基于单片机数字时钟设计开题报告解读Word格式文档下载.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.