多功能数字钟的设计与实现

一、实验目的

 1．掌握数字钟的设计原理。

 2．用微机实验平台实现数字钟。

 3．分析比较微机实现的数字钟和其他方法实现的数字钟。

二、实验内容与要求

 使用微机实验平台实现数字钟。

1．基本要求如下：

1) 24小时制时间显示。

2) 可以随时进行时间校对。

3) 整点报时。

4) 闹钟功能，要求设置起闹时间时，不影响时钟的正常走时。

2．提高要求

1) 校时时相应位闪烁。

2) 能够设置多个起闹点。

三、实验报告要求

 １．设计目的和内容

 ２．总体设计

 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明

 ４．软件设计框图及程序清单

 ５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）

四、系统总体设计

 根据设计要求，初步思路如下：

1） 计时单元由定时/计数器8253的通道0来实现。定时采用硬件计数和软件技术相结合的方式，即通过8253产生一定的定时时间，然后再利用软件进行计数，从而实现24小时制定时。8253定时时间到了之后产生中断信号，8253在中断服务程序中实现时、分、秒的累加。

2） 时间显示采用实验平台上的6个LED数码管分别显示时、分、秒，采用动态扫描方式实现。

3） 校时和闹铃定时通过键盘电路和单脉冲产生单元来输入。按键包括校时键、闹钟定时键、加1键和减1键等。

4） 报警声响用蜂鸣器产生，将蜂鸣器接到8255的一个端口，通过输出电平的高低来控制蜂鸣器的发声。

系统硬件设计主要利用微机实验平台上的电路模块。硬件电路主要由键盘电路、单脉冲产生单元、8253定时计数器、8255并行接口单元、8259中断控制器、LED显示电路和蜂鸣器电路等等。系统的硬件电路设计框图如图1所示。

 

图1 硬件电路框图

五、硬件设计

 根据设计思路，硬件电路可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于实验平台上的各个功能模块已经设计好，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图2所示。硬件电路由定时模块、按键模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。