开题报告-数字电子钟的电路设计.doc

选题的依据及意义 选题依据 在我们日常生活中随处可见，各种各样的多功能数字钟越来越多地出现在我们生活中，它已经成为了我们生活的必须品。时间就是金钱，确实如此。在我们生活的今天，无时不刻不需要时钟，现在的人们对于时间的观念越来越强，不论是生活、还是工作，都需要时钟来告诉我们现在的时间，以便我们更好地安排工作。社会在不断地向前发展，各种各样的多功能电子时钟接连不断地涌入市场，不同程度地满足了人们的需求。 选题意义 数字电子钟可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。若用数字电路完成，所设计的电路比较复杂，其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来是实现，焊接的过程也比较复杂，成本也非常高。若用单片机来设计制作，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么久降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有降低，所以在设计与制作中采用单片机AT89C52，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。因此，数字钟的研究及扩展其应用，有着非常现实的意义。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 电子钟在工业控制和生活中是很重要的，它不仅可以用于计时、提醒又可用于机器的控制，在自动化的过程中必然有电子钟的参与，并有着精确、低功耗、功能多。电子钟是一种利用来显示计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。 本课题研究内容 研究数字电子时钟的工作原理； 研究Altium Designer、Proteus和Keil软件的应用； 数字电子钟所用的元器件其实现的功能; 研究电子钟的功能； 电子钟的电路图设计和Proteus的仿真； 用Altium Designer软件设计原理图和PCB图； 进行电子钟的制板； ； 对其电子钟设计的最后总结； 本课题研究方案 电子时钟的可行性分析 数字电子钟的基本组成有89C52单片机、实时时钟电路DS1302、DS18B20数字式温度传感器和LCD1602液晶显示等。 图1数字钟的电路框图 AT89C52单片机 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 （1） 主要管脚和功能： XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚。 图2 AT89C52 引脚图 单片机最小系统结构组成 图3 单片机最小系统结构图 （3）单片机的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图。 图4 手动复位电路和自动复位电路 （4）单片机有内部时钟和外部时钟两种方式，见下图。 图5 内部和外部时钟方式 DS1302时钟芯片 DS1302简介： 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31×8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/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 （2）DS1302外部引脚分配及功能 X1、X2：32.768KHz晶振接入引脚。 GND：接 地。 CE：复位引脚，低电平有效,操作时高电平。 I/O：数据输入/输出引脚，具有三态功能。 SCLK：串行时钟输入引脚。 Vcc1：工作电源引脚。 Vcc2：备用电源引脚。 图6 DS1302引脚图 （3）DS1302的主要性能指标： ① DS1302实时时钟具有能计算2100年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力。 ②内部含有31个字节静态RAM，可提供用户访问。 ③采用串行数据传送方式，使得管脚数量最少，简单SPI 3线接口。 ④ 工作电压范围宽：2.0～5.5V，与TTL兼容，Vcc=5V。 ⑤工作电流：2.0V时，小于300nA。 ⑥时钟或RAM数据的读/写有两种传送方式：