电子技术课程设计与CAD实习多功能数字钟.pptx
电子技术课程设计与CAD实习多功能数字钟
目录
CONTENTS
课程设计背景与目的
数字钟基本原理及功能分析
硬件电路设计与选型
软件编程实现与调试技巧
CAD绘图技巧在数字钟设计中应用
成果展示、评价及改进方向
01
CHAPTER
课程设计背景与目的
CAD（计算机辅助设计）在电子技术领域具有广泛的应用，可以大大提高设计效率和准确性。
在电子技术课程设计中，CAD工具可用于电路原理图设计、PCB设计、电路仿真等方面。
通过CAD实习，学生可以熟练掌握常用CAD软件的使用方法，提高电路设计能力和实践技能。
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CHAPTER
数字钟基本原理及功能分析
石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号，经过分频器得到1Hz的秒脉冲信号。
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秒脉冲信号驱动计数器进行计数，分别得到秒、分、时的计数结果。
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计数结果通过译码器转换成七段数码管能够显示的数字信号，驱动数码管显示时间。
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采用多位七段数码管显示时间，通过动态扫描或静态显示方式实现。
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动态扫描方式下，利用人眼视觉暂留效应，轮流刷新各位数码管的显示内容，形成全亮效果。
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静态显示方式下，各位数码管同时显示相应的时间数字，亮度较高但功耗较大。
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设定闹钟时间，通过比较器与当前时间进行比较。
当当前时间达到设定时间时，触发闹钟提醒电路，发出提醒信号。
提醒信号可以通过蜂鸣器、LED闪烁等方式实现，也可以通过语音模块播放提示语音。
温度显示功能
通过温度传感器检测当前环境温度并在数码管上显示。
日期显示功能
增加日期计数器和译码器，实现日期的显示。
倒计时功能
设定倒计时时间，通过计数器递减计数并在数码管上显示剩余时间。
自动校时功能
通过接收无线电台或网络时间信号，自动校准数字钟的时间。
03
CHAPTER
硬件电路设计与选型
主控制器选型
采用高性能、低功耗的STM32F103C8T6单片机作为主控制器，具有丰富的外设接口和强大的处理能力，能够满足多功能数字钟的设计需求。
特点介绍
STM32F103C8T6单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设接口、易于开发和调试等优点。其主频高达72MHz，内置Flash存储器，支持多种通信协议，方便与其他设备进行数据交换。
采用矩阵键盘作为输入模块，具有占用IO口少、易于扩展和维护等优点。
输入模块选型
通过矩阵键盘接收用户输入的信号，并将信号传输至单片机进行处理。单片机根据接收到的信号执行相应的操作，如调整时间、设置闹钟等。
设计思路
VS
采用稳定的直流电源供电，并通过电源管理芯片对电压进行调节和稳压处理，确保电路的稳定性和可靠性。
其他辅助电路设计
包括复位电路、晶振电路等辅助电路的设计。复位电路用于在单片机出现异常时对其进行复位操作；晶振电路为单片机提供稳定的时钟信号。这些辅助电路能够确保单片机的正常运行和稳定性。
电源模块设计
04
CHAPTER
软件编程实现与调试技巧
启动程序，初始化各项参数。
开始
从实时时钟芯片获取当前时间。
时间获取
将获取的时间在数码管或LCD屏幕上显示出来。
时间显示
等待一段时间后，自动关闭响铃或振动。
返回到时间显示界面，继续显示当前时间。
延时处理
返回时间显示
显示时间
将格式化后的时间在数码管或LCD屏幕上显示出来。
时间格式化
将获取的时间格式化为时、分、秒的格式。
获取实时时间
从实时时钟芯片读取当前时间。
选择合适的显示器件
根据设计需求选择合适的数码管或LCD屏幕。
初始化显示器件
设置显示器件的初始状态，如亮度、对比度等。
通过按键或触摸屏输入设定的闹钟时间。
设置闹钟时间
等待一段时间后或手动关闭响铃或振动。
关闭提醒
将设定的闹钟时间保存在存储器中。
保存闹钟时间
不断比较当前时间和设定的闹钟时间是否相等。
判断闹钟时间
如果当前时间等于设定的闹钟时间，则启动响铃或振动提醒。
启动提醒
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日期显示
获取实时时钟芯片的日期数据，并在数码管或LCD屏幕上显示出来。
温度显示
通过温度传感器获取当前环境温度，并在数码管或LCD屏幕上显示出来。
倒计时功能
设置倒计时时间，到达设定时间后发出提醒。
定时开关机
设定定时开机和关机的时间，实现设备的自动开关机功能。
05
CHAPTER
CAD绘图技巧在数字钟设计中应用
01
02
03
04
元器件库概念及作用
元器件库创建方法
元器件属性设置与编辑
元器件库调用与管理
02
03
04
01
01
PCB板制作流程
02
PCB板材料选择与准备
03
焊接工艺与技巧
04
调试与测试方法
06
CHAPTER
成果展示、评价及改进方向
外观设计
简约而不失时尚感，采用LED数码管显示时间，视觉效果清晰。
交互体验
通过按键操作实现