毕业设计（论文）基于实验平台的电脑钟与频率计综合系统设计与实施.doc

内蒙古科技大学毕业论文基于实验平台的电脑钟与频率计综合系统设计与实施摘要本设计以8032单片机为核心，单片机实现的电脑钟钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点，同时采用LED数码管显示器动态显示，而且电脑钟和频率计的应用非常普通电脑钟通过键盘可以进行校时、定时等功能输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管来显示技术数字频率计是数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号简单介绍了LED显示的发展状况和其所特有的优势，简述了该设计中一些重要芯片的基本工作原理，着重论述了硬件线路各个模块的设计思想数码管与单片机的接口采用动态显示技术，利用了时钟芯片的系统自带电池功能来实现断电时保存一些重要数据，以便来电时正确显示信息的功能关键词：单片机 电脑钟 频率计 LED数码管 AbstractThis design with 8032 singlechip microcomputer, the digital clock programming, the expansion of the flexible functional advantages, LED digital display by tube, and computer clock dynamic display of frequency and application is very common.Computer keyboard can clock through school, timing etc. Function. Output devices with LCD monitors can technology and digital tube to display technology. Digital frequency is measured by using digital display signal frequency instrument, the signal can be sine wave, square or other periodic change of signal.Simply introduces the development status and LED to show its unique advantage in the system, this paper expounds some important chip basic principle of focuses on the hardware circuit design ideas of the modules. Digital and dynamic display of the interface chip technology, using the clock chip system to realize the function of cabin battery power save some important data when, in order to correctly display information to the function.Keywords : SCM Computer clock Frequency plan LED digital tubeI目录摘要 IABSTRACT II第一章 绪论 11.1 设计背景 11.2 电脑钟 21.3 频率计 2第二章 系统设计方案 42.1 系统功能实现方案 42.1.1 电脑钟系统原理 42.1.2频率计系统原理 52.2 系统综述 62.2.1 电脑钟功能介绍 62.2.2 频率计功能介绍 7第三章 硬件设计 8 3.1 8032单片机介绍 8 3.2 74LS138译码器介绍 163.3 74LS48译码器介绍 173.4 LED显示器 213.5 施密特触发器 223.6 741集成运放电路 23第四章 软件设计 264.1电脑钟软件设计 264.1.1 电脑钟主程序流程图 264.1.2 电脑钟总中断流程图 274.2频率计软件介绍 314.2.1 频率计程序流程图 314.2.2 频率计显示子程序流程图 33第五章总结 34参考文献 35附录 36致谢 51第一章 绪论1.1 设计背景集成电路是信息产业和高新技术的核心，是推动国民经济和社会信息化的关键技术。

集成电路的产业规模和技术水平已成为国家综合国力的一个重要标志集成电路是随着计算机技术的发展而不断进步，1946年2月15日世界上第一台通用电子数字计算机使用了18000个电子管，1500个继电器以及其他器件，安装在面积为9*15平方米的室内在20世纪50年代中期第二代电子计算机问世，它是以晶体管代替了电子管，此时第一个集成电路诞生了，它包括一个晶体管、两个电阻和一个电阻、电容的组合.后来集成电路工艺日趋完善，大部分电路元件都已经以集成电路的形式出现，甚至在约1平方厘米的芯片上，就可以集成上百万个电子元件在1967年和1977年，分别出现了大规模集成电路和超大规模集成电路，不断的完善和改进计算机的性能与规模 但我国集成电路相对于世界先进水平存在一定的差距，所以有发展本国集成电路的需要现在我国集成电路产业已经经过30多年的发展现已形成了近百家的产业规模，其中具备一定设计规模的单位有20多家，其中北京华大、大唐、深圳华威和无锡矽科四家设计公司的销售额超过了1亿元 2000年，我国集成电路总产量为58.80亿块，销售额近200亿元，产量和销售额分别比1999年增长50.3%和75%并且集成电路芯片目前主要采用5～6英寸硅片、0.8～1微米技术 ，大部分设计公司的技术水平在0.8～0.5微米之间，最高设计水平可达0.35微米。

