学号：2011 - 2012 学年 第 1 学期基于基于 ARM 的可调电子钟设计的可调电子钟设计课课 程程 设设 计计 报报 告告题题 目：目： 基于基于 ARM 的可调电子钟设计的可调电子钟设计 专专 业：业： 通信工程通信工程 班班 级：级： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 成成 绩：绩： 电气工程系2013 年 6 月 9 日课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 基于 ARM 的可调电子钟设计 起止日期：2011-12-3 至 2011-12-9 指导教师： 一设计目的一设计目的 1应用所学的 ARM 知识设计一个实时时钟 2. 掌握 LPC2106 中断处理，RTC 的使用。二、设计任务二、设计任务 1查阅文献资料，了解、熟悉电子钟的原理及其电路 2了解掌握 ARM 内容及其应用 3对 Proteus 软件的熟悉与应用 4利用 Proteus 对所设计的电子钟进行调试，验证其正确性三、具体要求三、具体要求 1实时时间可通过按键选择调节。 2可以通过按键设定报警时间。 3当达到报警时间时，蜂鸣器响一下，LED 灯点亮。 4报警时间和实时时间通过液晶模块 LCD1602 显示目录目录摘要.3 第一章 绪论.- 1 - 1.1 电子钟的发展 .- 1 - 1.2 常用电子钟系统及模式 .- 1 - 第二章 ARM 的简介.- 2 - 2.1 ARM 概述.- 2 - 2.2 ARM 的特点.- 2 - 2.3 Proteus SP3 软件介绍.- 2 - 2.4 Proteus SP3 仿真步骤.- 3 - 第三章 电子钟的系统原理及设计.- 4 - 3.1 设计原理.- 4 - 3.2 软件时钟的电路仿真图 .- 4 - 3.3 电子钟系统软件设计 .- 5 - 3.4 电子钟的调试 .- 7 - 3.5 仿真结果分析与展望 .- 8 - 自我评价.- 10 - 指导老师评语.- 11 -摘要摘要电子钟是目前应用非常广泛的一种电子装置，众所周知，ARM 微处理器功 能特别的强大，与 MC51 单片机相比，它更适合做中高端数字系统的微处理器， ARM 已经成了现代主流微处理器内核,目前，绝大多数码产品，如，手机， MP3，MP4，数码相机，他们的系统都嵌入了 ARM 系列内核，ARM 微处理器 更新换代很快，现在的诺基亚 N 系列智能手机如 N78,N79 已经采用了 ARM11 了，使得运行于塞班操作系统 S60 第三版的应用程序流畅自如。 本文使用 LPC2106ARM 处理器而设计的实时时钟，由硬件和软件相配合 使用。硬件由主控器、时钟电路、显示电路、键盘接口 5 个模块组成。实现电 子时钟的功能，并在 LCD 上显示类似的时钟界面；动态显示当前的时间，包括： 年月、日、时、分、秒，时针。关键字：关键字： 电子钟；LCD1602；Proteus；LPC2106- 0 -第一章第一章 绪论绪论1.1 电子钟的发展电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械 钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛 应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。 在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用 LCD 数字电子钟已经成为 一种时尚。1.2 常用电子钟系统及模式目前市场上各式各样的数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复 杂，功率损耗大，而且目前市场上的电子钟一般都用 LED 显示，显示界面不友 好。市场上还有一些老式的机械式电子钟，机械式的电子钟使用寿命较短，一 般只能使用一年时间，机械式电子钟出现故障后很难修复，这样很浪费资源。 因此有必要对机械式电子钟进行淘汰，对电子钟进行改进。 本文设计的可调电子钟，设计的电路成本较低，可靠性高，运用简单方便， 正常环境下能使用五年。出现元器件老化故障，可以只更换元器件，便可正常 使用，节省资源，保护环境。- 1 -第二章第二章 ARM 的简介的简介2.1 ARM 概述ARM（Advanced RISC Machines）处理器是 Acorn 计算机有限公司面向低 预算市场设计的第一款 RISC 微处理器。更早称作 Acorn RISC Machine。 ARM 的 Jazelle 技术使 Java 加速得到比基于软件的 Java 虚拟机(JVM)高得 多的性能，和同等的非 Java 加速核相比功耗降低 80%。CPU 功能上增加 DSP 指令集提供增强的 16 位和 32 位算术运算能力，提高了性能和灵活性。ARM 还 提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成 SoC 器件的调试，它们是嵌 入式 ICE-RT 逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。 2.2 ARM 的特点ARM 处理器的三大特点是：耗电少功能强、16 位/32 位双指令集和合作 伙伴众多。 1、体积小、低功耗、低成本、高性能； 2、支持 Thumb（16 位）/ARM（32 位）双指令集，能很好的兼容 8 位/16 位器件； 3、大量使用寄存器，指令执行速度更快； 4、大多数数据操作都在寄存器中完成； 5、寻址方式灵活简单，执行效率高； 6、指令长度固定。 2.3 Proteus SP3 软件介绍Proteus 可以仿真模拟电路及数字电路，也可以仿真模拟数字混合电路。Proteus 可提供 30 多种元件库，超过 8000 种模拟、数字元器件。可以按照设计 的要求选择不同生产厂家的元器件。此外，对于元器件库中没有的元件，设计 者也可以通过软件自己创建。除拥有丰富的元器件外，Proteus 还提供了各种虚 拟仪器，如常用的电流表，电压表，示波器，计数/定时/频率计，SPI 调试器等 虚拟终端。支持图形化的分析功能等。 本文章基于 ProteusPRO6.7SP3 和 KEIL uVision3 软件。当然，软件仿真精 度有限，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型，用开发板和仿真器 当然是最好选择，可是对于单片机爱好者，或者简单的开发应该是比较好的选 择。Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机 CPU 的工 作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。 因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储 器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。- 2 -对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛 盾和现象。 运行 proteus 的 ISIS 程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设 置 view 菜单下的捕捉对齐和 system 下的颜色、图形界面大小等项目。通过工 具栏中的 p(从库中选择元件命令)命令，在 pick devices 窗口中选