遥控电子钟设计及制作.

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1、昆明冶金高等专科学校毕业论文题目：遥控电子钟设计及制作学院：自动化与电力学院 专业：应用电子技术 班级：电子 0101 班 指导教师：周遐 金瑞 制作人：陆广任 王俊鑫 陆丽娟 摘要：本毕业设计项目根据毕业设计任务书指定和我校高职高专特点的要求， 体现毕业生的 实践动手能力、 创新思维、 解决问题的能力和对所学知识的综合运用能力， 为学校教 学楼设计制作一套遥控电子钟系统， 整个系统中的大型数码管、 控制电路、 遥控发射 和接收电路、印刷电路板、编程器以及外壳等自己设计制作，可实现如下功能：1、采用数字显示，外形美观、大方，显示醒目、直观。2、秒、分钟及小时的显示，计时准确，每年的时间误差小于

2、一分钟。3、可显示星期，不得有误差。4、可用遥控来对数字钟进行调整，便于使用。5、市电断电后能继续保持时间的正常运行，来电后恢复显示。关键词：遥控 电子钟 单片机、八前言纵观当今， 随着科技的发展， 各种自动化设备的发展突飞猛进， 单片机担任着不可或缺 的重任。 而单片机的特殊结构形式， 在某些领域中， 它承担了大中型计算机和通用的微型计 算机无法完成的一些工作。 使其具有很多显著的优点和特点， 因此在各个领域中都得到了迅 猛的发展。它是控制中心和设备之间的桥梁；它可对光、热、电、力、速度等各种物理量进 行采集，处理合成各种电信号送到控制中心进行处理，从而实现了自动化控制。为了顺应社会的发展，

3、 提高我们自身的专业水平和实际动手能力， 所以我们在毕业设计 中制作了一套遥控电子钟系统。 整个系统中的大型数码管、 遥控发射和接收电路、 印刷电路 板、编程器以及外壳等均由我们自己制作，此电子钟主要选用 AT89C2051单片机控制，并采用数字显示，外形美观、大方，显示醒目、直观；有秒、分钟、小时及星期的显示，计时准 确，每年的时间误差小于三分钟；还可用遥控来对数字钟进行调整，便于使用；市电断电后 能继续保持时间的正常运行，来电后恢复显示。目录第一部分单片机概述18 页第二部分系统设计要求9页第三部分系统硬件设计922 页第四部分系统软件设计2248页尾声49页#第一部分 单片机概述1、单片

4、机的发展史1974年，美国仙童（Firchild）公司研制的世界第一台单片微型机F8。该机有两块集成电路芯片组成 , 结构奇特 , 具有与众不同的指令系统 ,深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和 重视.从此，单片机开始迅速发展 ， 应用领域也在不断扩大 .现已成为微型计算机的重要分支 ， 单片机的发展过程通常可以分为一下几个发展过程 .（1）第一代单片机 （1974-1976）: 这是单片机发展的起步阶段 . 在这个时期生产的单片机特 点是，制造工艺落后和集成度低 ，而且采用了双片形式 .典型的代表产品有 Fairchild 公司的 F8 和 Mostek387 公司的 3870 等 .（2）第

5、二代单片机 （1976-1978）: 这是单片机的第二发展阶段 . 这个时代生产的单片机随眼 已能在单块芯片内集成 CPU并行口 ,定时器，RAM和ROM等功能部件,但性能低,品种少,应用 范围也不是很广，典型的产品有Inrel公司的MCS-48系列机.（3）第三代单片机 （1979-1982）: 这是八位单片机成熟的阶段 . 这一代单片机和前两代相比 不仅存储容量和寻址范围大 , 而且中断源 , 并行 I/O 口和定时器 /计数器个数都有了不同程度 的增加 ,更有甚者是新集成了全双工穿行通信接口电路 . 在指令系统方面 , 普遍增设了惩处法 和比较指令 . 这一时期生产的单片机品种齐全 ,

6、可以满足各种不同领域的需要 . 代表产品有Intel公司的MCS-51系列机Motorola 公司的MC6801系列机,TI公司的TMS7000系列机，此 外,Rockwell,NS,GI和日本松下等公司也先后生产了自己的单片机系列（4）第四代单片机 （1983 年以后 ）: 这是十六位单片机和八位高性能单片机并行发展的时代, 十六位机的特点是 , 工艺先进 , 集成度高和内部功能强 ,加法运算速度可达到 1us 以上,而 且允许用户采用面向工业控制的专用语言,如PL/MPLUSC和Forth语言等代便产品有intel公司的 MCS-96系列,TI公司的TMS9900,NEC公司的783XX系

7、列和 NS公司的HPC16040等.然而,由于十六位单片机价格比较贵 , 销售量不大 , 大量应用领域需要的是高性能 , 大容 量和多功能新型八位单片机 这些单片机有Intel公司的88044（双CPU工作）,Zilog 公司的 Super8（含 DMA!道）,Motorola 公司的 MC68CH11 内含 E2prom及 A/D 电路）和 WDC公司的 65C124（内含网络接口电路）,等等目前,八位高性能单片机以成为主流 , 单片机发展具体体现在以下几个方面 :1. CPU功能增强；2.内部资源增多；3.引脚的多功能化；4低电压低功耗。2、单片机的发展方向计算机系统的发展已明显地朝三个方

8、向发展；这三个方向就是：巨型化，单片化，网 络化。 以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用， 故而， 巨型机在目前 在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时， Intel 公司就给其单片机取名为嵌入式 微控制器 ( embedded microcontroller )。单片机的最明显的优势， 就是可以嵌入到各种仪器、 设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。下面分别就这四个 方面说明单片机的技术进步状况。 内部结构的进步单片机在内部已集成了越来越多的部件， 这些部件包括一般常用的电路， 例如： 定时器， 比较器，

