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1、单片机课程设计单片机课程设计 电子时钟 电子时钟 学 院 班 级 通信 09111 班 姓 名 指导老师 通信工程通信工程 课程设计 论文 开题报告课程设计 论文 开题报告 设计题目 基于单片机的电子时钟设计题目 基于单片机的电子时钟 学生 学生 学学 号 号 班班 级 通信级 通信 0911109111 班班 专专 业 信息工程业 信息工程 指导教师 指导教师 填表 时间 2011 年 11 月 25 日 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1 本课题的研究意义 1 巩固和提高学过的基础理论和专业知识 2 提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析 解决实际问题的能力 3 培养掌
2、握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能 4 增强对实际电路的认识 掌握分析处理方法 进行调试 计算等基本技能 的训练 使之具有一定程度的实际工作能力 5 掌握科研 资料查询的基本方法以及获取新知识的能力 6 促使我们学习和获取新知识 掌握自我学习的能力 7 通过参与实际工作 使我们了解社会和工作 具备一定的实际工作能力 8 通过设计数字电子钟 了解电子钟的工作原理和部构造 2 本课题的主要容 1 根据数字电子钟课题任务制定合理 可行的工作计划 2 进行必要的调研和资料搜集 文献阅读 3 软件设计要符合软件工程规 硬件设计符合原理表示 电 路图纸和工艺要求的各种规 4 制定系统的
3、测试方法 并根据完整的测试数据对系统的性能指标做出分析和 评价 5 实现数字电子钟的显示时间和时间校对的功能 6 对课题成果进行总结 撰写毕业设计说明书 3 本课题的重点和难点及预期目标 本课题的重点是 设计出能显示时间且能校对时间的一个电子钟 本课题的难点是 熟练掌握 Proteus ProtelSE99 及 keil c51 的应用和能实 现的功能 预期目标 实现时间显示且能校对时间的一块电子时钟 4 设计提纲 进度计划 1 了解机的基本机构 2 根据数字电子钟课题任务制定合理 可行的工作计划 3 根据课题任务书选择合理的单片机 4 根据课题任务书绘出合理的原理图 5 根据课题任务书编写正
4、确的应用程序 6 在应用软件中进行仿真练习 7 购买元器件进行焊接 8 下载程序进行调试 9 撰写设计论文 进度计划 第十一周 查阅资料 搜集所需信息 第十二 三周 根据数字电子钟课题任务制定合理 可行的工作计划 第十四 五周 根据所制定的任务书编写电气原理图 第十六 七周 根据所制定的任务书编写程序在 Proteus 中进行仿真调试 第十八 九周 编写毕业设计论文 装订成册 第二十周 进行毕业答辩 5 完成课题所需条件及落实措施 1 资料 相关设备资料和图纸资料已由指导教师提供 其他的参考资料通过图 书馆和网络查询 可满足完成任务设计需要 2 机 plc Proteus ProtelSE99
5、 eil c51 及软件运行环境 3 时间和场地 由于要参加毕业实习 学院提供了教为灵活教学进度计划 辅 导时间及相应的教室 实验室 可保证灵活有效地按进度完成设计任务 指导教师意见 对本课题的深度 广度及工作量的意见 参考文献 资料 1 代启化 基于 Proteus 的电路设计与仿真 J 现代电子技术 2006 第 19 期 2 洪奎 马莹莹 基于 Proteus 单片机系统设计与仿真 J 工学院学报 07 年 04 期 3 侯玉宝 基于 Proteus 的 51 系列单片机设计与仿真 M 电子工业 2008 270 288 4 蔡希彪 洪奎 单片机电子时钟系统的设计与仿真 J 中国科技信息
6、 2007 年 04 期 5 方怡冰 单片机课程的教学与实验改革 J 电气电子教学学报 2006 第 3 期 6 文秀 单片机应用系统仿真的研究 J 现代电子技术 2005 第 286 期 7 友德 单片微型机原理 应用与实验 M 复旦大学 2003 225 256 8 光飞 单片机设计实例指导 M 航空航天大学 2004 5 96 100 9 胡汉才 单片机原理及其接口技术 M 清华大学 1996 89 110 10 立民 单片机技术及应用 M 电子科技大学 1997 90 120 11 军 51 系列单片机高级实例开发指南 航空航天大学 指导教师 年 月 日 目录 第一章第一章 绪论绪论
