基于单片机完成了电子时钟的设计,请为我写一段引言

时间: 2024-03-01 11:49:15 浏览: 80
电子时钟是一种通过电子元器件和程序控制的时钟,具有精度高、易于操作和功能强大等特点。随着现代科技的不断发展,电子时钟已经成为人们生活中不可或缺的一部分,广泛应用于家庭、学校、办公室等各种场合。本文将介绍基于单片机的电子时钟设计,通过采用先进的技术手段和精湛的工艺,实现对时间的高精度控制和多种功能的实现。通过本文的介绍,读者可以了解到电子时钟的设计原理、电路结构和程序控制等关键技术,为电子时钟的开发和应用提供参考和借鉴。
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实现了一个基于单片机的电子时钟设计,请为他写一段引言

随着科技的不断发展和人们生活水平的提高,电子时钟已经成为了人们生活中必不可缺的一部分。在这样一个时代背景下,我们设计并实现了一个基于单片机的电子时钟。该时钟不仅具有精准的时间显示功能,还能够通过简单的操作设置闹钟、定时等功能,极大地方便了人们的日常生活。在设计过程中,我们充分利用了单片机的强大功能和灵活性,采用了多种模块化设计和优化算法,使得时钟具有高可靠性、高精度性和低功耗性。该电子时钟的设计不仅具有实用性,而且也为我们提供了一个极好的学习和实践机会,使我们更加深入地了解了电子技术的原理和应用。
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绪论 单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注, 应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低 廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点,在我国,单片机已广泛 地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体 化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程 计通过对它的学习、应用,以AT80C51芯片为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的 电子时钟,它由5V直流电源供电,通过数码管能够准确显示时间,调整时间,从而到达 学习、设计、开发软、硬件的能力。 1876年,英国外科医生索加取得一项定时装置的专利,用来控制煤气街灯的开关。它 利用机械钟带动开关来控制煤气阀们。起初每周上一次发条,1918年使用电钟计时后, 就不用上发条了。 数字频率计是数字电路中的一个典型应用,实际的硬件设计用到的器件较多,而且会 产生比较大的延时,造成测量误差、可靠性差。传统的数字频率计一般是由分离元件搭 接而成,随着单片机的大规模的应用,单片机在频率测量方面也越来越多的被使用。在 本课题中使用的AT89C51 这种低功耗,高性能CMOS 8位单片机系列的单片机的出现,具有更好的稳定性,更快和更准确的运算精度,推动了 工业生产,影响着人们的工作和学习。而本次设计就是要通过以AT89C51单片机为控制核 心,实现对信号频率进行准确计数的设计。 中国使用单片机的历史只有短短的30年,在初始的短短五年时间里 发展极为迅速。1986 年在上海召开了全国首届单片机开 发与应用交流会,很多地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次 高潮。单片机,亦称单片微电脑 或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器 (ROM)、输入/输出端口 (I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。具有功能强 、体积小、价格低、稳定可靠、研制周期短等优点,具有广阔的应用前景。正因为如此 他才改变了我的生活。 第1章 单片机概述 1.1单片机的组成及特点 1.1.1单片机的组成. 图1- 1为单片机的典型组成框图。由图可见,单片机的核心部分是中央处理器CPU,它是单片 机的大脑,由它统一指挥和协调各部分的工作。时钟电路用于给单片机提供工作时所需 要的时钟信号。程序存储器和数据存储器分别用于存放单片机工作的用户软件和临时数 据。中断系统用于处理系统工作时出现的突发事件。定时/计数器用于对时间定时或对 外部事件计数。它通过内部总线把计算机的各主要部件连接为一体,其内部总线包括地 址总线、数据总线和控制总线。其中,地址总线的作用是为数据交换时提供地址,CPU通 过它们将地址输出到存储器或I/O接口;数据总线用于在CPU与存储器或I/O接口之间, 或I/O接口与外设之间交换数据;控制总线包括CPU发出的控制信号线和外部送入CPU的 应答信号线等。输入输出接口(I/O接口)是计算机与输入输出设备之间的接口。输入 输出设备(I/O设备)是计算机与人或其他设备交换信息的装置,如显示器、键盘和打 印机等。 图1-1.单片机结构框图 1.1.2 单片机的特点 正是单片机的这种结构形式及它所才去的半导体工艺,使其具有很多显著的优点和特 点,因而能在各个领域得到广泛的应用。 单片机主要特点如下: 1. 控制功能强。为了满足工业控制的要求,一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移 指令,I/O口的逻辑操作以及位处理功能。 2. 集成度高,体积小,有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上, 内部采用总线结构,减少了芯片内部之间的连线,大大提高了单片机的可靠性与抗 干扰能力。另外,其体积小,对于强磁场环境易于采用屏蔽措施,适合在恶劣环境 下工作。 3. 