本科系列单片机电子闹钟设计方案开题报告.docx

南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）开题报告题目：基于 89 系列单片机的电子闹钟的设计专业： 自动化班 级：数控081学号：240081219学生姓名：莫健指导教师：高金凤教授2012年3月本科毕业设计（论文）开题报告学生姓名学号240081219专业自动化指导教师高金凤职称讲师所在院系K自动化学院课题来源自拟课题课题性质工程技术研究采用基于单片机的实现形式，进行电子闹钟的设计的研究，利用单片机的 智能性，可方便地实现具有智能的电子闹钟设计由于微处理器均具有时钟振 荡系统，利用系统时钟借助微处理器的定时器/计数器可实现电子闹钟功能毕业设计的具体内容：一、 了解电子闹钟的功能并做出设计总体方案二、 设计电子闹钟的硬件系统1电子闹钟的硬件系统框架2电子闹钟的主机电路设计3电子闹钟的显示电路设计4电源设计5硬件电路原理毕业设 计的内 容和意 义三、 设计电子闹钟的软件系统1软件系统中的主模块设计2基本显示模块设计3当前编辑位闪烁功能的实现4时间设定模块设计5秒脉冲发生器原理与走时原理6 12小时制与24小时制的是实现7闹铃功能的实现8基于C51的源程序四、 系统的组装与调试1硬件系统的组装与调试2软件调试3系统实物五、 电子闹钟系统中可以进一步探讨的问题（如温度计功能的实现）六、 低功耗问题及其解决思路。

基于89系列单片机的电子闹钟的设计课题名称毕业设 计的内 容和意 义本课题研究的意义：本课题对单片机的应用进行了研究（设计），针对基于89系列单片机的电 子闹钟进行了设计，其研究意义如下：1、 电子闹钟一个无处不在的电子产品，经过多年的发展技术已经相当成熟 了目前应用广泛的数字钟大多用AT89C2051单片机为核心控制部件 制作的，可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，通过扩展还 可实现对电子闹钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车 站、医院、机场、厕所等公共场所的时间显示2、 与机械钟表和3V电源半机械钟表相比，电子闹钟具有时间精确、停电 不用校准、减少汞电池的使用等优点现代社会，守时已不仅关系到一 个人的职业生涯，还成了衡量一个人道德的标准手表为人们解决了在 没有时钟情况下的时间概念，然而，手表对于忙碌的生活显然早已不太 适应，设计一款电子式数字闹钟手表势在必行3、 本课题将通过对目前市场上的电子闹钟的研究，制作一个以 AT89C2051单片机为核心控制部件的数字式电子闹手表，该表具有显 示年、月、日、时、分、秒，正点报时，省电模式，智能闹钟等功能 使得户外活动的人们可以在得到精确时间显示的同时得到提醒接下来的 时间安排，方便人们的生活。

文 献 综 述摘要：随着当今科学技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高，使用的 家庭电器等也不断地智能化这一切对时间的精确要求越来越咼，传统的时钟 功能单一，已不能适应时代的发展本人所述基于ATMEL公司的AT89C2051单 片机为主控制单元，以DS1302时钟电路芯片计时的报时系统是具有准确的走 时、较时、调时、定时、报时等功能的系统基于单片机设计而成，具有较大 的广泛性以及实用性本文系统的介绍了时钟的发展史，接着介绍了报时系统 的发展及其在生活中的应用同时进一步的介绍了基于单片机的报时系统的原 理，以及此类产品的发展现状以及未来发展前景一、传统的时钟及报时系统自古以来，人们对时间的确定使用了很多的方法，为了描述时间， 从古到今人们发面了各种各样的计时仪器通过近千年的发展，时钟越来越精 确，人们对其要求也越来越高公元1300年以前，人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计 时例如，日晷是利用日影的方位计时；漏壶和沙漏是利用水流和沙流的流量 计时东汉张衡制造漏水转浑天仪，用齿轮系统把浑象和计时漏壶联结起来，漏 壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周，这是最早出现的机械钟1715年，英国的格雷厄姆又发明了静止式擒纵机构，弥补了后退式擒 纵机构的不足，为发展精密机械钟表打下了基础。

20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、 指针式石英电子钟表、数字式石英电子钟表相继问世，钟表的日差已小于0.5 秒，钟表进入了微电子技术与精密机械相结合的石英化新时期此时的报时系 统主要都是通过机械装置来进行报时［5］二、报时系统的发展和现状文 献 综 述数字时钟的报时系统是一种实现时、分、秒计时与报时的装置，与机械 式报时时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使 用寿命，已得到广泛的使用数字时钟的设计方法有许多种，例如,可用中小 规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其 所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等等这些 方法都各有其特点2.1基于VHDL语言的多功能数字时钟报时系统随着电子设计自动化（EDA）的高速发展，电子系统的设计技术和工具发生 了深刻的变化EDA的关键技术之一是要求用形式化方式来描述数字系统的硬 件电路，即要用硬件描述语言来描述硬件电路本系统采用石英晶体振荡器、 分频器、计数器、显示器和校时电路组成由LED数码管来显示译码器所输出 的信号采用了 74LS系列中小规模集成芯片。