7、7 7 1 1 引言 7 1 2 Proteus 软件简介 8 第二章第二章 单片机的相关知识单片机的相关知识 8 8 2 1 单片机简介 8 2 2 单片机的发展史 9 2 2 1 4 位单片机 9 2 2 2 8 位单片机 9 2 2 3 16 位单片机 9 2 2 4 32 位单片机 10 2 2 5 64 位单片机 10 2 3 单片机的特点 10 2 4 AT89C51 单片机介绍 11 2 4 1 主要特性 11 2 4 2 管脚说明 12 第三章第三章 硬件电路设计硬件电路设计 1414 3 1 电子钟系统硬件组成 14 3 2 电子时钟系统设计流程 15 3 3 单片机的基本结
8、构 15 3 4 单片机的选择 20 3 5Protel 电路图设计 22 3 6 Proteus 电路图设计 23 第四章软件设计第四章软件设计 2424 4 1 程序流程图设计 24 4 2 源程序设计 29 4 3 KeilC51 进行程序调试 34 4 4 仿真与调试 35 4 4 1 Proteus 中 Hex 文件选择 35 4 4 2 Proteus 进行电子钟系统仿真 35 结束语结束语 3636 参考文献参考文献 3737 致致 3838 第一章第一章 绪论绪论 1 11 1 引言引言 近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展 单片机的应用 正在不断地走向深入
9、由于它具有功能强 体积小 功耗低 价格便宜 工作 可靠 使用方便等特点 因此越来越广泛地应用各个领域 本文的电子钟系统是以单片机 AT89C51 为核心 时钟芯片 DS1302 数码管 显示驱动芯片 MAX7219 等元器件组成 具体介绍应用 Proteus 的 ISIS 软件进行 单片机系统的电子钟设计与仿真的实现方法 该方法既能准确验证所设计的系 统是否满足技术要求 又能提高系统设计的效率和质量 降低开发成本 具有推广 价值 随着半导体技术的飞速发展 以及移动通信 网络技术 多媒体技术在 嵌入式系统设计中的应用 单片机从 4 位 8 位 16 位到 32 位 其发展历程一 直受到广大电子爱
10、好者的极大关注 单片机功能越来越强大 价格却不断下降 的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选 同时单片机应用领域的扩大也使 得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中 推动着单片机技术的创新进步 然而传统的单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器 编程器 示波器等价格 不菲的电子设备外 开发过程也较繁琐 来自英国 Labcenter Electronics 公 司的 Proteus 软件很好地诠释了利用现代 EDA 工具方便快捷开发单片机系统的 优势 它包括 PROTEUS VSM Virtual System Modelling PROTEUS PCB DESIGN 两大组成部分 在 PC 机上就
11、能实现原理图电路设计 电路分析与仿真 单片机代码级调试与仿真 系统测试与功能验证以及形成 PCB 文件的完整嵌入 式系统设计与研发过程 单片机系统作为一种典型的嵌入式系统 其系统设计包括硬件电路设计和软件 编程设计两个方面 其调试过程一般分为软件调试 硬件测试 系统调试 3 个 过程 如果采用单片机系统的虚拟仿真软件 Proteus 则不用制作具体的电 路板也能够完成以上工作 1 21 2 ProteusProteus 软件简介软件简介 PROTEUS 软件由 Labcenter 公司开发 是目前世界上最先进 最完整的嵌入式 系统设计与仿真平台 可以实现数字电路 模拟电路及微控制器系统与外设的
