课程设计（论文）-单片机电子时钟设计

《课程设计（论文）-单片机电子时钟设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计（论文）-单片机电子时钟设计（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 单片机电子时钟设计1第一章 电子时钟的设计1.1 电子时钟简介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，在许多场合都用到电子时钟。1.2 电子时钟的基本特点 现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用 LED 显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的

2、校对，片选的灵活性好。1.3 电子时钟的应用LCD 数 字 电 子 钟 除 了 在 城 市 的 主 要 营 业 场 所 、 车 站 、 码 头 等 公 共 场 所 使用 ， 还 可 以 改 装 在 摩 托 车 和 汽 车 上 ， LCD 显 示 ， 带 蓝 色 背 光 ， 白 天 在 太 阳光 下 也 能 非 常 清 楚 的 看 到 显 示 时 间 ， 关 钥 匙 可 以 关 闭 蓝 色 背 光 ， 时 间 还 能 显示 也 不 会 清 零 ， 因 LCD 的 显 示 耗 电 量 很 省 的 ， 所 以 一 直 工 作 也 不 必 担 心 耗电 问 题 。 在 骑 摩 托 车 时 ， 为 了

3、看 时 间 ， 先 要 停 下 车 子 ， 取 出 手 机 ， 才 能 看 时间 ， 是 否 有 点 麻 烦 ， 现 在 车 上 改 装 了 一 个 蓝 色 背 光 的 液 晶 电 子 钟 后 ， 不 管 白天 黑 夜 色 ， 随 时 可 以 看 时 间 ， 非 常 方 便 。1.4 电子时钟的工作原理一 般 电 子 钟 是 一 个 将 “ 时 ”， “分 ”， “秒 ”显 示 于 人 的 视 觉 器 官 的 计 时 装 置 。它 的 计 时 周 期 为 24 小 时 ， 显 示 满 刻 度 为 23 时 59 分 59 秒 ， 另 外 应 有 校 时功 能 和 报 时 功 能 。 因 此 ，

4、 一 个 基 本 的 数 字 钟 电 路 主 要 由 译 码 显 示 器 、 “时 ”，“分 ”， “秒 ”计 数 器 、 校 时 电 路 、 报 时 电 路 和 振 荡 器 组 成 。 主 电 路 系 统 由 秒 信 单片机电子时钟设计2号 发 生 器 、 “时 、 分 、 秒 ”计 数 器 、 译 码 器 及 显 示 器 、 校 时 电 路 、 整 点 报 时 电路 组 成 。 秒 信 号 产 生 器 是 整 个 系 统 的 时 基 信 号 ， 它 直 接 决 定 计 时 系 统 的 精 度 ，一 般 用 石 英 晶 体 振 荡 器 加 分 频 器 来 实 现 。 将 标 准 秒 信 号

5、送 入 “秒 计 数 器 ”，“秒 计 数 器 ”采 用 60 进 制 计 数 器 ， 每 累 计 60 秒 发 出 一 个 “分 脉 冲 ”信 号 ， 该信 号 将 作 为 “分 计 数 器 ”的 时 钟 脉 冲 。 “分 计 数 器 ”也 采 用 60 进 制 计 数 器 ， 每累 计 60 分 钟 ， 发 出 一 个 “时 脉 冲 ”信 号 ， 该 信 号 将 被 送 到 “时 计 数 器 ”。 “时计 数 器 ”采 用 24 进 制 计 时 器 ， 可 实 现 对 一 天 24 小 时 的 累 计 。 译 码 显 示 电 路将 “时 ”、 “分 ”、 “秒 ”计 数 器 的 输 出 状

6、 态 用 七 段 显 示 译 码 器 译 码 ， 通 过 七 段 显示 器 显 示 出 来 。 整 点 报 时 电 路 时 根 据 计 时 系 统 的 输 出 状 态 产 生 一 脉 冲 信 号 ，然 后 去 触 发 一 音 频 发 生 器 实 现 报 时 。 校 时 电 路 时 用 来 对 “时 ”、 “分 ”、 “秒 ”显 示 数 字 进 行 校 对 调 整 。而该电子时钟由 89C51，BUTTON，六段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同

7、的功能，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，达到省电的目的；直接按下不松开，则可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，则可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。第二章 单片机识的相关知识2.1 单片机的介绍单 片 机 也 被 称 为 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 内 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

8、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 ， 从 此 以 后 ， 单 片 机 和 专 用 处 理 器 的 发 展 便 分 道 扬 镳 。 单片机电子时钟设计3早 期 的 单 片 机 都 是 8 位 或 4 位 的 。 其 中 最 成 功 的 是 INTEL 的 8031， 因为 简 单 可 靠 而 性 能 不 错 获 得 了 很 大 的 好 评 。 此 后

9、在 8031 上 发 展 出 了 MCS51系 列 单 片 机 系 统 。 基 于 这 一 系 统 的 单 片 机 系 统 直 到 现 在 还 在 广 泛 使 用 。 随 着工 业 控 制 领 域 要 求 的 提 高 ， 开 始 出 现 了 16 位 单 片 机 ， 但 因 为 性 价 比 不 理 想并 未 得 到 很 广 泛 的 应 用 。 90 年 代 后 随 着 消 费 电 子 产 品 大 发 展 ， 单 片 机 技 术得 到 了 巨 大 提 高 。 随 着 INTEL i960 系 列 特 别 是 后 来 的 ARM 系 列 的 广 泛 应 用 ，32 位 单 片 机 迅 速 取 代

