基于单片机数字时钟设计开题报告Word文档格式.docx
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一、毕业设计(论文)内容及研究意义(价值)
1.设计(论文)内容
本论文主要研究基于单片机的数字时钟设计。
当程序执行后,显示计时时间。
设置4个操作键:
K1:
设置键;
K2:
上调键;
K3:
下调键;
K4:
确定键。
电子钟的格式为:
XX.XX.XX
,由左向右分别为:
时、分、秒。
完成显示由秒01一直加1至59,再恢复为00;
分加1,由00至01,一直加1至59,再恢复00;
时加1,时由00加至23之后秒、分、时全部清清零。
该钟使用T0作250us的定时中断。
走时调整:
走时过程中直接调整且不影响走时准确性,按下时间选择键对“时、分、秒”显示进行调整,每按一下时间加,即加1,时间减,即减1。
附加功能:
星期,年、月、日,温度检测。
本设计的主要内容:
1、了解单片机技术的背景及发展现状,熟悉数字时钟各模块的工作原理;
2、选择适当的芯片和元器件,确定系统电路,绘制电路原理图,尤其是各接口电路;
3、熟悉单片机使用方法和C语言的编程规则,编写出相应模块的应用程序;
4、分别在各自的模块中调试出对应的功能,在Proteus软件上进行仿真。
2.研究意义及价值
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了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,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,一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。
目前,单片机正朝着高性能和多品种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。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法
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。
单片机模块中最常见的是数字钟,数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,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。
二、毕业设计(论文)研究现状和发展趋势(文献综述)
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,录像机、摄像机,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机在多功能数字钟中的应用已是非常普遍的,人们对数字钟的功能及工作顺序都非常熟悉。
但是却很少知道它的内部结构以及工作原理。
由单片机作为数字钟的核心控制器,可以通过它的时钟信号进行时实现计时功能,将其时间数据经单片机输出,利用显示器显示出来。
通过键盘可以进行定时、校时功能。
输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。
三、毕业设计(论文)研究方案及工作计划(含工作重点与难点及拟采用的途径)
1、研究方案
本设计采用型号为AT89C52的单片机。
器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-52指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,采用7段LED数码管显示时、分、秒,以24小时计时方式,根据数码管动态显示原理来进行显示,用12MHz的晶振产生振荡脉冲,定时器计数。
2、工作重点与难点
本次设计的单片机数字时钟系统中,其难点主要来源包括晶体频率误差,定时器溢出误差,延迟误差的降低。
晶体频率产生震荡,容易产生走时误差;
定时器溢出的时间误差,本应这一秒溢出,但却在下一秒溢出,造成走时误差;
延迟时间过长或过短,都会造成与基准时间产生偏差,造成走时误差。
因此,在选用芯片、器件、硬件时注意它们的性能优劣;
烧入程序后,LED液晶显示屏不显示或者亮度不好。
不显示时首先使用万用表对电路进行测试,观察是否存在漏焊,虚焊,或者元件损坏的现象。
若无此问题查看烧写的程序是否正确无误,对程序进行认真修改。
当显示亮度不好时一遍旋转10K欧的滑动变阻器,一遍观看LED显示屏,直到看到合适的亮度为止。
经过多次的反复调试试与分析,可以对电路的原理及功能更加熟悉,同时提高了设计能力与及对电路的分析能力。
3、工作计划
起止日期
(日/月)
周
次
内容进程
备注
1.7-2.24
接受设计的课题,查找相关参考文献和资料熟悉设计的课题,查阅、整理参考文献和资料。
学习相关参考文献和资料。
2.25—3.10
1-2
撰写开题报告,开题答辩,对设计课题的方案作初步论证
3.11—4.7
3-6
方案论证,软件编程及仿真
4.8—5.5
7-10
熟悉毕业论文格式,撰写论文初稿
5.6—5.19
11-12
完成论文初稿,提交论文初稿
5.20—6.16
13-16
修改毕业论文,总体完善
6.17—6.23
17
完成论文终稿,提交论文终稿,参加论文答辩
四、主要参考文献(不少于10篇,期刊类文献不少于7篇,应有一定数量的外文文献,至少附一篇引用的外文文献(3个页面以上)及其译文)
[1]王法能.单片机原理及应用[M].科学出版社,2004
[2]陈宁.单片机技术应用基础[M].南京:
南京信息职业技术学院,2005
[3]刘勇.数字电路[M].电子工业出版社,2005
[4]杨子文.单片机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社2006
[5]岂兴明,唐杰等.51单片机编程基础与开发实例详解[M].人民邮电出版社,2008
[6]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2003
[7]朱定华,等.单片微机原理与应用[M].北京:
北京清华大学出版社,北京:
北京交通大学出版,2003
[8]LingZhenbao,WangJun,QiuChunling.StudyofMeasurementfortheAnomalousSolidMatter[C].TheSixthInternationalConferenceonMeasurementandControlofGranularMaterials.2003:
181-184.
[9]8-bitMicrocontrollerWith8KBytesin-systemprogrambleFlashAT89S52.ATMEL,2001.
[10]8-bitMicrocontrollerWith20KBytesFlashAT89C55WD.ATMEL,2000.
