基于单片机数字时钟的设计
基于单片机的多功能数字时钟设计
技术平台采用碱性电解液电沉积活性锌粉,选取电解液浓度1.25g/cm3,电流密度150mA/cm2,电解槽温度只需控制在室温,锌粉洗涤后真空干燥,所制得的锌粉比表面积大于0.8m2/g,具有较高的电化学活性,能满足锌银电池生产需要,生产效率也达到批量生产要求。
参考文献:[1]侯新刚,王胜,王玉棉.超细活性锌粉的制备与表征[J].粉末冶金工业,2004,14(1):10-13.[2]李永祥,黄孟阳,任锐.电解法制备树枝状锌粉工艺研究[J].四川有色金属,2011,(3):45-50.[3]胡会利,李宁,程瑾宁,等.电解法制备超细锌粉的工艺研究[J].粉末冶金工业,2007,17(1):24-29.基于单片机的多功能数字时钟设计刘晓萌(安徽职业技术学院铁道学院/合肥铁路工程学校,安徽 合肥 230011)摘 要:常见的数字钟有时间、闹钟等功能。
本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片等硬件设计了多功能数字时钟,软件部分采用C语言编程实现。
该多功能数字时钟包含万年历、节日、节气、温度信息显示等功能,并且在断电的情况下也能正常工作。
关键词:单片机;多功能数字时钟;C语言编程0 引言人类对于时间的需求从古到今始终存在。
古代有浑天仪、日晷,近代出现了机械时钟。
如今,传统的计时工具,甚至是电子钟都已经满足不了人们多元化的时间需求。
数字时钟具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,符合电子仪器仪表的发展趋势,具有广阔的应用空间[1]。
使用数字时钟,用户可以获取精确到秒的时间信息,或是对时钟进行自定义的操作,为现代社会提供了极大的方便[2]。
然而,传统的数字时钟只包含时间显示、闹钟等功能,存在一定的局限性。
本文基于单片机、温度传感器、液晶显示屏、时钟芯片、键盘模块、闹铃模块和电力支持模块等硬件,设计了一款多功能的数字时钟。
1 系统硬件组成数字时钟的硬件由七个模块组成,包括:STC89C52单片机主控芯片、DS1302时钟芯片、DS18B20温度芯片、LCD1602液晶显示模块、闹铃模块、键盘模块和电源。
基于单片机电子时钟的设计与实现
基于单片机电子时钟的设计与实现一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟,能够准确显示时间并能够进行设置和调整。
二、硬件设计1.时钟部分:采用晶振芯片提供准确的时钟信号2.数码管显示部分:使用共阴数码管进行数字显示3.按键部分:设计几个按键用于设置和调整时间4.电源部分:采用直流电源供电三、软件设计1.功能设计a.时间设置功能:通过按键可以设置当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。
b.时间调整功能:通过按键可以调整当前的时间,包括小时、分钟和秒钟。
c.时间显示功能:通过数码管可以实时显示当前的时间。
2.代码实现以C语言为例,以下是一个基于单片机的电子时钟的代码实现示例:```c#include <reg51.h>sbit DS18B20=P1^3; // 定义18B20数据线接口sbit beep=P2^3; // 定义蜂鸣器接口unsigned char hour,min,sec; // 定义小时、分钟、秒钟变量//函数声明void Delay_1ms(unsigned int count);bit Ds18b20Init(;unsigned char Ds18b20ReadByte(;void ReadTime(;void WriteTime(;void DisplayTime(;//主函数void mainP2=0x00;WriteTime(; // 写入时间while(1)ReadTime(; // 读取时间DisplayTime(; // 显示时间Delay_1ms(1000); // 延时1秒}//毫秒延时函数void Delay_1ms(unsigned int count) unsigned int i, j;for(i=0; i<count; i++)for(j=0; j<1275; j++);//18B20初始化函数bit Ds18b20Initbit presence;DS18B20=0;Delay_1ms(100); // 延时450us~1000us DS18B20=1;Delay_1ms(10); // 延时15us~60us presence=DS18B20;Delay_1ms(30); // 延时60us~240us return presence;//18B20读取字节函数unsigned char Ds18b20ReadByte unsigned char i, dat;for(i=0; i<8; i++)DS18B20=0;//主机发起读时序_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usDS18B20=1;//主机释放总线_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1us_nop_(; // 延时1usdat,=(DS18B20<<i); // 读取数据位,存放在dat变量中Delay_1ms(3); // 读时序完成后等待48us再接收下一位}return dat;//读取时间函数void ReadTimeunsigned char temp;temp=0x00;while(temp!