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1、河北师范大学信息技术学院2009级本科生毕业论文答辩,答辩人：李梦宇学号：2009012154指导老师：边晓娜,电子时钟的设计与制作,简 介 Synopsis,本课题研究的主要目的是设计一个基于单片机的电子时钟系统。由于单片机有价格实惠而且功能齐全的优点，在自动控制产品中广泛应用。本设计以ATmega16芯片为核心，以实时时钟芯片DS1302为主要依托，通过LCD液晶屏完成其显示、计时功能，本设计实现了所需功能的硬件电路，并应用C语言进行软件编程。,框 架 Scheme,第一章：绪论，介绍了本设计研究的背景及意义和国内外研究状 况和本电子钟概述。,第二章：电子时钟设计方案分析，介绍了本设计所涉
2、及的芯片选 择以及总体方案的设计。,第三章：硬件系统的设计，介绍了本设计的硬件电路构成以及电 路原理。,第四章：软件系统的设计，介绍本设计所需的软件工具以及如何 用C语言实现软件编程。,第五章：系统调试，介绍本设计后期的整体调试包括硬件和软件 调试。,整个系统由核心控制模块，秒计时模块，显示模块组成。核心控制由单片机及其最小系统构成，秒计时模块由实时时钟芯片DS1302完成，这两块已经完成电子时钟的基本功能，显示模块由液晶屏LCD5110成。,系统框架,硬件系统,本电路图采用PROTEL软件制成。图中右侧是本系统的核心控制芯片ATmega16，其左侧引脚分别连接液晶屏LCD5110和实时时钟芯
3、片DS1302，中间的SPI是本系统的下载软件串口。,ATMEGA16简介,本设计的核心控制电路采用单片机控制，由AVR单片机ATMEGA16完成。ATMEGA16是一款高性能、低功耗的八位AVR微处理器。本设计系统主要使用了B区引脚即完成了电子钟的基本功能。,DS1302 简介,秒计时模块选用实时时钟芯片DS1302。该芯片接口简单，计时准确，带充电功能，低功耗，使用方便。,DS1302可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿功能。,DS1302芯片有主电源和备份电源双引脚，还具有对备份电池进行涓细电流充电的能力。,DS1302 引脚说明,VCC1：电源输入引脚，单电源供电时
4、接VCC1 脚，双电源供电时 用于接备份电源。VCC2：电源输入引脚，双电源供电时用于接主电源。GND：接地引脚。RST：控制移位寄存器/复位引脚SCLK：串行时钟输入引脚X1：32.768KHz晶振输入引脚X2：32.768KHz晶振输出引脚I/O：数据输入/输出引脚,LCD5110 简介,8448的点阵LCD（48行，84列输出），可以显示4行汉字。,利用字模软件生成需要显示的字符、汉字，利用液晶屏初始的驱动程序，可以方便显示所需信息。,系统调试,将各个器件焊接在万能板上，难免出现焊接错误或者虚焊，所以硬件调试需要在熟悉电路的基础上细心和耐心的进行。,检测电源以及各个芯片是否妥当焊接，是否
5、连接正确，用万能表检查每个焊点是否虚焊，不该连接的地方是否短路。,完成硬件调试后，烧入代码仍然不能正确运行，此时需要结合软件调试。,软件调试可以分模块进行，这样在保证了各个模块都正常工作的情况下，有利于排查问题所在。,问题及其解决,1、硬件问题 板子焊好后接通电源无法通电，经万用表检测，发现ATmega16芯片 管脚有焊连错误并且指示灯连接错误，改正后问题解决。2、软件问题 程序烧进芯片后时间显示为零不变动，读取程序失败；做一些改动 后，时钟可以从0点开始工作，但是初始值仍然不能写入。经调试明白了时钟信号与复位（片选）信号的关系：在写入数据时，当RST信号还没有拉高之前，必须把时钟信号初始化拉
6、低，由此解决 问题，时钟正确显示。,不足以及拓展,现在只能通过程序进行复位和设置初始值工作，不能自动调时间，所 以应该添加按键功能，主要包括复位按键、调整时间按键等。现在星期的显示仅为阿拉伯数字，可以做改动显示成英文缩写或汉 字，用数组实现转换。加上蜂鸣器，利用中断实现整点报时。设置闹铃功能。加上DS18B20温度传感器显示实时温度。以上的功能由于时间比较紧，未能完成。但这些功能的开发都具有可操作性，这也是单片机可扩展功能的优越性所在，有待于继续开发。,致谢,通过不断的努力，终于完成此次毕业设计。在此，我要衷心的感谢边晓娜老师，正是在边老师百忙中抽出时间对我的精心指导下，这篇论文才得以完成。同时，我还要感谢信息技术学院电子信息科学与技术专业所有的老师们对我四年来的教育和帮助，使我在大学中学到了很多宝贵的知识和经验，让我能够顺利毕业还有幸考取了研究生。在此，我要衷心的感谢各位老师！,
