旋转电子时钟设计与制作实训报告

   学生姓名：吴军新、卢裕达、杜秋燕

  学  号:1213234102、1213234134、1213234141

   专业班级：应用电子121班

   指导教师：徐操喜、香永辉

20##年6月30日

目录

1. 课程设计目的....................................... 3

2. 课程设计题目描述和要求.............................. 3

3.课程设计报告内容.................................... 3

3.1方案论证........................................ 3

3.1.1单片机定时器做电子时钟...................... 3

3.1.2数字电路做电子时钟......................... 3

3.2 旋转电子时钟硬件电路，并简要讲述各部分的原理3.2.1 降压部分  4

3.2.1 电源部分.................................. 4

3.2.2 显示部分.................................. 4

3.2.3 指示部分.................................. 5

3.2.4 按键部分.................................. 5

4. 电路原理图......................................... 6

5. 实训心得........................................... 7

6.分工情况............................................ 7

1.课程设计目的

1）巩固单片机基础知识，串联知识点。

2）学会绘制PCB板，学会手工制板的一般方法。

3）使用Protel等EDA工具进行单片机硬件系统设计的能力。

4）基于Keil IDE开发单片机应用程序的能力。

5）写技术报告和编制技术资料的能力。

6）独立工作能力和创造力。

7）综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。

2.课程设计题目描述和要求

旋转电子时钟的设计与制作

实现的功能要求：（1）实现单片机最小系统 ；(2）四只LED数码管显示当前时分；(3) 每隔一秒钟周边的60只LED发光管旋转一格，装饰用的LED每隔一秒旋转一次；（4) 实现整点报时；(5) 实现按键调整；(6) 停（掉）电保护，年计时误差小于30秒；(7) 其他功能。

3.课程设计报告内容

3.1方案论证

3.1.1单片机定时器做电子时钟

优点：考虑到单片机货源充足、价格低廉，可软硬件结合使用，能够方便的实现系统的多功能性，故采用单片机作为本设计的硬件基础。故其优点是外围电路简单，只需要一个单片机最小系统，和一个显示模块。

缺点：定时不是很准确，计时误差较大，并且程序的编写较繁琐。

3.1.2数字电路做电子时钟

优点：具有走时准确、显示直观、无机械传动装置。与传统的机械钟先比，电子钟具有更优异的优点。由于电子钟采用数字集成电路的发展和采用了先进的石英技术，使电子钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，电子钟用于定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播及自动控制等各个领域。

缺点：因为电子钟毕竟是电子产品，电子产品都有辐射，不过电子钟危害极低，对人体够不成任何危害，不象手机的辐射那么大。

应用：目前，在国内，电子钟因数码管数字显示效用直接有效，所以大多运用在城市的主要营业场所，以及车站、码头等公共场所。在对公共场所的电子钟设定的时候，使用者还可根据周边的气候、温度等对LCD屏进行设置。同时，因为数码管的显示耗电量很省，所以能够保持持续的工作效果。夜间在睡觉的时候，床头如果放个带投影功能的电子钟，可以不用起床，直接让时间显示在天花板上，非常直观与有效。现在生产的大部分汽车中，车内前方仪表盘旁边一般也都自带电子钟功能，采取蓝色背景光板成像效果，非常清晰。

3.2 旋转电子时钟硬件电路，并简要讲述各部分的原理3.2.1 降压部分

3.2.1 电源部分

    5V电源可使用通用的78XX系列来构成，也可以使用LDO来构成，一般而言，目前LDO为主流，常用的LDO主要为REG1117-XX系列，该部分的电路可参考图1，使用一个REG1117-5构成5V电源。为了更好地了解系统电源的情况，一般会在电源的输出端加入一个LED进行电源的指示。

图1电源电路

3.2.2 显示部分

    60灯旋转的原理和数码管显示原理一模一样。只不过把数码管的段分别用单个二极管代替，形成了8个类似数码管的控制结构。如图2所示。

图2  LED电路

3.2.3 指示部分

为了能输出用户的相关信息，目前使用的有LCD和LED方法，本实训中学生可以从两种方法中任选一个，LCD的方法参考电路如图3所示.