[11]期刊:
[ISSN1009-623X].单片机与嵌入式系统应用北京:
北京航空航天大学,2001
附英文文献及译文
8-bitMicrocontrollerWith8KByteFlashAT89C52
Features
CompatiblewithMCS-51™Products
8KBytesofIn-SystemReprogrammableFlashMemory
Endurance:
1,000Write/EraseCycles
FullyStaticOperation:
0Hzto24MHz
Three-levelProgramMemoryLock
256x8-bitInternalRAM
32ProgrammableI/OLines
Three16-bitTimer/Counters
EightInterruptSources
ProgrammableSerialChannel
Low-powerIdleandPower-downModes
Description
TheAT89C52isalow-power,high-performanceCMOS8-bitmicrocomputerwith8KbytesofFlashprogrammableanderasablereadonlymemory(PEROM).ThedeviceismanufacturedusingAtmel’shigh-densitynonvolatilememorytechnologyandiscompatiblewiththeindustry-standard80C51and80C52instructionsetandpinout.Theon-chipFlashallowstheprogrammemorytobereprogrammedin-systemorbyaconventionalnonvolatilememoryprogrammer.Bycombiningaversatile8-bitCPUwithFlashonamonolithicchip,theAtmelAT89C52isapowerfulmicrocomputerwhichprovidesahighly-flexibleandcost-effectivesolutiontomanyembeddedcontrolapplications.
PinConfigurations
BlockDiagram
PinDescription
VCC
Supplyvoltage.
GND
Ground.
Port0
Port0isan8-bitopendrainbi-directionalI/Oport.Asanoutputport,eachpincansinkeightTTLinputs.When1sarewrittentoport0pins,thepinscanbeusedashigh-impedanceinputs.Port0canalsobeconfiguredtobethemultiplexedlow-orderaddress/databusduringaccessestoexternalprogramanddatamemory.Inthismode,P0hasinternalpull-ups.Port0alsoreceivesthecodebytesduringFlashprogrammingandoutputsthecodebytesduringprogramverification.Externalpull-upsarerequiredduringprogramverification.
Port1
Port1isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull-ups.ThePort1outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort1pins,theyarepulledhighbytheinternalpull-upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port1pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpull-ups.Inaddition,P1.0andP1.1canbeconfiguredtobethetimer/counter2externalcountinput(P1.0/T2)andthetimer/counter2triggerinput(P1.1/T2EX),respectively,asshowninthefollowingtable.Port1alsoreceivesthelow-orderaddressbytesduringFlashprogrammingandverification.
Port2
Port2isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull-ups.ThePort2outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort2pins,theyarepulledhighbytheinternalpull-upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port2pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpull-ups.Port2emitsthehigh-orderaddressbyteduringfetchesfromexternalprogrammemoryandduringaccessestoexternaldatamemoriesthatuse16-bitaddresses(MOVX@DPTR).Inthisapplication,Port2usesstronginternalpull-upswhenemitting1s.Duringaccessestoexternaldatamemoriesthatuse8-bitaddresses(MOVX@RI),Port2emitsthecontentsoftheP2SpecialFunctionRegister.Port2alsoreceivesthehigh-orderaddressbitsandsomecontrolsignalsduringFlashprogrammingandverification.
Port3
Port3isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull-ups.ThePort3outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort3pins,theyarepulledhighbytheinternalpull-upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port3pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseofthepull-ups.
Port3alsoservesthefunctionsofvariousspecialfeaturesoftheAT89C51,asshowninthefollowingtable.Port3alsoreceivessomecontrolsignalsforFlashprogrammingandverification.
RST
Resetinput.Ahighonthispinfortwomachinecycleswhiletheoscillatorisrunningresetsthedevice.
ALE/
AddressLatchEnableisanoutputpulseforlatchingthelowbyteoftheaddressduringaccessestoexternalmemory.Thispinisalsotheprogrampulseinput(
)duringFlashprogramming.Innormaloperation,ALEisemittedataconstantrateof1/6theoscillatorfrequencyandmaybeusedforexternaltimingorclockingpurposes.Note,however,thatoneALEpulseisskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.Ifdesired,ALEoperationcanbedisabledbysettingbit0ofSFRlocation8EH.Withthebitset,ALEisactiveonlyduringaMOVXorMOVCinstruction.Otherwise,thepinisweaklypulledhigh.SettingtheALE-disablebithasnoeffectifthemicrocontrollerisinexternalexecutionmode.
ProgramStoreEnableisthereadstrobetoexternalprogrammemory.WhentheAT89C52isexecutingcodefromexternalprogrammemory,
isactivatedtwiceeachmachinecycle,exceptthattwo
activationsareskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.
/VPP
ExternalAccessEnable.
mustbestrappedtoGNDinordertoenablethedevicetofetchcodefromexternalprogrammemorylocationsstartingat0000HuptoFFFFH.Note,however,thatiflockbit1isprogrammed,
willbeinternallylatchedonreset.EAshouldbestrappedtoVCCforinternalprogramexecutions.Thispinalsoreceivesthe12-voltprogrammingenablevoltage(VPP)duringFlashprogrammingwhen12-voltprogrammingisselected.
XTAL1
Inputtotheinvertingoscillatoramplifierandinputtotheinternalclockoperatingcircuit.
XTAL2
Outputfromtheinvertingoscillatoramplifier.
SpecialFunctionRegisters
Amapoftheon-chipmemoryareacalledtheSpecialFunctionRegister(SFR)spaceisshownintheTable1.Notethatnotalloftheaddressesareoccupied,andunoccupiedaddressesmaynotbeimplementedonthechip.Readaccessestotheseaddresseswillingeneralreturnrandomdata,andwriteaccesseswillhaveanindeterminateeffect.Usersoftwareshouldnotwrite1stotheseunlistedlocations,sincetheymaybeusedinfutureproductstoinvokenewfeatures.Inthatcase,theresetorinactivevaluesofthenewbitswillalwaysbe0.
Timer2Registers
ControlandstatusbitsarecontainedinregistersT2CONandT2MODforTimer2.Theregisterpair(RCAP2H,RCAP2L)aretheCapture/ReloadregistersforTimer2in16-bitcapturemodeor16-bitauto-reloadmode.
InterruptRegisters
TheindividualinterruptenablebitsareintheIEregister.T
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