9、A/D 转换器， D /A 转换器，串行通信接口， Watchdog 电路， LCD 控制器等。有的 单片机为了构成控制网络或形成局部网，内部含有局部网络控制模块CAN 。例如， Infineon公司的 C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM ，81C90 ；Motorola 公司的 68HC08AZ 系 列等。特别是在单片机 C167CS-32FM 中，内部还含有 2 个 CAN 。因此，这类单片机十分容 易构成网络。特别是在控制，系统较为复杂时，构成一个控制网络十分有用。为了能在变频 控制中方便使用单片机， 形成最具经济效益的嵌入式控制系统。 有的单片机内部设置了专

10、门 用于变频控制的脉宽调制控制电路， 这些单片机有 Fujitsu 公司的 MB89850 系列、 MB89860 系列； Motorola 公司的 MC68HC08MR16 、 MR24 等。在这些单片机中，脉宽调制电路有 6 个通道输出，可产生三相脉宽调制交流电压，并内部含死区控制等功能。特别引人注目的是：现在有的单片机已采用所谓的三核( TrCore )结构。这是一种建立 在系统级芯片( System on a chip )概念上的结构。这种单片机由三个核组成：一个是微控制 器和 DSP 核，一个是数据和程序存储器核，最后一个是外围专用集成电路(ASIC )。这种单片机的最大特点在于把

11、DSP 和微控制器同时做在一个片上。虽然从结构定义上讲， DSP 是单片机的一种类型，但其作用主要反映在高速计算和特殊处理如快速傅立叶变换等上面。 把它和传统单片机结合集成大大提高了单片机的功能。 这是目前单片机最大的进步之一。 这 种单片机最典型的有 Infineon 公司的 TC10GP ；Hitachi 公司的 SH7410 ，SH7612 等。这些单 片机都是高档单片机，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位结构，工作频率一般在60MHz 以上。 功耗、封装及电源电压的进步现在新的单片机的功耗越来越小， 特别是很多单片机都设置了多种工作方式， 这些工作 方式包括等待，暂停，睡眠，

12、空闲，节电等工作方式。 Philips 公司的单片机 P87LPC762 是 一个很典型的例子，在空闲时，其功耗为 1.5 mA ，而在节电方式中，其功耗只有0.5mA 。而在功耗上最令人惊叹的是 TI 公司的单片机 MSP430 系列，它是一个 16位的系列，有超 低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1 、LPM3、LPM4 三种。当电源为 3V 时，如果工作于LMP1方式，即使外围电路处于活动，由于CPU不活动，振荡器处于14MHz，这时功耗只有50?A。在LPM3时，振荡器处于 32kHz，这时功耗只有1.3?A。在LPM4时， CPU、外围及振荡器32kHz都不活动，则功耗只有 0.

13、1?A。现在单片机的封装水平已大大提高， 随着贴片工艺的出现， 单片机也大量采用了各种合 符贴片工艺的封装方式出现，以大量减少体积。在这种形势中，Microchip 公司推出的 8 引脚的单片机特别引人注目。这是 PIC12CXXX 系列。它含有 0.52K 程序存储器， 25128 字节数据存储器，6个 I/O 端口以及一个定时器，有的还含4道 A/D ，完全可以满足一些低档系统的应用。 扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是今天单片机发展的目标 之一。目前，一般单片机都可以在3.35.5V的条件下工作。而一些厂家，则生产出可以在226V的条件下工作的单片机。 这些单片机有 Fujit

14、su公司的MB8919189195, MB89121 125A， MB89130 系列等，应该说该公司的 F2MC-8L 系列单片机绝大多数都满足 2.26V 的工作电压条件。而 TI 公司的 MSP430X11X 系列的工作电压也是低达 2.2V 的。 工艺上的进步现在的单片机基本上采用 CMOS 技术,但已经大多数采用了 0.6?m 以上的光刻工艺, 有个别的公司，如 Motorola公司则已采用 0.35?m甚至是0.25?m技术。这些技术的进步大 大地提高了单片机的内部密度和可靠性。3、以单片机为核心的嵌入式系统单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器, 原因在于它可以嵌入到任何微型或小

15、型仪 器或设备中。目前,把单片机嵌入式系统和 Internet 连接已是一种趋势。但是, Internet 一向 是一种采用肥服务器,瘦用户机的技术。这种技术在互联上存储及访问大量数据是合适的, 但对于控制嵌入式器件就成了”杀鸡用牛刀”了。要实现嵌入式设备和Int ernet连接，就需要把传统的 Internet 理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。 为了使复杂的或简单的嵌入式设备, 例如单片机控制的机床、单片机控制的门锁,能切实可行地和Internet 连接,就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器,使嵌入式设备可以和Internet 相连,并通过标准网络浏览器进行过程控制。目前,为了把单片机为核心的嵌入式系统和 Internet 相连,已有多家公司在进行这方面 的较多研究。这方面较为典型的有emWare公司和TASKING公司。EmWare 公司提出嵌入式系统入网的方案-EMIT 技术。这个技术包括三个主要部分：即 emMicro , emGateway 和网络浏览器。其中, emMicro 是嵌入设备中的一个只占内存容 量1K字节的极小的网络服务器；emGateway作为一个功能较强的用户或服务器，它用于实现对多个嵌入式设备的管理, 还有标准的 Internet 通信接入以及网络浏览器的支持。 网络 浏览器使用 emObjicts 进行显示和嵌入