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1、 单片机机原理与与应用 - 基基于单片片机的电电子时钟钟 专业：计算机机科学与与技术 班 级级：专升升本1班班 小组成成员：张张琴 张娜 赵慧慧佩 学 号号：233 244 255基于单片片机的电电子时钟钟设计摘 要20世纪纪末，电电子技术术获得了了飞速的的发展，在在其推动动下，现现代电子子产品几几乎渗透透了社会会的各个领域域，有力力地推动动了社会会生产力力的发展展和社会会信息化化程度的的提高，同同时也使使现代电电子产品性能进进一步提提高，产产品更新新换代的的节奏也也越来越越快。现代生活活的人们们越来越越重视起起了时间间观念，可可以说是是时间和和金钱划划上了等等号。对对于那些些对时间把把握非常
2、常严格和和准确的的人或事事来说，时时间的不不准确会会带来非非常大的的麻烦，所所以以数数码管为显示示器的时时钟比指指针式的的时钟表表现出了了很大的的优势。数数码管显显示的时时间简单单明了而而且读数快、时时间准确确显示到到秒。而而机械式式的依赖赖于晶体体震荡器器，可能能会导致致误差。数字钟是是采用数数字电路路实现对对“时”、“分”、“秒”数字显显示的计计时装置置。数字字钟的精精度、稳定度远远远超过过老式机机械钟。在在这次设设计中，我我们采用用LEDD数码管管显示时时、分、秒秒，以224小时计时时方式，根根据数码码管动态态显示原原理来进进行显示示，用112MHHz的晶晶振产生生振荡脉脉冲，定定时器计
3、数数。在此此次设计计中，电电路具有有显示时时间的其其本功能能，还可可以实现现对时间间的调整整。数字字钟是其小小巧，价价格低廉廉，走时时精度高高，使用用方便，功功能多，便便于集成成化而受受广大消消费的喜喜爱，因此得到到了广泛泛的使用用。. 目 录第一章 绪论论1.1 数数字电子子钟的背背景 41.2 数数字电子子钟的意意义 41.3 数数字电子子钟的应应用 4第二章 整体体设计方方案2.1 单片机机的选择择 52.2 单片机机的基本本结构 7第三章 数字字钟的硬硬件设计计3.1 最小系系统设计计1113.2 LEDD显示电电路 144第四章 数字字钟的软软件设计计4.1 系统软软件设计计流程图图
4、 164.2 数字电电子钟的的原理图图 19第五章 系统统仿真5.1 PROOTUEES软件件介绍 2205.2 电子钟钟系统PPROTTUESS仿真 21第六章 调试试与功能能说明6.1 硬盘调调试 226.2 系统性性能测试试与功能能说明 226.3 系统时时钟误差差分析 226.4 软件调调试问题题及解决决 22附件：主主程序233第一章 绪论1.1数数字电子子时钟的的背景20世纪纪末，电电子技术术获得了了飞速的的发展，在在其推动动下，现现代电子子产品几几乎渗透透了社会会的各个个领域，有有力地推推动了社社会生产产力的发发展和社社会信息息化程度度的提高高，同时时也使现现代电子子产品性性能进
5、一一步提高高，产品品更新换换代的节节奏也越越来越快快。 时时间对人人们来说说总是那那么宝贵贵，工作作的忙碌碌性和繁繁杂性容容易使人人忘记当当前的时时间。忘忘记了要要做的事事情，当当事情不不是很重重要的时时候，这这种遗忘忘无伤大大雅。但但是，一一旦重要要事情，一一时的耽耽误可能能酿成大大祸。目前，单单片机正正朝着高高性能和和多品种种方向发发展趋势势将是进进一步向向着CMMOS化化、低功功耗、小小体积、大大容量、高高性能、低低价格和和外围电电路内装装化等几几个方面面发展。下下面是单单片机的的主要发发展趋势势。单片片机应用用的重要要意义还还在于，它它从根本本上改变变了传统统的控制制系统设设计思想想和
6、设计计方法。从从前必须须由模拟拟电路或或数字电电路实现现的大部部分功能能，现在在已能用用单片机机通过软软件方法法来实现现了。这这种软件件代替硬硬件的控控制技术术也称为为微控制制技术，是是传统控控制技术术的一次次革命。单片机模模块中最最常见的的是数字字钟，数数字钟是是一种用用数字电电路技术术实现时时、分、秒秒计时的的装置，与与机械式式时钟相相比具有有更高的的准确性性和直观观性，且且无机械械装置，具具有更长长的使用用寿命，因因此得到到了广泛泛的使用用。1.2数数字电子子钟的意意义数字钟是是采用数数字电路路实现对对.时,分,秒秒.数字字显示的的计时装装置,广广泛用于于个人家家庭,车车站, 码头办办公
7、室等等公共场场所,成成为人们们日常生生活中不不可少的的必需品品,由于于数字集集成电路路的发展展和石英英晶体振振荡器的的广泛应应用,使使得数字字钟的精精度,远远远超过过老式钟钟表, 钟表的的数字化化给人们们生产生生活带来来了极大大的方便便，而且且大大地地扩展了了钟表原原先的报报时功能能。诸如如定时自自动报警警、按时时自动打打铃、时时间程序序自动控控制、定定时广播播、自动动起闭路路灯、定定时开关关烘箱、通通断动力力设备、甚甚至各种种定时电电气的自自动启用用等，所所有这些些，都是是以钟表表数字化化为基础础的。因因此，研研究数字字钟及扩扩大其应应用，有有着非常常现实的的意义。1.3数数字电子子钟的应应