图3  5LCD1602的驱动电路

3.2.4 按键部分

本实训使用的是较为简单的阻容复位电路。对于单片机这类微控制器而言，其本质就是运行用户设定的程序，所以必须在基本硬件的基础上加入一个下载线接口，用来下载用户编写的程序，由于STC单片机支持串行口下载，在做硬件的时候大家只需将单片机的P3.0和P3.1接排针形成预留接口，我们用下载线直接下载。用户输入信息使用的是独立按键，本项目中因为要输入调整和加减信息，所以仅使用了独立按键，如图4所示。

图4  独立按键电路图 

4.电路原理图

图5  DXP原理

图6  PCB图

图7  仿真图

图7  实物图 

5.实训心得

吴军新：我们经过了一周的学习和制作后，终于完成了电子时钟的基本功能。使我们更加地认识到了动手能力和理论知识相结合的重要性。在这次的制作中，我们也深刻地认识到我们的不足和自身理论知识的欠缺，所以从中遇到了很多困难，但是最后还是在老师以及组员的帮助下圆满解决了困难，实现了整个系统的制作与最后的调试，相关指标达到预期的效果，并且很好地完成了本课程要求的任务。

卢裕达：这些日子我们收获了许多东西，从零散的元器件到电子时钟能够实现基本功能的整个过程，在设计过程中虽然遇到了一些的问题，但经过一次又一次的讨论，一遍又一遍的检查我们终于找出了问题所在，也暴露了前期在这方面的知识欠缺和经验不足。通过此次项目的学习提高了我们自主学习的能力、动手操作的能力和团结合作的能力。

杜秋燕：通过这个课程，使我更加扎实的掌握了有关电子线路、单片机方面的知识。使我对自己的专业知识有了更为详尽而深刻的了解，认识到了许多我以前虽然看过但并没有认真的去了解的元器件的使用方法，从而更深的了解到了自己的不足，虽然我的基础知识不够扎实，但是我在此期间积累了许多宝贵的经验，这都是我以后走上工作岗位的巨大的财富。在次我要感谢我们的指导老师徐老师和香老师的耐心以及辛苦的指导。还有谢谢组员的包容和辛勤的劳动。

6.分工情况

 

第二篇：沧州职院电气工程系单片机实训

沧州职业技术学院

单片机实习         

课题：  数码管动态显示数字

             

系    别:_ 电气工程系   

班    级:  机电 0901班  

专    业：机电一体化技术

学    号： 03930901010  

学生姓名：   杜宁     

指导老师： 窦伟山 刘永娟

完成日期： 20##年 12月 2 日

单片机实习任务书

1、  实习班级：机电0901

2、  设计题目：数码管动态显示数字

3、  设计要求：

（1）采用STC90系统显示电路，实现数码管的控制。

（2）绘制相应原理图，并完成电路分析。

（3）硬件电路的焊接

（4）外电路的连接问题。

4、  时间安排：

54、 成绩评定：

     根据学生独立分析问题和解决问题的能力、理论与实践相结合的能力、实习实训中的工作态度综合给出成绩评定。评定等级分为优、良、中、及格和不及格五等。

      

                                    沧州职业技术学院机电系数控教研室

                                                     20##年11月28日

目录

单片机实习任务书……………………………………………………3

前言……………………………………………………………………5

原理图…………………………………………………………………6

程序说明………………………………………………………………7

LED数码管动态显……………………………………………………8

多位数码管显示控制程序及说明……………………………………9

心得体会………………………………………………………………10

参考文献………………………………………………………………11

前 言

《单片机应用技术》是自动化类专业一门理论较深.实践较强的主干综合专业课，该课程包括检测转换技术，微控技术和可编程控制技术等三大部分。检测与转换技术主要是实现物理量检测并将被检测的物理量转换成计数机或plc能识别的有效信号，作为控制系统的感知部分。而微机控制技术和可编程控制技术则在接收感知系统传来的信号技术基础上，根据执行机构的动作要求进行程序编制，形成控制信号，从而驱动动力系统进行各种操作。

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。

原理图

程序说明

  数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。 

 动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,h"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

