我们的编程思想。为今后从事单片机程序产品的开发，打下了良好的理论与实践基础。理论服务于实践，将知识转化为能力，也是本次试训的另一个重要目的。

目录 一、整体设计方案 (3) 1. 方案设计要求 (3) 2. 方案设计与论证 (3) 3. 整体设计框图 (4) 二、数字时钟的硬件设计 (4) 1. 最小系统设计 (4) 2. LED显示电路 (8) 3. 键盘控制电路 (9) 4. 数字时钟的原理图 (10) 三、数字时钟的软件设计 (11) 1. 系统软件设计流程图 (11) 2. 数字时钟主程序 (14) 四、调试与仿真 (18) 1. 数字时钟系统PROTUES仿真 (18) 2. 软件与硬件调试 (19) 3. 系统性能测试与功能说明 (19) 4. 出现问题及解决 (19) 五、实验结论 (20) 六、心得体会 (21) 附录：1.原器件清单 (22) 2.参考文献 (22)

一、整体方案设计 1. 方案设计要求 设计制作一个数字时钟，要求能实现基本走时，并以数字形式显示时、分、秒；采用24小时制；能校时、校分、校秒；也可以添加其他功能. 2. 方案设计与论证 方案一： 采用各种纯数字芯片实现数字时钟的设计。优点：各个模块功能清晰，电路易于理解实现。缺点：各个模块功能已定不能进行智能化调整，整体电路太庞大。 方案二： 采用 FPGA模块用硬件语言实现功能。优点：运算速度快，走时精度高，算法简单。缺点：成本高，大材小用。 方案三： 采用单片机最小系统实现功能。优点：电路简单，能通过程序进行随机调整并扩展功能，成本低，易于实现。缺点：走时有一定的误差。 经过综合考虑成本问题以及他人接受程度，选择第三种方案实现设计要求。

单片机综合实验报告51电子时钟

一、实验内容： 设计一个数字时钟，显示范围为00：00：00~23：59：59。通过5个开关进行控制，其中开关K1用于切换时间设置（调节时钟）和时钟运行（正常运行）状态；开关K2用于切换修改时、分、秒数值；开关K3用于使相应数值加1调节；开关K4用于减1调节；开关K5用于设定闹钟，闹钟同样可以设定初值，并且设定好后到时间通过蜂鸣器发声作为闹铃。 选做增加项目：还可增加秒表功能（精确到0.01s）或年月日设定功能。 二、实验电路及功能说明 1602显示器电路（不需接线） 电子音响电路 按键说明： 按键键名功能说明 K1 切换键进入设定状态 K2 校时依次进入闹钟功能是否启用，闹钟时,分秒, 年,月,日及时间时,分,秒的设置,直到退出 设置状态 K3 加1键调整是否起用闹钟和调节闹钟时,分,秒, 年,月,日,时间的时,分,秒的数字三、实验程序流程图：

四、实验结果分析 定时程序设计： 单片机的定时功能也是通过计数器的计数来实现的，此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲，也就是每经过1个机器周期的时间，计数器加1。如果MCS-51采用的12MHz晶体，则计数频率为1MHz，即每过1us的时间计数器加1。这样可以根据计数值计算出定时时间，也可以根据定时时间的要求计算出计数器的初值。MCS-51单片机的定时器/计数器具有4种工作方式，其控制字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对特殊功能寄存器的编程，可以方便的选择定时器/

计数器两种工作模式和4种工作方式。 定时器/计数器工作在方式0时，为13位的计数器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所构成。TLX低5位溢出则向THX进位，THX计数溢出则置位TCON中的溢出标志位TFX. 当定时器/计数器工作于方式1，为16位的计数器。本设计师单片机多功能定时器，所以MCS-51内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式，计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲使计数器增1。 实时时钟实现的基本方法： 这次设计通过对单片机的学习、应用，以A T89S51芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它主要通过51单片机综合仿真实验仪实现，通过1602能够准确显示时间，调整时间，它的计时周期为24小时,从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。主要实现功能为显示时间，时间校准调时(采用手动按键调时)，闹铃功能（设置定时时间，到点后闹铃发出响声）。通过键盘可以进行校时、定时。闹铃功能使用I/O 口定时翻转电平驱动的无源蜂鸣器。本文主要介绍了工作原理及调试实现。 四个按键K1、K2、K3、K4、一个蜂鸣器。 1602显示时钟、跑表。 时钟的最小计时单位是秒，但使用定时器的方式1，最大的定时时间也只能达到131ms。我们可把定时器的定时时间定为50ms。这样，计数溢出20次即可得到时钟的最小计时单位：秒。而计数20次可以用软件实现。 秒计时是采用中断方式进行溢出次数的累积，计满20次，即得到秒计时。从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。要求每满1秒，则“秒”单元中的内容加1；“秒”单元满60，则“分”单元中的内容加1；“分”单元满60，则“时”单元中的内容加1；“时”单元满24，则将时、分、秒的内容全部清零。 实时时钟程序设计步骤： 先对系统进行初始化，如：LCD1602初始化，DS1302初始化等，然后才能进入主显示模块，即可在LCD1602上看到相应的信息。对于LCD1602的初始化，主要是对开启显示屏，清屏，设置显示初始行等操作。DS1302的初始化主要是先开启写功能，然后写入一个初始值。 本系统采用的是LCD1602液晶显示器，由于其是本身带有驱动模块的液晶屏，所以对于LCD1602操作程序可分为开显示、设置显示初始行、写数据和清屏等部分。LCD1602的写命令程序和写数据程序分别以子程序的形式写在程序里，以便主程序中的调用。 （1）选择工作方式，计算初值； （2）采用中断方式进行溢出次数累计； （3）计时是通过累加和数值比较实现的； （4）时钟显示缓冲区：时钟时间在方位数码管上进行显示，为此在内部RAM中要设置显示缓冲区，共6个地址单元。显示缓冲区从左到右依次存放时、分、秒数值； （5）主程序：主要进行定时器/计数器的初始化编程，然后反复调用显示子程序的方法等待中断的到来； （6）中断服务程序：进行计时操作； （7）加1子程序：用于完成对时、分、秒的加操作，中断服务程序在秒、分、时加1时共有三种条调用加1子程序，包括三项内容：合字、加1并进行十进制调整、分字。 程序说明： 按K1按键进入设定状态 按K2,依次进入闹钟功能是否启用，闹钟时,分秒,年,月,日及时间时,分,秒的设置,直到退出设置状态按K3,调整是否起用闹钟和调节闹钟时,分,秒,年,月,日,时间的时,分,秒的数字 LCD第二排中间显示小喇叭，表示启用闹钟功能，无则禁止闹钟功能（可在调整状态进行设置）正常状态,LCD上排最前面显示自定义字符,LCD下排最前面闪动"_" 设置状态,LCD上排最前面显示"P",下排最前面在设置闹钟时间时显示"alarm_",其它状态显示