=0xaa)Ds18b20Init(; // 初始化温度传感器Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0xbe;Delay_1ms(1);temp=Ds18b20ReadByte(; // 读取时间数组的标志位}for(temp=0; temp<7; temp++)//写入时间函数void WriteTimeunsigned char i,j;while(1)Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x4e;Delay_1ms(1);for(i=0; i<7; i++)DS18B20=0x55;Delay_1ms(1);DS18B20=0xaa;Delay_1ms(1);Ds18b20Init(;Delay_1ms(1);DS18B20=0xcc;Delay_1ms(1);DS18B20=0x48;Delay_1ms(1);j=Ds18b20ReadByte(; // 判断是否写入成功if(j==0x0a)break;}//显示时间函数void DisplayTimeP1=seg[hour/10]; // 显示十位小时P2=(P2&0xf0),0x08; // 点亮第一个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[hour%10]; // 显示个位小时P2=(P2&0xf0),0x04; // 点亮第二个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min/10]; // 显示十位分钟P2=(P2&0xf0),0x02; // 点亮第三个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=seg[min%10]; // 显示个位分钟P2=(P2&0xf0),0x01; // 点亮第四个数码管Delay_1ms(5); // 延时一段时间P2=0x0f;//熄灭数码管P1=0x00;//空显示P2=0x00;//熄灭数码管```四、总结通过以上的硬件设计和软件实现,可以实现一个基于单片机的电子时钟。
(完整版)基于51单片机的数字钟毕业论文
西安邮电学院毕 业 设 计(论 文)题 目: 基于51单片机的数字钟设计院 (系):专 业:班 级:学生姓名:导师姓名: 职称:基于单片机的数字钟毕业论文摘要…………………………………………………………………………… ⅠAbstract……………………………………………………………………… (Ⅱ)第1章 绪 论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题来源 (2)1.3 本章小结 (3)第2章 MCS-51单片机的结构 (4)2.1 控制器 (4)2.2 存储器的结构 (4)2.3 并行IO口 (5)2.4 时钟电路与时序 (5)2.5 单片机的应用领域 (6)2.6 本章小结 (6)第3章 电路的硬件设计 (7)3.1 复位电路 (7)3.2 时钟电路 (7)3.3 按键电路 (8)3.4 相关控制电路 (9)3.4.1 控制打铃电路 (9)3.4.2 时间表显示电路 (9)3.5 数码管显示电路 (10)3.6 电源电路设计 (10)3.7 本章小结 (10)第4章 电路的软件设计 (11)4.1 软件程序内容 (11)4.2 软件流程图 (11)4.3 定时程序设计 (12)4.3.1实时时钟实现的基本方法 . (13)4.3.2 实时时钟程序设计步骤 (13)4.4程序说明 (13)4.5 本章小结 (14)第5章 结论与展望 (15)5.1 结论 (15)5.2 单片机的发展趋势 (15)参考文献 (17)附录………………………………………………………………………………18第1章 绪 论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始,迄今已有二十多年了。
由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点,目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面,几乎“无处不在,无所不为”。
单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。
基于51单片机的数字电子时钟设计
课程设计任务书摘要数字钟因其小巧,价格低廉,走时精度高,使用方便,功能多,便于集成化而受广大消费的喜爱,因此得到了广泛的使用。
单片机为基础上设计出来的数字时钟数字钟,在日常生活中最常见,应用也最广泛。
本次课程设计的时钟就是以STC89C52单片机为核心,配备LED显示模块、时钟模块、等功能模块的数字电子钟。
