基于stc89c52多功能电子时钟系统开题报告

电子系统综合训练开题报告题目多功能电子时钟系统设计与实现学院电气信息工程学院设计地点60518姓名XXXX学号XXXXX专业电子信息工程班级XXXXX电子系统综合训练开题报告多功能电子时钟系统设计与实现一、课题的意义和目的为了记录时间,古人发明了文字；为了区分一天中的不同阶段，古人有发明了沙漏等工具。而在快节奏的当今社会，时间更是一个很重要的工具，为了更高效率的完成工作，为了社会的进步与发展，时间更是尤为重要。集成电路制造技术的快速发展，一方面促进了相应设计技术的发展，另一方面也对设计技术提出了更高的要求。而电子时钟是利用电子技术构成时钟功能的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的寿命，因此现在越来越得到广泛的使用。现在的电子时钟具有显示、校准、闹钟这些传统机械时钟所具有的功能，另外还具有正点音乐报时、温湿度测量、秒表等新的功能，更加的使用并且生活化。本次实训便是制作电子钟，让我们更加清楚的了解电子钟的功能。二、主要设计（研究）内容1系统具有3种工作模式状态（正常时钟显示模式、系统校准模式、秒表计时模式）；系统所有功能，均能够通过上位PC机对其操作修改与实时动态显示。（PC主机端可利用高级语言进行人机界面设计）2在正常时钟显示模式时，时钟具有显示年、月、日、时、分、秒的功能。3在正常时钟显示模式时，系统具有整点报时的功能，在离整点前10秒时，自动发出鸣叫声，步长1秒，每间隔1秒鸣叫一次，前4响是低音，后1响为高音，共鸣叫5次，最后1响结束时为整点，高音频率为1KHZ。4在系统校准模式时，系统具有快速校准时间的功能。5在秒表计时模式时，可兼做比赛时间记录表。秒表记时的精度为01秒，由3个键分别控制秒表的启动、清零、记录功能，可连续记录3组时间，并能够显示记录时间。系统显示器采用LCD液晶显示器1602或其它显示器件，并采用键盘对相关数据进行设置与操作。6在正常时钟模式下，具有定时报警功能，可任意设置定时时间进行报警。即当前时间与设定定时时间相一致时，输出报警信号。三、设计（研究）方案（一）系统方案设计方案一用单片机为核心完成多功能电子时钟的各种功能，由时钟芯片来提供及时方式，再通过蜂鸣器报时，通过键盘来定时，修改时间，实现秒表的启停和存储，通过显示器来显示时间。示意框图如图1所示。图1由单片机构成的多功能电子时钟框图MCU显示通信接口PC键盘时钟蜂鸣器复位晶振电源方案二以FPGA为核心来实现多功能电子时钟的功能，以模块化，自上而下的方式来编写程序，然后由时钟芯片来提供及时方式，再通过蜂鸣器报时，闹钟，通过键盘来定时，修改时间，实现秒表的启停和存储，通过显示器来显示时间。示意框图如图2所示。图2由FPGA构成的多功能电子时钟框图方案三使用常见的芯片和器件搭建电源电路模块，计数模块，显示模块，信号源模块，校准模块和报警模块，然后将所有模块整合起来，进行整体调试以获得所要求的电路。示意框图如图3所示。FPGA显示通信接口PC键盘时钟蜂鸣器计数电路校准电路报警电路信号源电源电路显示电路图3由电路模块构成的多功能电子时钟框图（二）方案的比较与论证以上三个方案都可以实现多功能电子时钟的功能要求。其中方案一灵活性大，便于修改，成本低，但是经常会有死机情况，重启会复位，需要重新设置时间。方案二使用的是模块化的编写方法，外围电路要求较简单，不会因为掉电后重启就需要重置信息，但是成本高，固化后难以修改。方案三设计需要整理的材料包括各种计数器芯片、实现与、或、非等各种基础逻辑运算所需的芯片、7段数码管、LED点阵、各种可能使用到的开关、7805芯片、变压器、整流桥、电阻、电容、蜂鸣器等。电路较为繁琐，不易大批量生产且调试起来很困难。所以相比较而言，选择成本较低的，便于修改的方案一。（三）所选方案的软硬件设计1硬件设计通过独立键盘来控制点钟的显示，校准和报警模式，年，月，日，星期等显示通过LCD1602来实现，时钟电路由芯片DS1302来构成，这些电路均由STC89C52芯片软件控制。通信接口电路连接了单片机和主机，实现双机通信，这样时间的校准，报警等工作模式即可通过独立键盘进行控制也可以通过主机实现。2软件设计通过单片机来控制芯片的工作，主流程图如图4所示。整点到否是否进入校准模式进入校准模式确认正常显示读取DS1302的RAM中的时间DS1302初始化，定时器初始化I/O初始化报时是否进入秒表模式进入秒表模式确认开始NYNYYNNYYN图4主程序流程图四、预期成果1提供一个具有显示年、月、日、时、分、秒，可以整点报时，能够在任何情况下校准时间，有秒表、闹钟功能，并且可以通过电脑联机检测，修改时间的一个多功能电子时钟的样机。2提供一份关于多功能电子时钟的设计报告说明书。五、时间安排2013年9月2日2013年9月5日上交开题报告，提交原理图和元器件清单2013年9月9日2013年9月13日仿真分析,软件仿真,电子系统，硬件焊接2013年9月16日2013年9月20日软硬件调试2013年9月23日2013年9月30日实物验收及答辩六、参考文献1陶国正单片机与接口应用技术M苏州苏州大学出版社，200482陆应华电子系统设计教程M北京北京航空航天大学，20053楼然苗，李光飞单片机课程设计指导M北京