8、用 数字钟已已成为人人们日常常生活中中：必不不可少的的必需品品，广泛泛用于个个人家庭庭以及车车站、码码头、剧剧场、办办公室等等公共场场所，给给人们的的生活、学学习、工工作、娱娱乐带来来极大的的方便。由由于数字字集成电电路技术术的发展展和采用用了先进进的石英英技术，使使数字钟钟具有走走时准确确、性能能稳定、携携带方便便等优点点，它还还用于计计时、自自动报时时及自动动控制等等各个领领域。第二章 整体体设计方方案2.1 单片机机的选择择单片机微微型计算算机是微微型计算算机的一一个重要要分支，也也是颇具具生命力力的机种种。单片片机微型型计算机机简称单单片机，特特别适用用于控制制领域，故故又称为为微控制
9、制器。 通常，单单片机由由单块集集成电路路芯片构构成，内内部包含含有计算算机的基基本功能能部件：中央处处理器、存存储器和和I/OO接口电电路等。因因此，单单片机只只需要和和适当的的软件及及外部设设备相结结合，便便可成为为一个单单片机控控制系统统。 单片机机经过11、2、33、3代代的发展展，正朝朝着多功功能、高高性能、低低电压、低低功耗、低低价格、大大存储容容量、强强I/OO功能及及较好的的结构兼兼容性方方向发展展。其发发展趋势势不外乎乎以下几几个方面面：1、多功功能单片机中中尽可能能地把所所需要的的存储器器和I/O口都都集成在在一块芯芯片上，使使得单片片机可以以实现更更多的功功能。比比如A/
10、D、PPWM、PPCA（可可编程计计数器阵阵列）、WWDT（监监视定时时器-看家家狗）、高高速I/O口及及计数器器的捕获获/比较较逻辑等等。有的单片片机针对对某一个个应用领领域，集集成了相相关的控控制设备备，以减减少应用用系统的的芯片数数量。例例如，有有的芯片片以511内核为为核心，集集成了UUSB控控制器、SSMARRT CCARDD接口、MMP3解解码器、CCAN或或者I*I*CC总线控控制器等等，LEED、LLCD或或VFDD显示驱驱动器也也开始集集成在88位单片片机中。2、高效效率和高高性能为了提高高执行速速度和执执行效率率，单片片机开始始使用RRISCC、流水水线和DDSP的的设计技
11、技术，使使单片机机的性能能有了明明显的提提高，表表现为：单片机机的时钟钟频率得得到提高高；同样样频率的的单片机机运行效效率也有有了很大大的提升升；由于于集成度度的提高高，单片片机的寻寻址能力力、片内内ROMM（FLLASHH）和RRAM的的容量都都突破了了以往的的数量和和限制。由于系统统资源和和系统复复杂程度度的增加加，开始始使用高高级语言言（如CC语言）来来开发单单片机的的程序。使使用高级级语言可可以降低低开发 难度，缩缩短开发发周期，增增强软件件的可读读性和可可移植性性，便于于改进和和扩充功功能。3、低电电压和低低功耗单片机的的嵌入式式应用决决定了低低电压和和低功耗耗的特性性十分重重要。由
12、由于CMMOS等等工艺的的大量采采用，很很多单片片机可以以在更低低的电压压下工作作（1.2V或或0.99V），功功耗已经经降低到到uA级级。这些些特性使使得单片片机系统统可以在在更小电电源的支支持下工工作更长长的时间间。4、低价价格单片机应应用面广广，使用用数量大大，带来来的直接接好处就就是成本本的降低低。目前前世界各各大公司司为了提提高竞争争力，在在提高单单片机性性能的同同时，十十分注意意降低其其产品的的价格。下面大致致介绍一一下单片片机的主主要应用用领域和和特点。（1）家家用电器器领域用单片机机控制系系统取代代传统的的模拟和和数字控控制电路路，使家家用电器器（如洗洗衣机、空空调、冰冰箱、微
13、微波炉、和和电视机机等）功功能更完完善，更更加智能能化和易易于使用用。（2）办办公自动动化领域域单片机作作为嵌入入式系统统广泛应应用于现现代办公公设备，如如计算机机的键盘盘、磁盘盘驱动、打打印机、复复印机、电电话机和和传真机机等。（3）商商业应用用领域商业应用用系统部部分与家家用和办办公应用用系统相相似，但但更加注注重设备备的稳定定性、可可靠性和和安全性性。商用用系统中中广泛使使用的电电子计量量仪器、收收款机、条条形码阅阅读器、安安全监测测系统、空空气调节节系统和和冷冻保保鲜系统统等，都都采用了了单片机机构成的的专用系系统。与与通用计计算机相相比，这这些系统统由于比比较封闭闭，可以以更有效效地防止止病毒和和电磁干干扰等，可可靠性更更高。（4）工工业自动动化在工业控控制和机机电一体体化控制制系统中中，除了了采用工工控计算算机外，很很多都是是以单片片机为核核心的单单片机和和多机系系统。（5）智智能仪表表
