基于STC89C52的秒表設(shè)計(jì)報(bào)告要點(diǎn)

1、航天航天工業(yè)學(xué)院設(shè)計(jì)摘要現(xiàn)代生活的人們?cè)絹?lái)越重視起了時(shí)間觀念，可以說(shuō)是時(shí)間和金錢劃上了等號(hào)。 對(duì)于那些對(duì)時(shí)間把握非常嚴(yán)格和準(zhǔn)確的人或事來(lái)說(shuō)，時(shí)間的不準(zhǔn)確會(huì)帶來(lái)非常大的麻煩，所以以數(shù)碼管為顯示器的時(shí)鐘比指針式的時(shí)鐘表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢(shì)。 數(shù)碼管顯示的時(shí)間簡(jiǎn)單明了而且讀數(shù)快、 時(shí)間準(zhǔn)確顯示到秒。 而機(jī)械式的依賴于晶體震蕩器，可能會(huì)導(dǎo)致誤差。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)” 、 “分” 、 “秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。數(shù)字鐘的精度、 穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式機(jī)械鐘。 在這次設(shè)計(jì)中， 我們目前只采用LED數(shù)碼管顯示秒來(lái)顯示最高秒為99秒的方式，根據(jù)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理來(lái)進(jìn)行顯示，用基于C52單片機(jī)、12MHz勺晶

2、振產(chǎn)生振蕩脈沖。在此次設(shè)計(jì)中，電路具有顯示時(shí)間的其本功能，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。數(shù)字鐘是其小巧，價(jià)格低廉，走時(shí)精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費(fèi)的喜愛，因此得到了廣泛的使用。關(guān)鍵字： 數(shù)字鐘 晶振3引言集成電路是信息產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)的核心， 是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的關(guān)鍵技術(shù)。集成電路的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平已成為國(guó)家綜合國(guó)力的一個(gè)重要標(biāo)志.集成電路有體積小、功耗小、功能多等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多電子設(shè)備中被廣泛使用。電子鐘是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫挠?jì)時(shí)工具，而數(shù)字式電子鐘又有其體積小、重量輕、走時(shí)準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗電量少等優(yōu)點(diǎn)而在生活中被廣泛應(yīng)用，因此本次設(shè)計(jì)就用數(shù)字集成電路和一些簡(jiǎn)單的邏

3、輯門電路來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式電子鐘， 使 其完成時(shí)間及星期的顯示功能。本次設(shè)計(jì)以數(shù)字電子為主，分別對(duì) 1S 時(shí)鐘信號(hào)源、秒計(jì)時(shí)顯示進(jìn)行設(shè)計(jì)的功能， 并通過(guò)本次設(shè)計(jì)加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的理解以及更熟練使用計(jì)數(shù)器、 觸發(fā)器和各種邏輯門電路的能力。日常生活中常見的電路圖有：如741s48 , LED數(shù)碼 管，分頻器電路，CD4060及各種門電路和基本的觸發(fā)器等組成，很適合在日常 生活中使用。目錄第一章：1.1 、設(shè)計(jì)任務(wù)4第二章：2.1 、設(shè)計(jì)方案的選擇與論證 5第三章：3.1 、系統(tǒng)原理 63.2 、振蕩電路 73.3 、單元電路的設(shè)計(jì) 8、 93.4 、整體電路 10第四章：4.1 、電路總圖 114

4、.2 、元器件列表 124.3 、程序 134.4 、總結(jié)與體會(huì)18第五章：5.1 、參考文獻(xiàn)19第一章1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一種多功能數(shù)字鐘， 該數(shù)字鐘具有準(zhǔn)確計(jì)時(shí)， 以數(shù)字形式顯示時(shí)秒的時(shí)間功能。 在電路中， 基本功能部分由主體電路實(shí)現(xiàn)， 它們都要用到振蕩電路提供的 1Hz 脈沖信號(hào)。 為了使電路簡(jiǎn)單所設(shè)計(jì)的電路具備校秒的功能， 并且要用數(shù)碼管顯示秒，只設(shè)計(jì)兩位顯示。任務(wù)： （ 1）鞏固和提高學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)；（ 2） 提高運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考和綜合分析、 解決實(shí)際問(wèn)題的能力；（ 3） 培養(yǎng)掌握正確的思維方法和利用軟件和硬件解決實(shí)際問(wèn)題的基本技能；（ 4） 強(qiáng)對(duì)實(shí)際電路的認(rèn)識(shí)

5、，掌握分析處理方法，進(jìn)行試、計(jì)算等基本技能的訓(xùn)練，使之具有一定程度的實(shí)際工作能力。（ 5） 握科研、資料查詢的基本方法以及獲取新知識(shí)的能力。（ 6） 使我們學(xué)習(xí)和獲取新知識(shí)，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。（ 7） 通過(guò)參與實(shí)際工作， 使我們了解社會(huì)和工作， 具備一定的實(shí)際工作能力（ 8） 過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)字電子鐘，了解電子鐘的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造基本要求 :（ 9） 時(shí)間計(jì)數(shù)器電路采用 100 進(jìn)制， 從 00 開始到 99后再回到 00；（ 10） 2 位數(shù)碼管顯示秒；（ 11） 保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確，由晶體振蕩器提供時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)航天航天工業(yè)學(xué)院設(shè)計(jì)第二章2. 設(shè)計(jì)方案的選擇：方案設(shè)計(jì)：一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要