有优异的性能价格比。 4. 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 5. 增加了I C(Inter-Integrated Circuit)串行总线方式,SPI(Serial Peripheral Interface)串行接口等,进一步减小了体积,简化了结构。 6. 单片机的系统扩展,系统配置较典型,规范,容易构成各种规模的应用系统。 1.2 C51单片机结构及特点 1.2.1 C51单片机的结构 1. MCS-51单片机内部的总体硬件结构 8051单片机的内部基本结构,如图1-2所示。 图1-2.C51单片机的内部基本结构 2. MCS-51单片机的引脚 8051单片机是HMOS工艺制造,外形为40条引脚,如图1- 3所示。因为受芯片引脚数量的限制,有很多引脚具有双功能。 1、主电源引脚 VCC:芯片工作电源端,接+5V。 Vss:电源接地端。
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单机片电子时钟的设计方案 1.1课题研究的背景及意义 时间的宝贵是个亘古不变的真理,然而工作的忙碌性和繁杂性很容易让人忘记当前的 时间或是工作中不能及时方便地知晓时间。交通上,火车汽车要准时到达,航班要准时 起飞;在日常生活中,学校要求上学准时,公司召开的会议要求参加准时,重要约会要 求到达准时;在工业生产中,许多工作环节都规定了精准的时间、间隔以及次序。所以 说,随时准确地知道时间并且利用时间是学习、工作、生活的必要要求。 单片机是一种集成电路芯片,它将各种功能集成到一块硅片上并且内含完善的微型计 算机系统。单片机自推出到现在已经发展了二十多年,应用领域有工业生产、通讯以及 交通设备,还有办公自动化、PC机外围器件、汽车电子器件以及网络通讯等。单片机的 优点有集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等,所以 本设计讨论的电子时钟系统就是利用单片机制成。 电子时钟与机械时钟相比具有很多优越性,首先,其主要特点是直观性,电子时钟可 以通过数字显示反映出当前的时间。其次在使用寿命方面,因为电子钟不是机械驱动, 所以使用寿命更长。然后在准确度方面,由于应用了电子集成电路和石英晶体振荡器, 数字时钟的精准度远远超过了老式石英钟的石英机芯驱动。最后,电子时钟还能大大扩 展老式钟表的功能,在准确显示时间得基础上,还可借助单片机实现诸如闹铃、定时、 自动报警等功能。电子时钟的意义不仅仅在于反应时间本身,这个时间系统还可以当做 一个单位模块应用于其他设备中,比如定时广播、定时开关烤箱、定时关闭路灯,以及 其他各种定时电气的自动启用等设备,都是内嵌了电子时钟而实现其时间功能的。因此 ,研究电字时钟及其拓展电路的应用,将会对以后研究其他自动化设备产生积极意义。 1.2 国内外研究 时间计时的历史要从公元1300年前开始追溯,那时人们主要是利用天文现象或流动物 质的连续性运动来计时。我国天文学家张衡制造的漏水转浑天仪是最早出现的机械钟。 公元1350年,意大利的丹蒂制造出第一台机械打点塔钟,这是最简单的钟表。公元1582 年左右,意大利物理学家伽利略发明了重力摆。18世纪到19世纪,钟表制造行业已逐步 实现工业化大规模生产,并且已经达到了相当高的水平。20世纪,随着资本主义工业化 国家的高速发展,电子行业逐渐展露锋芒,尤其在20世纪末,电子技术飞速发展,使全 球进入一个信息化新时代,在这个趋势下,新兴的电子产品几乎渗透到我们生产生活的 各个部分。与此同时,现代电子产品的性能一步步提升,电子产品更新换代的速度也越 来越快。 我国钟表行业的发展则经历了古代、近代、现当代。1949年以前,我国还没有手表制 造业,1949年以后开始了我国钟表行业的发展;六十年代时,我国还是计划经济模式, 全国化大生产,由国家投资,生产的全都是机械表;到了七十年代到八十年代,随着国 际电子技术的发展,我国电子表也跟上步伐,猛烈冲击了传统的机械钟表所占的全国垄 断的形势;九十年代,石英钟表发展已基本完善,基本统一了我国的钟表市场。时至今 日,石英技术在计时领域大放异彩,各种计时工具大多采用了石英晶体振荡器。而单片 机的概念提出后,电子行业高速发展,各种芯片的研发层出不穷,DS1302这种实时时钟 芯片也应运而生,将这种实时时钟芯片与单片机技术结合就可以很容易就实现走时间的 功能,时间可以方便地显示在LCD液晶屏上。 1.3电子时钟概述 如今,电子时钟形态各异,种类繁多,有微型、嵌入型的电子时钟,也有悬挂在公共 场合的大型电子表,这些电子表大都外形美观,而且拓展了不少功能。由于单片机可以 很容易实现芯片的智能化,所以在电子钟的基础上,人们可以根据自己的需要以及场合 要求添加不同的附加功能。需要整点报时可添加蜂鸣器,需要测量环境温度可以添加温 度传感器,或者检测空气质量、空气湿度等,也可以设置定时闹铃功能甚至还可以添加 USB端口读取其他设备数据。 日常生活中的手表钟表等都是靠石英真晶体振荡器实现,因此走字精准,类似的,本 设计所利用的实时时钟芯片需要外接石英晶振,采用石英技术,而且不需要经常调试, 使用起来很方便。由于采用了实时时钟芯片DS1302,这将代替传统的钟表的机械传动。 1.4 论文章节构成及安排 本设计是以AVR单片机ATmega16为核心,以实时时钟芯片DS1302为主要器件,以液晶 屏LCD5110来完成时间显示功能。 2、电子时钟设计方案 2.1 两种设计方案的选择 实现电子钟就是实现"走时间",即实现秒信号的产生,由秒信号才能进而产生分钟信 号、小时信号。关于秒信号的产生,有两种设计方案供选择。 第一种是采用专用的实时时钟芯片。时下常用的时钟芯片有DS1302、SB2068、PCF84 85等。这些芯片可以完成秒计时工作,进而计出小时、

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