电子钟毕业实践调研报告
调研报告
一、文献综述（国内外研究情况及其发展）：
    电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。在其推动下，现代电子产品正在以前所未有的革新速度，向着功能多样化、体积最小化、功耗最低化的方向迅速发展，电子技术的发展有力的推动社会生产力的发展。
    时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着科技的飞速发展，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。人们对时间计量的精度要求也越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，这就要求人们不断设计出新型时钟。现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时，译码代替了机械式转动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差。
    目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展的趋势进一步向CMOS化、低能耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
    单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方案。从前必须由模拟电路或数字电路实现大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
  机械式钟表虽然也可以告知人们时间，也可以定时，显示日历。但是由于受到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。
    电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，室外广场，汽车站和火车站等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，更为先进的电子钟的研究有着良好的发展前景和市场潜力。
随着社会的进步，人们越来越青睐功能多样化的产品。温度实时显示系统技术已经发展成熟，比如空调遥控器上当前室温的显示、热水器温度的显示等等。如果能够在电子钟上利用电子技术实时性的准确的显示环境温度，那将为我们的生活、工作、和工业生产中带来极大的便利，同时也可以让我们随时的了解周围环境的变化以及必要措施的施行。
二、待解决的关键问题
  随着社会的进步，科技的改革，人们对时钟的要求越来越多，诸如对时钟的形状、功能的要求。单片机多功能电子时钟在今后的发展应用中会越来越广泛，普及。
  利用单片机技术实现电子时钟，仅仅是众多方法之一。并且市场上的实时时钟日历芯片品类繁多，石英表和电子表的区别IC化的传感器各种各样，显示方式也愈趋于人性化。所以多功能电子时钟有多种实现方案，能够实现的功能也很多，例如时间日历显示和校对、闹铃、秒表等功能。本文的软件设计还可以利用汇编语言，由于本人能力有限，倾向于51单片机C语言进行编程。
  本设计电子钟系统功能简单，用单片机的最小系统就能得以实现。而单片机的最小系统设计中实际上最重要的就是对键盘/显示器接口电路的设计，由于系统功能不同所以要求就不
同，接口设计也就不同。对一个键盘/显示器接口设计应从整个系统出发，综合考虑软、硬件特点。
三、时钟设计思路描述
设计面临的主要问题是资源的开销，因而在满足设计目的的基础上，我们应该尽量的降低硬件资源的消耗和降低电能损耗，我们将采用LCD液晶屏来进行设计。采用12/24小时计数制，另外在LCD液晶显示屏上，我们还设置了年月日的显示和星期的显示。时钟显示部分：LCD的高两位用于显示时钟数据，数据累计范围为00到23，超越后，此两位数据清零；中间两位用于分钟数显示分钟数据，数据累计范围为00到59，超越后，向高位进1，此两位数据清零，后两位用于秒钟的显示，数据累计范围为00到59，超越后向高位进1，此两位数据清零。对于年月日的显示及星期的显示，也同样具有类似的机制。对于LCD上显示数据的调整，我们定义三个按键，一个用于不同显示单位间的切换，另外两个分别实现选定为的加和减。
我们利用时钟芯片DS1302实现对年、月、日、星期、时、分、秒等显示功能的实现。通过对DS1302的初始化和驱动其正确工作，达到了以上信息的显示，同时时钟芯片中多余的存
储空间还可以用来保存时间，使其具有掉电保持功能。
四、设计的方案与论证
方案：本系统分为四个部分，STC89C52单片机为核心控制部件，以1602 LCD液晶屏为核心显示部件，以DS1302为主要计时部件，干电池为供电部件。通过程序实现对年、月、日、时、分、秒数字显示，周期为12/24小时可以切换，显示满刻度为23时59分59秒，并具有校时功能，省电模式的数字钟。主要是利用C语言的编程，再用Keil uVision8进行编译，最后将程序代码写进单片机，这样就能实现各项功能。
系统模块：
.键盘扫描模块：用四个长按键开关连接在单片机的P10,P11,P12,P13引脚上
.液晶显示模块：采用LCD液晶显示屏来作为电子钟的信息输出。
    液晶显示屏（LCD）用于数字型钟表和许多便携式计算机的一种显示器类型。LCD显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水晶溶液。电流通过该液体时会使水晶重新排列，
以使光线无法透过它们。因此，每个水晶就像百叶窗，既能允许光线穿过又能挡住光线。液晶显示器（LCD）目前科技信息产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展，在计算机周边中拥有悠久历史的显示器产品当然也不例外。在便于携带与搬运为前题之下，传统的显示方式如CRT映像管显示器及LED显示板等等，皆受制于体积过大或耗电量甚巨等因素，无法达成使用者的实际需求。而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流，无论是直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射 等优点,都能让使用者享受最佳的视觉效果。
.按键处理模块：在程序中定义变量status来区分电子钟当前的不同状态，并对各个状态从属分类，对于不同状态对应不同功能。
.中断模块：将中断时间寄存器设置为T0定时器，并且将中断时间设置为50ms,每20次中断时间变量增加1s。
    中断是指CPU在运行过程中 ,出现某种紧急事件时,请求CPU暂停现行程序的执行而转去处理此事件。待处理程序执行完毕,CPU再回到被中断的地方继续执行下去。单片机中断的种类分为外部中断、定时中断和串行口中断。外部中断:由外部触发造成的CPU中断。定时中断:当内部定时/计数器溢出时,CPU发生中断。

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