10、16 位 单 片 机 的 高 端 地 位 ， 并 且 进 入 主 流 市 场 。 而 传 统的 8 位 单 片 机 的 性 能 也 得 到 了 飞 速 提 高 ， 处 理 能 力 比 起 80 年 代 提 高 了 数 百倍 。 目 前 ， 高 端 的 32 位 单 片 机 主 频 已 经 超 过 300MHz， 性 能 直 追 90 年 代 中期 的 专 用 处 理 器 ， 而 普 通 的 型 号 出 厂 价 格 跌 落 至 1 美 元 ， 最 高 端 1的 型 号也 只 有 10 美 元 。 当 代 单 片 机 系 统 已 经 不 再 只 在 裸 机 环 境 下 开 发 和 使 用 ， 大量

11、 专 用 的 嵌 入 式 操 作 系 统 被 广 泛 应 用 在 全 系 列 的 单 片 机 上 。 而 在 作 为 掌 上 电脑 和 手 机 核 心 处 理 的 高 端 单 片 机 甚 至 可 以 直 接 使 用 专 用 的 Windows 和Linux 操 作 系 统 。 单 片 机 比 专 用 处 理 器 更 适 合 应 用 于 嵌 入 式 系 统 ， 因 此 它 得 到 了 最 多 的应 用 。 事 实 上 单 片 机 是 世 界 上 数 量 最 多 的 计 算 机 。 现 代 人 类 生 活 中 所 用 的几 乎 每 件 电 子 和 机 械 产 品 中 都 会 集 成 有 单 片 机

12、 。 手 机 、 电 话 、 计 算 器 、 家用 电 器 、 电 子 玩 具 、 掌 上 电 脑 以 及 鼠 标 等 电 脑 配 件 中 都 配 有 1-2 部 单 片 机 。而 个 人 电 脑 中 也 会 有 为 数 不 少 的 单 片 机 在 工 作 。 汽 车 上 一 般 配 备 40 多 部 单片 机 ， 复 杂 的 工 业 控 制 系 统 上 甚 至 可 能 有 数 百 台 单 片 机 在 同 时 工 作 ！ 单 片 机的 数 量 不 仅 远 超 过 PC 机 和 其 他 计 算 的 总 和 ， 甚 至 比 人 类 的 数 量 还 要 多 。 单 片 机 又 称 单 片 微 控 制

13、 器 ,它 不 是 完 成 某 一 个 逻 辑 功 能 的 芯 片 ,而 是 把一 个 计 算 机 系 统 集 成 到 一 个 芯 片 上 。 相 当 于 一 个 微 型 的 计 算 机 ， 和 计 算 机 相比 ， 单 片 机 只 缺 少 了 I/O 设 备 。 概 括 的 讲 ： 一 块 芯 片 就 成 了 一 台 计 算 机 。 它的 体 积 小 、 质 量 轻 、 价 格 便 宜 、 为 学 习 、 应 用 和 开 发 提 供 了 便 利 条 件 。 同 时 ，学 习 使 用 单 片 机 是 了 解 计 算 机 原 理 与 结 构 的 最 佳 选 择 。 单 片 机 内 部 也 用 和

14、 电 脑 功 能 类 似 的 模 块 ， 比 如 CPU， 内 存 ， 并 行 总 线 ，还 有 和 硬 盘 作 用 相 同 的 存 储 器 件 ， 不 同 的 是 它 的 这 些 部 件 性 能 都 相 对 我 们 的 单片机电子时钟设计4家 用 电 脑 弱 很 多 ， 不 过 价 钱 也 是 低 的 ， 一 般 不 超 过 10 元 即 可 .用 它 来做 一 些 控 制 电 器 一 类 不 是 很 复 杂 的 工 作 足 矣 了 。 我 们 现 在 用 的 全 自 动 滚 筒 洗衣 机 、 排 烟 罩 、 VCD 等 等 的 家 电 里 面 都 可 以 看 到 它 的 身 影 ！ .它

15、主 要是 作 为 控 制 部 分 的 核 心 部 件 。 它 是 一 种 在 线 式 实 时 控 制 计 算 机 ， 在 线 式 就 是 现 场 控 制 ， 需 要 的 是 有 较强 的 抗 干 扰 能 力 ， 较 低 的 成 本 ， 这 也 是 和 离 线 式 计 算 机 的 （ 比 如 家 用 PC）的 主 要 区 别 。 单 片 机 芯 片单 片 机 是 靠 程 序 运 行 的 ， 并 且 可 以 修 改 。 通 过 不 同 的 程 序 实 现 不 同 的 功 能 ，尤 其 是 特 殊 的 独 特 的 一 些 功 能 ， 这 是 别 的 器 件 需 要 费 很 大 力 气 才 能 做 到

16、 的 ，有 些 则 是 花 大 力 气 也 很 难 做 到 的 。 一 个 不 是 很 复 杂 的 功 能 要 是 用 美 国 50年 代 开 发 的 74 系 列 ， 或 者 60 年 代 的 CD4000 系 列 这 些 纯 硬 件 来 搞 定 的 话 ，电 路 一 定 是 一 块 大 PCB 板 ！ 但 是 如 果 要 是 用 美 国 70 年 代 成 功 投 放 市 场 的 系列 单 片 机 ， 结 果 就 会 有 天 壤 之 别 ！ 只 因 为 单 片 机 的 通 过 你 编 写 的 程 序 可 以 实现 高 智 能 ， 高 效 率 ， 以 及 高 可 靠 性 ！ 由 于 单 片 机 对 成 本 是 敏 感 的 ， 所 以 目 前 占 统 治 地 位 的 软 件 还 是 最 低 级汇 编 语 言 ， 它 是 除 了 二 进 制 机 器 码 以 上 最 低 级 的 语 言 了 ， 既 然 这 么 低 级 为 什么 还 要 用 呢