课程设计说明书（论文）课程名称：课程设计1设计题目：数字日历钟表的设计院系：班级：设计者：学号：设计时间：2013-6-19哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：专业：班号：任务起至日期：2013 年 5 月日至2013 年 6 月19 日课程设计题目：数字日历钟的设计已知技术参数和设计要求：1．数码管显示：秒、分、时（可同时显示，也可轮换显示）2．能够设置时间，“设置按键”数量不限，以简单合理易用为好。
3．误差：1 秒／天（报告中要论述分析是否满足要求）扩展（优秀必作）1．设置校准键：当数字钟显示在“整点±30 秒”范围时，按动“校准键”，数字钟即刻被调整到整点，消除了±30 秒的误差。
2．加上“星期”显示（可以预置），并可以对其进行设置。
其他要求：1．按动员老师的要求、课程设计报告规范进行设计2．不允许使用时数字钟表、日历专用IC 电路。
3．可以使用通用器件：模拟、数字、单片机、EPLD、模块电路等。
4．设计方法不限。
工作量：1. 查找资料2. 设计论证方案3. 具体各个电路选择、元器件选择和数值计算4. 具体说明各部分电路图的工作原理5. 绘制电路原理图6. 绘制印刷电路图7. 元器件列表8. 编写调试操作9. 打印论文工作计划安排：1. 查阅资料：2. 方案论证3. 设计、分析、计算、模拟调试、仿真、设计原理4. 撰写报告：课程设计要求、方案论证、原理论述（原理框图、原理图）、分析、计算、仿真，PCB 图的设计，误差分析、总结，参考文献等5. 上交课程设计论文2013-6-19同组设计者及分工：摘要电子钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于各种场所。
电子钟在使用时通常挂在高处、不便于时间的设置。
本设计利用按键手动对时间的修改和定时功能进行操作，使用更为便捷，应用前景更加广阔。
系统电路由时钟模块、主控模块、键盘及显示模块、电源模块组成。
实时时钟采用 DS1302 实现年、月、日、时、分、秒、星期等时间信息的采集及闹钟功能。
这样设计的结果使电路结构十分简洁，各种要求能完全保证，使系统电路的稳定性得到提高。
同时，它采用 C 语言对系统的各功能模块进行编程实现,并且系统具有键盘控制功能，方便校对时间。
关键词：单片机AT89S52、 DS1302、日历钟一、设计要求1.1 基本要求：⑴数码管显示：秒、分、时（可同时显示，也可轮换显示）⑵能够设置时间，“设置按键”数量不限，以简单合理易用为好。
⑶误差：1 秒／天（报告中要论述分析是否满足要求）1.2 扩展要求（优秀必作）⑴设置校准键：当数字钟显示在“整点±30 秒”范围时，按动“校准键”，数字钟即刻被调整到整点，消除了±30 秒的误差。
⑵加上“星期”显示（可以预置），并可以对其进行设置。
二、方案2.1 方案方案1：可以利用数字逻辑电路实现，主要利用（74LS90）二一五一十进制异步串行计数器，分别将个位接成十迸制计数器，十位接成六进制计数器，并将个位的输出端(11 脚)接十位的14脚(cry)端，就构成了60进制计数器，用2个相同的60进制计数器，分别作为秒、分计时，并在个位和十位输出端接上数码管显示。
小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。
且可以利用统一时钟进行校准，但对其进行设置较为困难。
方案2：可以采用ds1302芯片直接实现，但其集成化程度较高，不适合用来作课程设计，故在本次设计中不予考虑。
方案3：可以采用单片机加以实现，一方面这学期我们刚刚学完单片机，其定时/计数功能完全可以用来实现，P0口用来控制数码管用来显示，P2口用来选择控制各个数码管，P3口可以做外围控制信号输入端。
再利用其三个中断可以实现秒、分、时、星期的设置，还可以进行整点±30秒校准。
这样就完全实现了课程设计的基本设计要求和扩展要求。
2.2 结论：综合考虑选择方案三最佳。
三方案原理叙述3.1 系统硬件电路芯片选型介绍3.1.1 AT89S52AT89S52 具有以下标准功能： 8K 字节Flas, 256 字节RAM, 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑作，支持2 种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下、RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止图1.1 单片机引脚图3.1.2 DS1302 时钟芯片DS1302 是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、地功耗的实时时钟芯片，附加31 字节静态RAM，采用SPI 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和RAM 数据。
实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与 31 天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。
工作电压宽达 2.5~5.5V。
采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