6、由譯碼顯示器、C52、等組成。干電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、晶振器等電路組成。 、 . 1*方案一：首先構(gòu)成一個(gè)CB555定時(shí)器產(chǎn)生震蕩周期為一秒的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，由74LS161采用清零法分別組成六十進(jìn)制的秒計(jì)數(shù)器。使用CB555定時(shí)器的輸出作為秒記數(shù) 器的CP脈沖，把秒記數(shù)器地進(jìn)位輸出作為分記數(shù)器地CP脈沖，分記數(shù)器的進(jìn)位輸出作為時(shí)記數(shù)器的CP脈沖。使用74LS48為驅(qū)動(dòng)器，以BS201AR碼管作為顯 示器。 、. 1* 、 方案二：首先構(gòu)成一個(gè)由 12Hz 的石英晶體振蕩器產(chǎn)生震蕩周期為一秒的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，由 74LS161 采用清零法分別組成六十進(jìn)制的秒計(jì)數(shù)器使用由12Hz 的石英晶體振蕩器構(gòu)成

7、。經(jīng)過(guò)兩人的探討， 最后決定用方案二， 這是因?yàn)槟壳爸R(shí)有限只能選擇第二方案。5第三章3.1 系統(tǒng)原理 ：數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的 起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電 路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路 構(gòu)成數(shù)字鐘。圖1所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成框圖。開始圖1原理框圖晶體振蕩器電路3.2 振蕩電路：晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 12Hz的方波信號(hào)，可保 證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。 不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使 用了晶體振蕩器電路。振蕩電路由石英晶體振

8、蕩器和分頻器產(chǎn)生1Hz 時(shí)鐘脈沖，下面對(duì)石英晶體振蕩器和分頻器兩部分進(jìn)行介紹。（ 1）石英晶體振蕩器：石英晶體的固有頻率十分穩(wěn)定。另外石英晶體的振動(dòng)具有多諧性，除了基頻振動(dòng)外，還有奇次諧次泛音振動(dòng)，對(duì)于石英晶體，既可利用基頻振動(dòng)，也可利用泛音振動(dòng)。 前者稱為基頻晶體， 后者稱為泛音晶體， 晶片厚度與振動(dòng)頻率成反比，工作頻率越高，要求晶片厚度越薄。將石英晶體作為高Q值諧振回路元件接 入反饋電路中，就組成了晶體振蕩器（ 2）時(shí)間計(jì)數(shù)器電路：時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成， 其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器為 99 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，秒計(jì)數(shù)器為 100 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（ 3）譯碼驅(qū)動(dòng)電路

9、：譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BC則轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并 且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。航天航天工業(yè)學(xué)院設(shè)計(jì)單元電路的設(shè)計(jì)3.3 單元電路：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法很多種，例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘； 也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘； 還可以利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子鐘等。在本次設(shè)計(jì)，電路是由許多單元電路組成的，因此首先必須對(duì)各個(gè)單元電路 進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖2所示為一般單元電路。-* . C= ZL =LJ-=- 一_=-* J_ 二f1- ji y=*-工彳圖（1）IPI3DPTPP2baaaBP3cfi/T1卜SP4s1 sr三f

10、_z_JjJL JLJL j1PP6f dfl d d_r7 diBP7,Htpk I 1dp4ip3PSZn二RSo.oc?20直rnir?23RS2圖（2）nn i 1 11 JI-*- 1-nn5mas圖2（1）、（2）、（3）單元電路圖一般電路圖主要由元件符號(hào)、連線、結(jié)點(diǎn)、 注釋四大部分組成，元件符號(hào)表 示實(shí)際電路中的元件，它的形狀與實(shí)際的元件不一定相似， 甚至完全不一樣。但 是它一般都表示出了元件的特點(diǎn)，而且引腳的數(shù)目都和實(shí)際元件保持一致。連線表示的是實(shí)際電路中的導(dǎo)線，在原理圖中雖然是一根線，但在常用的印 刷電路板中往往不是線而是各種形狀的銅箔塊， 就像收音機(jī)原理圖中的許多連線 在印

11、刷電路板圖中并不一定都是線形的，也可以是一定形狀的銅膜。結(jié)點(diǎn)表示幾個(gè)元件引腳或幾條導(dǎo)線之間相互的連接關(guān)系。所有和結(jié)點(diǎn)相連的元件引腳、導(dǎo) 線，不論數(shù)目多少，都是導(dǎo)通的。注釋在電路圖中是十分重要的，電路圖中所有的文字都可以歸入注釋一類。 細(xì)看以上各圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在電路圖的各個(gè)地方都有注釋存在，它們被用來(lái)說(shuō)明元 件的型號(hào)、名稱等等。整體電路3.4 整體電路一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路系統(tǒng)主要有秒信號(hào)發(fā)生器、“秒、”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng) 的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)組成一個(gè)輸出 1秒的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖, 將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”。譯碼