使用了 RS触发器的校时电路 总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成其中主体电路完成数字时 钟的基本功能，扩展电路完成数字时钟的扩展功能脉冲电路及显示电路利用外部电路实现数字时钟的设计包括秒计数器、 分计数器、时计数器、动态扫描显示电路、报时电路、七段显示译码电路的设 计，最后进行数字钟的总体设计 多功能数字时钟电路由秒、分、时、日、月、年6个计数模块和1个报警模 块、1个闹钟判断处理模块、1个时间数据动态扫描模块、1个显示译码模块 组成［12］2.2基于Multisim 8仿真软件的多功能数字时钟报时系统数字时钟主要分为数码显示器、60进制和12进制计数器、频率振荡器、校 时和报时这几个部分数字时钟要完成显示需要6个数码管，八段的数码管需 要译码器械才能显示，然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和12 进制计数器，在在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意 调整60进制可能由10进制和6进制的计数器串联而成，而小时的12进制可 以采用74LS191的十进制计数器和D触发器来产生计数和进位频率振荡器可 以由晶体振荡器分频来提供，也可以由555定时来产生脉冲并分频为1HZ［12］。

2.3基于单片机数字时钟的设计单片微型计算机简称单片机，又称为微控制器（MCU），它的出现是计算机 发展史上的一个重要里程碑，它具有集成度高、可靠性高、功能强、体积小、 功耗低、价格低廉等特点，在各个领域得到了广泛的应用和发展单片机性 能稳定、速度快等特点有利于实时测控，在工业控制、通信设备、家用电器等 应用领域中独占鳌头51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机 之 一 ［1］文 献 综 述单片机是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和 中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、 模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的 计算机系统［1］单片机的功能：是自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序 的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种 操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一 条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指 令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同［2］。

DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时 时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补 偿功能，工作电压为2.5V〜5.5V采用三线接口与CPU进行同步通信，并可 采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据DS1302内部有一个 31X8的用于临时性存放数据的RAM寄存器DS1302是DS1202的升级产 品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对 后备电源进行涓细电流充电的能力［4］基于单片机的报时系统是以单片机（如51系列单片机）为主控制器，以时 钟芯片（如Dallas公司生产的带RAM的实时时钟电路DS1302）实现对时间的 设定和走时，通过显示系统（LED动态显示器以及蜂鸣器等）将报时信号显示出 来基于单片机的报时系统包含两个部分，硬件部分和软件部分1、 硬件部分：使用AT89C2051单片机芯片，再配以DS1302、按键电路、晶 振电路、复位电路、LED动态显示器以及蜂鸣器实现2、 软件部分：选择使用C语言或者汇编语言来实现系统的功能，程序中必 须包含主程序、数据显示程序、中断程序以及按键程序等。

三、现状及未来发展前景数字时钟的报时系统在生活中几乎无处不在，数字时钟的报时系统不仅实 现了实现了年、月、日、时、分、秒、星期、农历、世界各地时间等的计 时，而且其定时功能更是使其应用有了极大的扩展，诸如定时报警、时间程序 自动控制、按时打铃、定时启闭电路、定时开关冰箱、定时广播、通断动力设 备以及各种定时电气的自动启用等对于生活中中一般精度要求的电子器件都 可以使用其来进行计时、定时及报时［11］文 献 综 述此外，单片机具有集成度高、可靠性高、功能强、体积小、功耗低、价格 低廉等特点，单片机把其各功能部件全部集成在一块芯片上，内部采用总线结 构，减少了芯片之间的连线，提高了单片机的可靠性与抗干扰能力另外，其 体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作同时其 简单易懂的控制功能能使人们更方便的使用其所涉及的自动报时系统，作为各 个需要定时以及报时的元器件中，综合以上的各种优势，我们可以确信基于单 片机控制的报时系统在未来的发展中将会有更加广泛的应用和更广阔的发展空 间参考文献1吴国经.单片机应用技术北京：中国电力出版社2004.1:1~92胡汉才.单片机原理及其接口技术北京：清华大学出版社1996:5~123王迎旭.单片机原理与应用北京：机械工业出版社，2004.74 百度百科 DS13025 符.恩. 皮普内洛夫（苏）张遐龄译世界钟表史19826胡锦.单片机技术实用教程北京：高等教育出版社，20037赵亮.单片机C语言编程与实例.北京：人民邮电出版社,2003.98李群芳.单片微型计算机与接口技术北京：电子工业出版社，2005.19何立明.单片机原理教程.北京：北京航空航天大学出版社，199810杨西明.单片机编程与应用入门，北京：机械工业出版社，2004.51211杜运福•基于单片机的智能时钟文献综述，盐城工业学院，2009.5.9 多功能数字钟的设计与实现，浙江工业大学之江学院毕业设计论文文献 综述1、 通过对ATMEL的AT89C2051微处理器特性的研究，分析了系统时钟 的误差特性，并对基于AT89C2051的电子闹钟的设计方案进行了实验与仿真研 究，给出了系统时钟误差分析结果和曲线；2、 将 电子闹钟的硬件系统设计 与 软件系统设计 结合，讨论了 基于 AT89C2051的电子闹钟控制器的设计；3、 应用C语言的编程方法（工。