12、 混合电路系统的电路仿真 软件仿真 系统协同仿真和 PCB 设计等功能 是目 前唯一能够对各种处理器进行实时仿真 调试与测试的 EDA 工具 微控制器系 统相关的仿真需建立编译和调试环境 可选择 Keil C51uVision2 软件 该软 件支持众多不同公司的芯片 集编辑 编译和程序仿真等于一体 同时还支持 PLM 汇编和 C 语言的程序设计 它的界面友好易学 在调试程序 软件仿真方 面有很强大的功能 其革命性的功能是 将电路仿真和微处理器仿真进行协同 直接在基于原理图的虚拟原型上进行处理器编程调试 并进行功能验证 通过 动态器件如电机 LED LCD 开关等 实时看到运行后的输入 输出的效
13、果 配合系统配置的虚拟仪器如示波器 逻辑分析仪等 Proteus 为我们建立了完 备的电子设计开发环境 第二章第二章 单片机的相关知识单片机的相关知识 2 12 1 单片机简介单片机简介 单片微型计算机简称单片机 是典型的嵌入式 微控制器 Microcontroller Unit 常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机 它最早是被用在工业控制领 域 单片机由 芯片仅有 CPU 的专用处理器发展而来 最早的设计理念是通过 将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中 使 计算机系统更小 更容易集成 进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中 INTEL 的 Z80 是最早按照这 种思想设计出的处理器
14、从此以后 单片机和专用处理器的发展便分道扬镳 2 22 2 单片机的发展史单片机的发展史 2 2 12 2 1 4 4 位单片机位单片机 1975 年 美国德克萨斯仪器公司首次推出 4 位单片机 TMS 1000 此后 各个计算机公司竞相推出四位单片机 日本松下公司的 MN1400 系列 美国洛克 威尔公司的 PPS 1 系列等 四位单片机的主要应用领域有 PC 机的输入装置 电池充电器 运动器材 带液晶显示的音 视频产品控制器 一般家用电器的控 制及遥控器 电子玩具 钟表 计算器 多功能等 2 2 22 2 2 8 8 位单片机位单片机 1972 年 美国 Intel 公司首先推出 8 位微
15、处理器 8008 并于 1976 年 9 月 率先推出 MCS 48 系列单片机 在这以后 8 位单片机纷纷面市 例如 莫斯特 克和仙童公司合作生产的 3870 系列 摩托罗拉公司生产的 6801 系列等 随着 集成电路工艺水平的提高 一些高性能的 8 位单片机相继问世 例如 1978 年 摩托罗拉公司的 MC6801 系列及齐洛格公司的 Z8 系列 1979 年 NEC 公司的 UPD78XX 系列 这类单片机的寻址能力达 64KB 片 ROM 容量达 4 8KB 片除带 有并行 I O 口外 还有串行 I O 口 甚至还有 A D 转化器功能 8 位单片机由 于功能强 被广泛用于自动化装置
16、 智能仪器仪表 智能接口 过程控制 通 信 家用电器等各个领域 2 2 32 2 3 1616 位单片机位单片机 1983 年以后 集成电路的集成度可达几十万只管 片 各系列 16 位单片机 纷纷面市 这一阶段的代表产品有 1983 年 Intel 公司推出的 MCS 96 系列 1987 年 Intel 推出了 80C96 美国国家半导体公司推出的 HPC16040 NEC 公司 推出的 783XX 系列等 16 位单片机主要用于工业控制 智能仪器仪表 便携式 设备等场合 2 2 42 2 4 3232 位单片机位单片机 随着高新技术只智能机器人 光盘驱动器 激光打印机 图像与数据实时 处理 复杂实时控制 网络服务器等领域的应用与发展 20 世纪 80 年代末推 出了 32 位单片机 如 Motorlora 公司的 MC683XX 系列 Intel 的 80960 系列 以及近年来流行的 ARM 系列单片机 32 位单片机是单片机的发展趋势 随着技 术的发展及开发成本和产品价格的下降 将会与 8 位单片机并驾齐驱 2 2 52 2 5 6464 位单片机位单片机 近年来 64