不少设计公司可以设计上万门的集成电路产品，而北京华大和深圳华威最高可设计80万门的电路目前国内的通信芯片行业取得了突破性进展，例如南京东南大学射频与光电集成电路研究所设计的第一批芯片已成功通过测试，其中的3个芯片还达到世界先进水平，填补了我国高速CMOS集成电路设计的技术空白，在此基础上开发出的实用产品可以打入光纤通信接口设备市场多家外国著名公司也纷纷在中国建立起集成电路设计公司中国发展集成电路的主要目标为：达到大规模生产150mm和0.8微米的技术水平；200mm和0.5微米的制造技术的产业化；提高集成电路的设计能力以满足市场需求；跟踪0.3－0.4微米和先进封装技术的研发；开发200mm的硅片制造技术并在国内开始生产等未来10年是我国微电子产业发展的关键时期重点要推进超大规模集成电路和新技术的产业化 我国集成电路市场潜力巨大， 是因为近年来因特网持续爆炸式增长、移动通信终端设备市场的迅猛发展，以及数码相机、手持电脑等电子产品市场的兴旺，尤其是移动通信业的高速发展成为推动半导体产业新一轮发展的强大动力信息产业的高速发展，为集成电路产业提供了巨大的市场空间未来几年，我国集成电路市场需求主要来自以下几个方面：1. 通信运营业的高速发展对集成电路提出新的需。

2. 国民经济和社会信息化建设给电子信息制造业创造了一个新市场；3. 随着我国经济结构的战略性调整，传统产业改造升级，提高设计和制造水平推进机电一体化，为各行业提供先进和成套的技术准备，又会给集成电路产业带来新的市场综观中国集成电路的设计概况，可以看到从20世纪80年代末开始，经过90年代初的创业期，现正进入它的发展期，21世纪将是中国设计业的成熟期1.2 电脑钟本系统可模拟电脑时钟，实现时钟，秒表，校时功能，主从CPU数据处理、键盘控制与数据显示主控系统能响应按键，并对其进行相应的处理，再把其对应的结果数据在数码管LED上显示1.3 频率计频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器采用编程设计实现的数字频率计，除被测信号的整形部分、键入部分和数码显示部分外，其余全部在一片芯片上实现，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性在不更改电路的基础上，对系统进行各种改进可以进一步提高系统的性能该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点 在设计中，所有频段均采用直接测频法对信号频率进行测量，克服了逼近式换挡速度慢的缺点；采用了门控信号和被测信号对计数器的使能端进行双重控制，提高了测量的精准度。

第二章 系统设计方案2.1 系统功能实现方案2.1.1 电脑钟系统原理设计的电路主要由四模块构成：单片机控制电路，显示电路、闹铃电路以及校正电路如图附录所示本系统的设计电路如图附录所示，左边按键控制时分秒加一减一操作，右边开关切换数码管显示时钟，秒表，倒计时定时器等功能右侧是数码管LED，用于显示数码管左边的上拉电阻具有自动拉高P2 I/O口的功能本设计采用语言程序设计，使单片机控制数码管显示时、分、秒，当秒计数计满60时就向分进位，分计数器计满60后向时计数器进位，小时计数器按“23翻0”规律计数时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正设计采用的是时、分、秒显示，单片机对数据进行处理同时在数码管上显示具体设计基本任务是：1．用LED数码管显示时间，且能显示时、分、秒的24小时制的数字钟2．具有校时功能，具体方法：设置三个按钮，其中两个按钮分别对“时”、“分”进行校时，另一个按钮则实现对“秒”位清零此设计原理框图如图1-1所示 数码管显示8032芯片键盘控制区闹铃电路 图1-11.用单片机定时器中断原理实现数码管动态10ms循环扫描，同时完成计数功能，并经过多次中断产生“秒”信号。

2.可控制按键实现时，分，秒加一，减一功能考虑到设计硬件单原则，利用单片机实现的数字时钟具有编程灵活，便于功能的扩充等优点2.1.2频率计系统原理本设计是利用运用运算放大器进行放大，然后通过施密特触发器把非方波信号转换成方波信号，最后再将信号输入到单片机中去，运用程序来实现各功能转换，再通过译码器进行译码进行显示 单片机计数器与非门计数信号LED数码显示管译码器运算放大器内部定时器施密特触发 器 时钟信号 输入 图1.22.2 系统综述2.2.1 电脑钟功能介绍（1） 时钟运行图仿真开始运行时，或按下仿真软件的开始按键时，时钟从12：00：00开始运行，其中K3键对时进行调整，K2对分钟进行调整，K6键可以让 钟表显示暂停2）秒表计时图当按下K1键进入秒表计时状态，K6键是秒表暂停键，可按K4键跳出秒表计时状态3）闹铃设置图及运行图当按下K5，开始定时，分别按K2调分，K3调时设置闹铃时间，然后按下K4键恢复时钟运行状态，当闹铃设置时间到时，蜂鸣器将发出10秒中蜂鸣声。

该数字钟是用一片8032单片机通过编程去驱动数码管实现的通过6个开关控制,从上到下6个开关K1-K6按键的功能分别为：K1键是切换至秒表；K2键是调节时间,每调一次时加1；K3键。