DS1302 用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与该数据的时间记录，因此广泛应用于测量系统中。
图1.2DS1302 外部引脚分配3.2.数字日历时钟功能及工作原理3.2.1 数字日历钟功能及各模块设计说明（1）按键说明：数字时钟设置5 个按键通过程序控制来完成电子时钟的计时、时间调整及整点校正。
调整时钟时设计了星期加键、时加键、分加键以及秒加键，没有设置减秒减分减时键，可通过循环调节得到正确的调节数值。
SEC 键调整秒；MIN 键调整分；HOUR 键调整时；WEEK 键设置星期；REVISE 键整点校准键。
（2）计时方案：利用AT89C51 单片机内部的定时/计数器T0 进行中断定时，配合软件延时实现星期、时、分、秒的计时，基本计时单元1s。
（3）显示方案：AT89C51 的P0 口P0.0∽P0.7 八个引脚分别与LED 的A∼ G 、DP段码连接。
为了节省I/O 口线，简化电路，降低成本，采用动态显示方式，此次设计利用AT89C51的P2 口P2.0∽P2.7 八个引脚分别与LED 的1∼ 8 引脚连接来控制各显示器轮流选通，当延时时间小于人眼的反应差，可以使每位都显示，从而可以得到我们所要的时间显示。
（4）时间设置方案： P1.0～P1.3 端外接4 个按键SEC、MIN、HOUR、WEEK 键,通过外部中断 INT0 扩展四个中断用以分别调整秒、分、时和星期。
当上述四个键中的一个被按下后，显示器停止计数，继续每按一下，对应位可加 1，来实现调整设置（其他三位设置类似操作）。
（5）整点校准方案：按设计要求在当数字钟显示在“整点±30 秒”范围时，按动“校准键”，数字钟即刻被调整到整点，消除了±30 秒的误差。
这主要利用外部中断INT1，调用校正服务子程序来实现校正。
3.2.2 时钟计时的基本方法利用AT89C51 单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现时钟计数。
(1) 计数初值计算:把定时器T0 设为工作方式1，定时时间为50ms，则计数溢出20 次即得时钟计时最小单位秒，而计数可用软件方法实现。
假设使用T/C0，方式1，软件设置控制字TMOD=01H，50ms 定时，f osc=12MHz。
则时钟周期初值Tj =1212MHz=1usX 满足：x = 216 −50ms=15536 1usX=15536→0011110010110000→3CB0H，则TH0=3CH,TL0=0BOH。
(2) 采用中断方式进行溢出次数累计、计满20 次为秒计时（1 秒），就让秒计数单元加1，当秒计数达到60 时，就自动返回到0，重新秒计数；(3) 从秒到分、从分到时和从时到星期的计时是通过累加和数值比较实现，即分计到60 时，时计数单元加1，分清0，时计到24 时，星期加1，时清0。
3.2.3 数字日历时钟的时间显示数字日历钟的时钟时间在 8 个数码管上进行显示，因此，在内部 RAM 中设置显示缓冲区共8 个单元，数据存放在20H-27H 内存单元中。
其中20H、21H 单元存放秒数据，22H-23H 单元存放分数据，24H-25H 单元存放时数据，26H 单元存放间隔数据,27 单元存放星期数据。
如表2-1 所示。
表3-1 数码管的数据存储表3.2.4 数字日历时钟的时间校准设计要求实现“整点±30秒”范围时，通过校准键消除误差，则只有当分计时单元显示59和00时，校准键才会起作用。
因此只有满足上述条件时，才予以校准。
时间、日期双显示与星期显示电路双显示电路用一只LM8365同时驱动两块共阴显示屏. 两屏并接使用, 分别用于显示月日和时间. 核心元件LM8365是大规模专用集成电路, DIP42封装, 电源电压典型值为Vdd= - 6. 5～21 V、两个定时输出报警系统; 日期和时间显示功能. 其功耗电流小于10 mA. LM8365的日历显示功能是通过其33和38脚的输入电平变化来实现的. 当33脚和38脚同时接高电平( 正逻辑) 或电源正电压时, 输出是显示月日的信号; 当33 脚和38脚悬空或接低电平时, 输出是显示时分的信号. 据此特点, 电路中用一方波信号控制33和38脚, 以高低电平变化的振荡信号使LM8365和双显示屏分别工作在动态显示输出的状态. 只要振荡频率大于25Hz, 由于人眼的视觉惰性, 看上去象固定的显示一样. 图1为整体电路原理框图, 星期显示电路由计数译码显示组成. 计数器选用CD4024, 译码器用CD4511驱动共阴数码管显示星期. 计数器CD4024输出为二进制码, 为使译码显示值与每周7 d 相对应, 利用反馈归零法实现七进制计数. 利用译码器的灯测试功能端LT , 外加二极管或门电路, 使计数为零时显示8, 代表星期日. 这里的计数器不用CD4518或其它芯片, 而选用CD4024, 使电路设计更简单, 价格更便宜.图1.3整机电路原理框图四、系统硬件设计本系统共有两部分构成，其中硬件部分由电源输入部分、晶振部分、校准输入部分、设置输入部分、显示部分、定时部分组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、定时中断程序、LED 显示程序、时间设置程序、整点校准程序等组成。
单片机上电后，从头开始执行程序，时钟频率由外部晶振频率提供。
单片机控制整个装置的运行，对时钟芯片初始化；读时钟芯片；判断时钟芯片是否更新。
4.1 数字日历钟电路原理图数字日历钟的电路图由电源输入电路、晶振电路、时间设置输入电路等电路组成。