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1、单片机课程设计（电子时钟）学 院： 电气自动化班 级： 电气0840班姓 名： 田永贤指导老师：杨 宇 佟云峰 曾谢华昆明冶金高等专科学校自动化与电力学院毕业设计（论文）开题报告设计题目：基于单片机的电子时钟学生姓名：田永贤学 号：0800001236班 级：电气0840班专 业：电气自动化指导教师：杨宇 佟云峰 曾谢华 填表时间2010年12月25日毕 业 设 计 开 题 报 告1本课题的研究意义（1）巩固和提高学过的基础理论和专业知识；（2）提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力；（3）培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能；（4）增强对实际电
2、路的认识，掌握分析处理方法，进行调试、计算等基本技能的训练，使之具有一定程度的实际工作能力。（5）掌握科研、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。（6）促使我们学习和获取新知识，掌握自我学习的能力。（7）通过参与实际工作，使我们了解社会和工作，具备一定的实际工作能力（8）通过设计数字电子钟，了解电子钟的工作原理和内部构造。2本课题的主要内容1根据数字电子钟课题任务制定合理、可行的工作计划；2进行必要的调研和资料搜集、文献阅读；3软件设计要符合软件工程规范，硬件设计符合原理表示、电路图纸和工艺要求的各种规范；4制定系统的测试方法，并根据完整的测试数据对系统的性能指标做出分析和评价；5.实现数字
3、电子钟的显示时间和时间校对的功能；6对课题成果进行总结，撰写毕业设计说明书3本课题的重点和难点及预期目标本课题的重点是：设计出能显示时间且能校对时间的一个电子钟；本课题的难点是：熟练掌握Proteus、ProtelSE99及keil c51的应用和能实现的功能；预期目标：实现时间显示且能校对时间的一块电子时钟。4设计提纲、进度计划1、 了解机的基本机构；2、 根据数字电子钟课题任务制定合理、可行的工作计划；3、 根据课题任务书选择合理的单片机；4、 根据课题任务书绘出合理的原理图；5、 根据课题任务书编写正确的应用程序；6、 在应用软件中进行仿真练习；7、 购买元器件进行焊接；8、 下载程序进
4、行调试；9、 撰写设计论文。进度计划：第十一周：查阅资料，搜集所需信息；第十二、三周：根据数字电子钟课题任务制定合理、可行的工作计划；第十四、五周：根据所制定的任务书编写电气原理图；第十六、七周：根据所制定的任务书编写程序在Proteus中进行仿真调试；第十八、九周：编写毕业设计论文，装订成册；第二十周:进行毕业答辩；5、完成课题所需条件及落实措施1、资料：相关设备资料和图纸资料已由指导教师提供，其他的参考资料通过图书馆和网络查询，可满足完成任务设计需要；2、机、plc、Proteus、ProtelSE99、eil c51及软件运行环境；3、时间和场地：由于要参加毕业实习，学院提供了教为灵活教
5、学进度计划、辅导时间及相应的教室、实验室，可保证灵活有效地按进度完成设计任务。指导教师意见：（对本课题的深度、广度及工作量的意见）参考文献、资料：1 代启化.基于Proteus的电路设计与仿真J.现代电子技术.2006,第19期.2 曹洪奎;马莹莹 基于Proteus单片机系统设计与仿真J. 辽宁工学院学报07年04期3 侯玉宝 基于Proteus的51系列单片机设计与仿真M电子工业出版社，2008.2702884 蔡希彪,曹洪奎; 单片机电子时钟系统的设计与仿真 J;中国科技信息; 2007年04期5 方怡冰.单片机课程的教学与实验改革J.电气电子教学学报.2006，第3期.6 刘文秀.单片
6、机应用系统仿真的研究J.现代电子技术.2005, 第286 期7 张友德.单片微型机原理、应用与实验M.上海：复旦大学出版社，2003.225256.8 李光飞.单片机设计实例指导M.北京：北京航空航天大学出版社,2004.5,96100.9 胡汉才 单片机原理及其接口技术M. 北京： 清华大学出版社 , 1996.89110.10 杨立民.单片机技术及应用M.西安：西安电子科技大学出版社.1997.90120.【11】李军.51系列单片机高级实例开发指南 北京航空航天大学出版社 指导教师： 年 月 日 目录第一章 绪论71.1 引言71.2 Proteus软件简介8第二章 单片机的相关知识8
7、2.1 单片机简介82.2单片机的发展史92.2.1 4位单片机92.2.2 8位单片机92.2.3 16位单片机92.2.4 32位单片机102.2.5 64位单片机102.3单片机的特点102.4 AT89C51单片机介绍112.4.1 主要特性112.4.2 管脚说明12第三章 硬件电路设计143.1电子钟系统硬件组成143.2电子时钟系统设计流程153.3单片机的基本结构153.4单片机的选择203.5Protel DXP电路图设计223.6 Proteus 电路图设计23第四章软件设计244.1 程序流程图设计244.2 源程序设计294.3 KeilC51进行程序调试344.4 仿
8、真与调试354.4.1 Proteus中Hex 文件选择354.4.2 Proteus进行电子钟系统仿真35结束语36参考文献37致 谢38第一章 绪论1.1 引言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. 本文的电子钟系统是以单片机（AT89C51）为核心，时钟芯片DS1302、数码管显示驱动芯片MAX7219等元器件组成。具体介绍应用Proteus的ISIS软件进行单片机系统的电子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
9、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。随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入式系统设计中的应用，单片机从4位、8位、16位到32位，其发展历程一直受到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选，同时单片机应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步。然而传统的单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器、编程器、示波器等价格不菲的电子设备外，开发过程也较繁琐。来自英国Labcenter Electronics公司的Proteus软件很好地诠释了利用现
10、代EDA工具方便快捷开发单片机系统的优势。它包括PROTEUS VSM（Virtual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN两大组成部分，在PC机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及形成PCB文件的完整嵌入式系统设计与研发过程。单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面, 其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。1.2 Proteus软件简介PROTEUS软件由
11、Labcenter公司开发，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台，可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能，是目前唯一能够对各种处理器进行实时仿真、调试与测试的EDA工具。微控制器系统相关的仿真需建立编译和调试环境，可选择Keil C51uVision2 软件。该软件支持众多不同公司的芯片，集编辑、编译和程序仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计。它的界面友好易学，在调试程序、软件仿真方面有很强大的功能。 其革命性的功能是：将电路仿真和微处理器仿真进行协同，直接在基于原理图的虚拟原型上进行处
12、理器编程调试，并进行功能验证，通过动态器件如电机、LED、LCD、开关等，实时看到运行后的输入、输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等， Proteus为我们建立了完备的电子设计开发环境。第二章 单片机的相关知识2.1 单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（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
13、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。2.2单片机的发展史2.2.1 4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。 2.2.2 8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。
14、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。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。2.2.3 16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-
