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1、毕业设计任务书毕业设计任务书设计课题：设计课题：单片机电脑数字钟单片机电脑数字钟系部：系部：电气工程系电气工程系专业：专业：机电一体化机电一体化班级：班级：0909 大专机电（大专机电（9 9）班）班姓名：姓名：学号：学号：5454指导老师：指导老师：时间：时间：2011 年年 9 月月目录目录第一章第一章绪绪 论论1.1 电脑时钟的背景1.2 电脑时钟的意义1.3 电脑时钟的应用第二章第二章整体设计方案整体设计方案2.1 单片机的发展历史与选择2.2 单片机的基本结构第三章第三章单片机音乐播放器的硬件设计单片机音乐播放器的硬件设计3.1 系统设计3.2 LED 显示电路第四章第四章单片机音乐
2、播放器的软件设计单片机音乐播放器的软件设计4.1 系统软件设计流程图4.2 电脑时钟的原理图4.3主程序第五章第五章 系统仿真系统仿真5.1PROTUES软件介绍5.2 电脑时钟系统PROTUES仿真第六章第六章 调试与功能说明调试与功能说明 6.1 硬件调试6.2 系统性能测试与功能说明6.3 系统错误分析6.4 软件调试问题及解决结束语结束语致谢致谢参考文献参考文献摘摘 要：要：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，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. 本文的电脑时钟系统是以单
3、片机（AT89C51）为核心, LCD1602液晶显示器显示,使用 DS1302 实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能，同时利用 DS18B20 温度传感器测量环境温度能够实现日常的时钟显示，同时具有时钟/日期调整功能。具体介绍应用 Proteus 的 ISIS 软件进行单片机系统的电脑时钟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。关键词： AT89C51；LCD1602；DS1302；DS18B20AbstractIn recent years, with computers in the infil
4、tration and the development of large-scale integrated circuits. SCM application is steadily deepening, as it has strong function, small size, low power dissipation, low prices, reliable, easy to use features, it isparticularly suited to and control of the system, increasingly widely used in various
5、fields.This article describes an couputer bell system is single-chip microcomputer (AT89C51) as the core, Can realize daily clock display, LCD1602 LCD display, use DS1302 real-time clock calendar chips clock/calendar, at the same time use the basic function of the temperature sensor DS18B20 measurin
6、g environmental temperature ,but also has the clock adjustment/date.Describes the application of Proteuss ISIS software of the electronic single-chip system clock to achieve the design and simulation methods in details.The method can not only test the property of the system precisely,but also improv
7、e development efficiency and reduce development cost,which values in popularity.Key words： AT89C51; LCD1602；DS1302；DS18B20第一章第一章 绪论绪论1.11.1 电脑时钟的背景电脑时钟的背景20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力的推动和提高了社会生产力的发展与信息化程度，同时也使现代电子产品性能进一步提升，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂容易使人忘记当前的时间。然而遇到重大事
8、情的时候，一旦忘记时间，就会给自己或他人造成很大麻烦。平时我们要求上班准时，约会或召开会议必然要提及时间；火车要准点到达，航班要准点起飞；工业生产中，很多环节都需要用时间来确定工序替换时刻。所以说能随时准确的知道时间并利用时间，是我们生活和工作中必不可少的1。想知道时间，手表当然是一个很好的选择，但是，在忙碌当中，我们还需要一个“助理” 及时的给我们提醒时间。所以，计时器最好能够拥有一个定时系统，随时提醒容易忘记时间的人。 最早能够定时、报时的时钟属于机械式钟表，但这种时钟受到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。1.21.2 电脑时钟的意义电脑时钟的意义电
9、脑时钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭，车站， 码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得电脑时钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、0 按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。1.31.3 电脑时钟的应用电脑时钟的应用数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需
10、品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。电脑时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化，拥有时间精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点，被广泛应用于生活和工作当中。当今市场上的电子时钟品类繁多，外形小巧别致。也有体型较大的，诸如公共场所的大型电子报时器等。电脑时钟首先是数字化了的时间显示或报时器，在此基础上，人们可以根据不同场合的要求，在时钟上加置其他功能，比如定时闹铃，万年历，环境温
11、度、湿度检测，环境空气质量检测，USB 扩展口功能等。本设计电脑时钟主要功能为：1、具有时间显示和手动校对功能，24 小时制；2、具有年、月、日显示和手动校对功能；3、具有复位功能。4、具有环境温度采集和显示功能。第二章第二章 整体设计方案整体设计方案2.12.1 单片机的发展历史与选择单片机的发展历史与选择历史：历史：（1 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
12、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，多功能电话等。（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。
13、这类单片机的寻址能力达 64KB，片内 ROM容量达 4-8KB，片内除带有并行 IO 口外，还有串行 IO 口，甚至还有 AD 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、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。（3 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
14、业控制，智能仪器仪表，便携式设备等场合。（4 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。（5 5）6464 位单片机位单片机近年来，64 位单片机在引擎控制，智能机器人，磁盘控制，语音图像通信，算法密集的实时控制场合已有
15、应用，如英国Inmos 公司的 Transputer T800 是高性能的 64 位单片机。选择：选择：单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和 I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过 1、2、3、3 代的发展，正朝着多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格、大存储容量、强 I/O 功能及较好的结构兼容性方向发展。其发展趋势不外乎以下几个方面：1、多功
16、能 单片机中尽可能地把所需要的存储器和 I/O 口都集成在一块芯片上，使得单片机可以实现更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可编程计数器阵列）、WDT（监视定时器-看家狗）、高速 I/O 口及计数器的捕获/比较逻辑等。有的单片机针对某一个应用领域，集成了相关的控制设备，以减少应用系统的芯片数量。例如，有的芯片以 51 内核为核心，集成了 USB 控制器、SMART CARD 接口、MP3 解码器、CAN 或者I*I*C 总线控制器等，LED、LCD 或 VFD 显示驱动器也开始集成在 8 位单片机中。2、高效率和高性能为了提高执行速度和执行效率，单片机开始使用 RISC、流水线和 DSP 的设计技术，使单片机的性能有了明显的提高，表现为：单片机的时钟频率得到提高；同样频率的单片机运行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，单片机的寻址能力、片内 ROM（FLASH）和 RAM 的容量都突破了以往的数量和限制。由于系统资源和系统复杂程度的增加，开始使用高级语言（如 C 语言）来开发单片机的