LED数码管动态显示

     共阳极的LED数码管，共阳就是7段的显示字码共用一个电源的正。原理示意图：                                                                               
      

 从上图可以看出，要是数码管显示数字，有两个条件：1、是要在VT端（3/8脚）加正电源；2、要使（a,b,c,d,e,f,g,dp)端接低电平或“0”电平。这样才能显示的。 例：如要显示“0”，则要  a,b,c,d,e,f六个字段亮就显示“0”了，而g和dp字段不亮；这样只要向P0口送出相应的代码即可，编码方法如下表：

程序使用时，只需将显示数字所对应的编码送P0口，然后打开相应的数码管显示位的电源控制即可显示相应的字符。

多位数码管显示控制程序及说明

SMG_s EQU P2.5  ;定义数码管阳级控制脚，十位

SMG_g EQU P2.4  ;定义数码管阳级控制脚，个位    

LDB EQU 36H ;定义一个变量存放显示值

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN : MOV DPTR,#TABLE

M0: MOV LDB,#0  ;变量复值0

M1: MOV R7,#50  ;两级R7与R6组成12800次刷新，约1秒

M2: MOV R6,#255

M3: CLR SMG_s   ;选择十位数码管

        MOV A,LDB   ;将变量值除以10，商为十位值，余为个位

        MOV B,#10   ;

        DIV AB      ;相除后获得十位和个位的值存放A和B中

        MOVC A,@A+DPTR  ;查表输出定义好的数码管段值到P0口，显示相应的内容

        MOV P0,A

        LCALL DELAY ;延时,停留一会，让人眼感触到它的亮度

        MOV P0,#0FFH    ;清除数码管显示，因是共阳型，所以不是0

        SETB SMG_s  ;关闭十位数码管

        CLR SMG_g   ;选择个位数码管

        MOV A,B     ;个位显示

        MOVC A,@A+DPTR  ;查表输出定义好的数码管段值到P0口，显示相应的内容

        MOV P0,A

        LCALL DELAY ;延时,停留一会

        MOV P0,#0FFH    ;清除数码管显示

        SETB SMG_g  ;关闭个位数码管

M4: DJNZ R6,M3

        DJNZ R7,M2  ;12800次刷新，约1秒

        MOV A,LDB

        CJNE A,#99,M5   ;如果LDB变量值等于99就回到0开始

        LJMP M0

M5: INC LDB

        LJMP M1     ;

DELAY: MOV R5,#10  ;此次延时子程序不用很长时间

        DJNZ R5,$

        RET

TABLE: DB 0C0h,0F9H,0A4H,0b0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H ;表：共阳数码管

 END

心得体会

一周的实训渐渐的走入了尾声，在这一周的实训中我学到了很多的知识，也认识到了自己的不足，知道了自己知识的匮乏，以后需要更努力的学习。通过这一周的实训，我认识到了单片机在实际生产生活中的重要性，现在是自动化时代，一切都离不开科技。

在整个的实习中我学习了很多的东西，使我眼界打开，感受颇深。简单的焊接使我了解到人生学习的真谛，课程虽然结束了，但学习还没结束，我知道作为信息时代的大学生，作为国家重点培育的高科技人才，仅会操作鼠标是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。

实训就这样结束了，通过实训我知道了自己的不足，同时也认识到了团结的重要性，我要努力学习，弥补自己的不足，争取在这方面有所作为，成为二十一世界有用的人才，最后要对老师的帮助给予十二分的感谢。

　　

参考文献

【1】  赵辉《SOC中IP核重用技术及其接口模型》    中国集成电路20##年11期

【2】  屠其非,周伟;《LED用于汽车信号灯的展望》   灯与照明20##年06期

【3】  阎石主编《数字电子电路》    北京高等教育出版社

【4】  谢自美主编《电子线路设计实验测试》（第三版）    武昌华中科技大学版社     20##年

【5】  王津《单片机原理与应用》     重庆大学出版社    20##年

【6】  林军《用单片机控制的交通信号灯》  电脑学习2001.8 第4期

【7】  张淑清《单片微型计算机接口技术及其应用》  国防工业出版社  20##年

【8】  黄继昌《传感器工作的原理及应有实例》 北京人民邮电出版社1999年