数字时钟设计

数字时钟设计

姓名：赵明亮

身份证：231182198502231213

摘要

随着科技的发展和时间的推移，对钟表精度、实用性的需求也在日益提高。主要以STC12C5A60S2为核心组成，以LCD1602 LCD作为 LCD显示器，利用 C编程实现了 MCU的内部编程，使其更加准确实用。本系统具有时、分、秒十进制的计时功能，手动校时校分功能，12小时24小时切换功能，个性化语音定时功能。

关键词：数字时钟STC12C5A60S2 LCD1602

一、引言

（一）研究背景

人类社会是不断发展前进的，人们的生活习惯更是随着人类科技的发展进步而不断适应改变，科技无时无刻不在改变着我们的生活，使我们的生活质量逐步提高。20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，当前， MCU正朝着高性能、多样化方向发展，并将向 CMOS、低功耗、体积小、容量大、高性能、低成本、内置外围电路等方向发展。这里是目前微处理器发展的一个重要方向。采用微处理器进行微处理器的目的是彻底地改造传统的控制系统的思想和设计方式。大部分过去需要通过模拟或者数字的方式来完成的功能，如今都可以通过单片机来完成。该技术以软体取代硬体，亦称微型化，是一场对常规技术的革命性变革。时钟就是诸多科技的一种，从古时人们的结绳记时开始，人们发明了时钟的雏形—日晷，通过太阳光影映射表盘记录时间，再后来人们发明了时钟，使人们可以较清楚地掌握时间，但时钟占空间多，时间表示不够精确、不够直观，所以现在人们又发明了数字时钟，数字时钟采用数字时间显示取代了模拟表盘的时钟，是时间表示准确到秒，并且体积小，使用方便，已经广泛取代市面上的表盘时钟。

（二）研究意义

人们在日常生活中需要新的、便携的、功能强大的手表，而数字手表以卓越的性能满足人们的需求，数字钟表是采用数字电路实现时、分、秒等数字显示功能的一种定时设备。它被广泛地用于私人住宅、车站、码头、办公室等各种公共场合，并逐渐变成了人们的必备物品。随着数字 IC技术的发展和晶体振动的普及，数字精密腕表已远远超过了传统的腕表。随着时间的推移，腕表的数字时代为人类的生产和生活提供了巨大的方便。数字时钟现在已成了人们日常生活中不可或缺的一部分，在很多公共场合如飞机场、港口、火车站等。自动计时器、计时器、升降机、自动报警装置等，均以数字时钟为基本依据。在将来，电子时钟将朝着自动化集成方向发展，使人们的日常使用变得更为方便。因此，对数字时钟进行研究具有重要的现实意义。

二、系统的组装和调试

（一）元件的焊接与组装

我们在进行焊接的时候，拿到电路板，我们不应该立刻进行焊接，我们需要对下面所讲的事项进行前期准备。

数字时钟系统所需要的每个元器件，我们在使用之前要对每一个元件单独进行检测，防止我们焊接上结果元件本身是坏的，这样不仅对我们装置造成不方便，我们检查也麻烦，也造成人力物力的损失

我们焊接时候要确保我们用到的焊接元件方向一致，这样方便以后的焊接，而且使电路板看起来美观。

特别注意的是，有些元器件它本身存在正负极，我们焊接进去要注意好，不要让正负极接反，造成元件损坏。

在我们用线方面，我们也要注意好，对于我们发生错误进行排查的时候好排查也美观方便，一般情况下，我们现在所用的电路进线都是红色，出线一般都是蓝色。

在电路实验还是电路板焊接时候，不要出现有部分线路进行跨线这样时线路又复杂有难看。

（二）成品检测

首先观察电路板的焊接是否完好，使用万用表的表笔测试每条线路，接口是否通电。

然后检测焊接实物的布线是否与原理图一致，不要出现接错线的失误。

然后给数字时钟通电，观察数字时钟的状态，lcd显示屏是否可以正常显示时间，观察秒脉冲发出后，即每过一秒，信号灯亮一下，显示屏秒位时间加一，表明秒脉冲发生器正常且lcd显示屏正常，手动操作编码器，进行手动时间校准，通过按动编码器选择时、分、秒的位置，旋转编码器可以调节时、分、秒位的大小，手动校时功能正常。当lcd显示屏时间到达整点时，可以听到整点语音报时，整点语音播报功能正常。按动电路板上显示模式切换按钮时，lcd显示屏上的时间显示模式由24小时制转化为12小时制，且信号灯亮，再次按下按钮，由12小时制转化为24小时制，且信号灯灭，12小时和24小时显示模式切换功能正常。

三、结束语

多功能数字时钟是科技发展到现在生活中必不可少的生活必需品，各种各样的数字时钟百花齐放，功能，样式更是各不相同，价格有高有低，一款功能齐全、性价比高的基于单片机设计的数字时钟必将广为流传。

该方案采用STC12C5A60S2单片机组成主要控制单元，Lcd1602屏幕显示、555定时信号、信号灯、12个小时和24个小时显示方式转换的信号，由此，STC12C5A60S2多用途数字时钟。

我从这个毕业设计中获益良多。在这一届的毕业论文中，我一直在练习自己的实际操作，亲手完成了毕业论文的所有工作，虽然辛苦，但却有了极大的进步，我的实际操作和操作技能都有了长足的进步，学会了如何运用各种工具，学会了如何运用自己的计划，如何安排自己的工作，如何高效地安排自己的工作，同时也发现了许多自己不知道的问题，可以向同学请教、讨论、请教，从同学和教师那里吸取经验，丰富自己，提升自己。

参考文献

[1] 李雨星.简易数字电子时钟设计[J].电工技术,2021,(18):22-23.

[2] 孙凤乾,郑太恒,刘海英,刘大鹏.基于STC89C51单片机的数字时钟设计[J].齐鲁工业大学学报,2021,35(03):47-51.

[3] 王善斌,范忠奇.基于FPGA的数字时钟设计与实现[J].科技创新与应用,2021,11(13):80-82.

[4] 黄运米,曹书蕾,吕方怡,徐焘,黄鹏翔,吴鑫涛.基于单片机的磁流体显示设计——以数字时钟为例[J].大学物理实验,2021,34(01):31-34.

[5] 杨晓龙.基于单片机可语音控制和报时的数字时钟的设计[J].机械工程与自动化,2019,(03):183-185.