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1、装订线XXX 大 学 毕业设计（论文）纸1、绪论1.1 电子钟的背景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，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使得现代电子产品的性能得到进一步的提高，产品更新换代的节奏也越来越快。目前，单片机正朝着高性能和多品种的方向发展趋势将是进一步向着CMOS化，低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字电路实现大部分功能，现在已能用单片机通过软
2、件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。电子手表根据其结构形式与发明发展的先后，国际上一般分成“四代”。上海钟表行业先后研制过第一代摆轮游丝式电子表、第二代音叉式电子表。第三代指标式石英电子表、第四代数字显示式石英电子表。第一代、第二代研制成功后随着技术的进步均被第三代电子表所取代，第四代石英电子表虽初期走俏，随后因不受消费者的欢迎也渐趋淘汰，市场上经久不衰的仅是第三代电子表。国内最早研制第三代电子表的是上海钟表元件厂。1972年初，试制出电子元器件和 4节5号电池都装在机芯外面的第一只样表。1974年底，研制出16级分频电路叠加而成。到1984年
3、共研制生产出4177只，注册商标为金星牌。为使该厂能集中精力把电子表元器件的生产搞上去，是年12月，金星牌三代电子表停止生产。1977年9月，上海手表二厂开始研制第三代电子表。1983年生产的DSE型第三代电子表，机芯直径为19.4毫米，轮列部分厚度为2.56毫米，达到薄型要求。1987年，该厂研制成功单片式日历定位装置的DBSE3型第三代电子表获得专利申请。 1987年1月，在上海钟表元件二厂的协助下，有研制成功DSE4型第三代电子表。该厂自行设计的12棱全黑男表、黑珍珠时装女表、情侣表上市后，十分走俏。1989年，该厂设计出高档的K金表和永不磨损型表壳，填补国内空白。到1990年，上海手表
4、二厂累计生产第三代指标式石英电子表353.9万支。1985年9月，上海手表厂自行设计68单机日历第三代电子表。1987年上市10万只，翌年完成101.15万只，是行业内第一个突破第三代电子表年产100万只大关。该厂在加快批量生产的同时，还抓紧新品开发。1988年10月，研制成功DSH15型第三代电子表，成为国内第三代指标式石英电子表系列中最薄表机，1990年获上海市科技进步三等奖。该厂研制开发DSH14A型第三代电子表，注重机芯设计与外观设计一体化，新颖典雅，视薄性强，并在上海钟表元件厂积极配合下，在国内首次采用直径0.600.171.5毫米最薄型红宝石轴承，达到德国DIN8326手表标准的国
5、际先进水准。 19791990年的12年间，上海钟表行业累计生产各类电子表1223.1885万只。1990年全行业共生产各类电子表340万只，占上海手表生产总量的22.45，占全国电子表生产总量的33.5，居全国之首。 三、码表 1959年3月，金声制钟厂研制钻石牌机械码表获得成功，指标刻度为1/10秒。到1961年共生产20325只。嗣後又研制开发指标刻度为1100秒、150秒、1/5秒等10个系列品种。1964年，该厂为海军提供军用计时仪器配套的MS1S型、MS2S型双针码表。1968年，该厂更名为上海码表厂，且继续研制成用於国防科技的511516型特殊码表。 1980年，上海码表厂又研制
6、开发双柄头的机械码表，填补国内空白。此後，钻石牌码表作为我国发射的通讯卫星的时间指令仪器。到1990年，累计生产钻石牌码表144.9291万只。从1988年开始，产品向东南亚出口，1989年进入美国市场。到1990年共出口24.5535万只。 1980年12月，上海手表五厂研制金雀牌石英电子码表10000只。1983年起，金雀牌码表先後被我国第五届全运会，第一届青少年运动会，以及第六届全运会等作为计时工具。1986年10月，该厂研制成功能进行多段计时、具有记忆功能的JD2型电子码表。并经中国田径协会审查，同意在全国比赛中使用。1990年2月，上海手表五厂研制的ID3型电子码表获得成功。经亚运会
7、自行车赛终点计时裁判长试用，其功能、性能和计时精度均达到80年代国际同类产品先进水准。 四、挂表 1958年4月，我国第一只钻石牌机械挂表在金声制钟厂（今钻石手表厂）问世。 1984年11月，上海码表厂（原大光明钟厂）先後研制生产钻石牌MG1J型机械挂表和统一机芯挂表，以及镂空机械挂表等。到1990年累计生产69140只。民国2年（1913年），美华利钟厂开始生产台钟，年产88只，民国13年达636只。12年间累计生产6163只。民国20年和民国21年，昌明电器股份有限公司和德安时钟制造厂先後生产昌明牌和双箭牌台钟。 进入80年代以後，上海钟表行业面临著计画和市场的双重选择。长期来，上海钟表行
8、业基本采取“计画为主、市场为辅”的原则，根据政府经济部门下达的生产计画组织生产。80年代中期开始，随著经济体制从传统的计划经济体制向社会主义市场经济体制转变，上海钟表行业面对新的形势加快经济结构调整和经营体制改革。 在产品发展上，进行产品结构大调整，由单一品种、大批量向多品种、多档次转变。在整个行业内，上海手表三厂作为女表专业生产厂，上海手表五厂为第四代数字显示式石英电子表专业生产厂，上海手表厂、上海手表二厂、上海钻石手表厂则按照男表、女表、电子表三大类产品的机芯规格和按单机、日历、双历、自动、日历自动、双历自动等6种功能形成系列。通过整个行业品种结构的调整，促进生产技术结构和劳动组织结构的调
9、整，带动整个行业管理水准和技术水准的提高，加快了行业技术开发的速度，扩大了产品出口，促进了行业的发展与进步。1.2 电子钟的意义时间对人们来说总是那么的宝贵，工作的忙碌性和复杂性容易使人忘记当前的时间，忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要的事情，一时的耽误可能酿成大祸。 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。由于数字
10、集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，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、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动启闭路灯、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。1.3 电子钟的应用数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、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，是数字钟具有走
11、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。2、设计芯片简介在本设计中所用的芯片主要有单片机芯片89C51和单片射频收发芯片nRF2401。下面分别介绍一下两种芯片的功能结构。2.1 单片机2.1.1 单片机简介单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Micro
12、controller 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。 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
13、，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
14、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。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器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计
15、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CD