12、顯示電路將“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)送到兩段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)兩位 LED兩段顯示器顯示出來(lái)。 電源原理圖為：圖3電源電路本電源的紋波電壓很小，為5V,有時(shí)甚至為0V。滿足需要。能向總體電路提供電源總體功能實(shí)現(xiàn)原理圖匚F14P；：圖4實(shí)物原理圖能顯示秒的時(shí)間；秒的計(jì)數(shù)為“ 100翻1”。11第四章4.1電路總圖整理了圖1原理框圖、圖2 （1）、（2）、（3）、圖3電源電路、圖4 理圖之后，電路總圖就完整了所有的框架原理圖。圖五所示為電路總圖：QLrlsavlan-a口 fl p ILL LLL L L L- L 2-U $ F 7 4 1- - - -V E- - 4 1 2 -J 山5，1%工

13、1-13-3士 工工上i上X2A) z/lx 圖圖（B）圖五（A）、（B）電路總圖元器件清單列表4.2 元器件清單列表Al Part TypeABcDEr 1 jPart Type iDesignatorFootprint2CAP-C1RADO. 23CAPC2RADO. 24CAPAC10uRB3A65CON9J1SIP96CRYSTALU1DIP407CRYSTAL12mRADO.4iRES210kAXIALO.5RES2RS2DIP2010RES2RSSMGpiiSW-PBS2AN J IAN112.SW-PBS1AN J IANm14115.116.17 118192021航天航天工業(yè)

14、學(xué)院設(shè)計(jì)程序4.3 程序功能：#includeunsigned int msecond,second;bit flag;char hao,miao;unsignedcharcodeduan=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;charcodeduan2=0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef;/unsigned char code wei=0,1,2,3,4,5,6,7;sbit p20=P2八0;sbit p21=P2A1;sbit p22=P2A2;sbit p23=

15、P2A3;unsigned char fen8;void delay(int z)while(-z);void Init_Timer0(void);void main (void)unsigned char num=0;EX0=1;IT0=1;EX1=1;IT1=1;Init_Timer0();while (1)fen0=duanhao/10;fen1=duanhao%10;fen3=duanmiao/10;fen4=duan2miao%10;P0=0;P2=0xfe;P0=fen3;delay(200);P2=0xfd;P0=fen4;delay(200);P2=0xfb;P0=fen0;d

16、elay(200);P2=0xf7;P0=fen1;delay(200);void Init_Timer0()TMOD |= 0x01;EA=1;ET0=1;TR0=1;void Timer0() interrupt 1unsigned char num;TH0=(65536-2000)/256;TL0=(65536-2000)%256;if(flag)num+;if(num=5)num=0;hao+;if (hao=100)hao=0;miao+;if(miao=100)miao=0;void zhong0() interrupt 0flag=!flag;void zhong1(void)

17、interrupt 2if(flag=0)hao=0;miao=0;19總結(jié)與體會(huì)4.4 總結(jié)與體會(huì)：1. 遇到的問(wèn)題及解決：在連接 100 進(jìn)制的進(jìn)位及二進(jìn)制的接法中 , 要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能 , 那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了。2. 設(shè)計(jì)體會(huì)：這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)， 讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念， 加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中 , 我更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法， 鞏固和加強(qiáng)了課本知識(shí)， 在計(jì)數(shù)模塊上面有以前的經(jīng)驗(yàn)， 設(shè)計(jì)技術(shù)模塊很快就得出了正確的結(jié)果，雖然跟實(shí)驗(yàn)室用得芯片不

18、一樣，但原理不一樣，我也得出結(jié)論：不同的電路可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能，我們應(yīng)該設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單，最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的電路。當(dāng)然這個(gè)不一定所有條件都符合， 找到一個(gè)最大限度滿足各種條件的方案是我們?cè)O(shè)計(jì)的目標(biāo)。 認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐， 實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的， 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì), 我明白了一個(gè)道理: 無(wú)論做什么事情 , 都必需養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)真 , 善思的工作作風(fēng)，如：自己在制作電路板時(shí)有時(shí)候會(huì)忘記加上日期或者做出來(lái)的的線路會(huì)出現(xiàn)斷線或者兩條線路聯(lián)合起來(lái)。 課程設(shè)計(jì)由于我們采用的是簡(jiǎn)單的數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的 , 所以電路較簡(jiǎn)單易懂 , 也是容易理解。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我還掌握了制PCB的一系列步驟，我又掌握了些元器件的用途以及它們的參數(shù)、 性能。 這次的設(shè)計(jì)電路我們本想加上計(jì)數(shù)器、 譯碼器等器件，但我們自己沒(méi)能更好的去分析和設(shè)計(jì)并且沒(méi)能好好運(yùn)用了它們。這次設(shè)計(jì)提高了我理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力，增加了把理論用于實(shí)踐的興趣，同時(shí)也提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。沒(méi)有最好，只有更好。我相信通過(guò)這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)之后， 我以后會(huì)更加努力， 用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度去面對(duì)一切。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，