采用24小时制方式显示时间。
文章主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。
硬件电路设计主要包括中央处理模块、时钟模块,显示模块等几部分。
时钟电路采用DS1302芯片,并选用LED显示器。
软件方面用keil C语言来实现。
软硬件配合,达到电子时钟精准的显示。
关键字:单片机,时钟模块,精准目录1绪论 (2)1.1设计概述 (2)1.2技术简述 (2)1.3本课题的背景 (3)1.4本课题的意义 (3)2系统设计 (4)2.1设计目的 (4)2.2设计功能及要求 (4)2.3设计思路 (4)2.4硬件方案 (4)2.4.1时钟芯片的选择 (5)2.4.2显示屏的选择 (5)2.4.3单片机的选择 (5)2.5软件方案 (5)2.6整体方案 (6)2.7元器件清单 (6)3硬件设计 (7)3.1单片机最小系统 (7)3.1.1时钟电路 (7)3.1.2复位电路 (8)3.2时钟电路 (8)3.3电源电路 (9)3.4系统整体电路 (9)3.5系统仿真 (10)3.6硬件制作 (10)4软件设计 (11)4.1程序设计步骤 (11)4.2系统主程序 (11)4.3时钟模块子程序 (12)4.4显示模块子程序 (12)4.5主程序 (13)5联机调试 (14)6总结 (15)7参考文献 (16)1绪论1.1设计概述在单片机技术日趋成熟的今天,其灵活的硬件电路和软件程序的设计,使单片机得到广泛的应用,从小的电子产品,到大的工业控制,单片机都起到了举足轻重的作用。
数字电子时钟是基于单片机和DS1302时钟芯片的一种计时工具。
基于单片机及时钟芯片DS1302的电子时钟设计
基于单片机及时钟芯片DS1302的电子时钟设计一、概述二、电子时钟的基本原理电子时钟是一种以单片机为核心的智能电子产品,采用数字电路来显示时间。
电子时钟的核心部件是一个定时器,通过周期性的计数来确定时间,然后再将计数器的结果通过数码管等显示装置进行显示。
除此之外,电子时钟还需要一个能够准确计时的时钟芯片,如本文所使用的时钟芯片DS1302。
三、电子时钟的设计方法本文设计的电子时钟采用AT89C52单片机和时钟芯片DS1302,并通过外围的驱动电路和数码管来实现时间的显示。
该电子时钟具有以下特点:1.可进行24小时制和12小时制的切换:电子时钟可以通过按键实现24小时制和12小时制的切换,可按需选择。
2.自动夏令时判断:电子时钟可自动识别夏令时,并根据设定值进行切换,方便易用。
3.温度显示:电子时钟的DS1302时钟芯片自带温度探测器,可实现温度的实时显示。
本文所设计的电子时钟的硬件设计方案如下:1.主控芯片:采用AT89C52单片机2.显示装置:采用数码管进行时分秒的显示,共4位数码管。
3.时钟芯片:采用DS1302时钟芯片,保证时间的准确性。
5.电源:采用开关电源或锂电池供电。
锂电池供电时,电子时钟可实现断电后不重置的功能。
1.初始化:在电子时钟启动时,需要对各个模块进行初始化,如DS1302时钟芯片的读写口、数码管和按键都需要进行初始化。
2.频率切换:按下切换按键后,电子时钟的频率从24小时制切换到12小时制。
3.设定夏令时:按下设定按键后,可以进行夏令时设定。
设定值以秒为单位存储,在夏季过渡期改变时,只需修改设定值即可。
5.时间的显示:通过程序将DS1302时钟芯片中的时间读出并在数码管上显示,实现实时显示的功能。
五、总结本文设计的基于单片机及时钟芯片DS1302的电子时钟,可通过按键实现24小时制和12小时制的切换、自动夏令时判断、温度显示等多种功能,实现了电子时钟的多种要求和需求。
该设计方案具有简单实用、成本低廉、易于维护等优点,可广泛应用于各个领域。
基于单片机的电子时钟设计与实现
基于单片机的电子时钟设计与实现电子时钟是现代人生活中不可或缺的一部分。
随着现代科技的发展,基于单片机的电子时钟已经成为人们常见的选择。
本文将详细介绍基于单片机的电子时钟设计与实现。
一、基于单片机的电子时钟的原理基于单片机的电子时钟是通过控制晶体振荡器的频率来实现时钟的精度。
当晶体振荡器振荡周期稳定时,控制晶体振荡器的频率就可以实现时钟的精确。
二、基于单片机的电子时钟的设计1、硬件设计(1)时钟芯片:MCU常用的计时器是AT89S52,这是一个高性能的、低功耗的8位CMOS微控制器,使用半导体工艺方案,集成了66个I/O口和4个定时/计数器。
MCU的定时器的时钟源要保证准确,采用低失真、低相位噪声的晶振可以保证这一点。
(2)显示器件:本设计采用单片机驱动数码管来显示时间,以节省成本。
数码管是由点阵组成的,共有八段,其中七段是用来表示数字的,而第八段是用来显示小数点、时间标志等字符。
(3)按键及配套链路:按键和链路的作用是用来调整电子时钟的计时和校准。
采用常开或常闭接触式按钮即可实现这一功能。
2、软件设计(1)时钟芯片:AT89S52时钟芯片采用C语言编程,最终生成.HEX文件,充当芯片程序的载体,烧录进芯片后即可实现自动扫描、计时、纠偏、时间显示、闹铃、定时关闭等多项功能。
(2)扫描及计时:8个数码管需要进行扫描的操作,程序运行时根据八个位选信号,依次驱动八个共阳数码管的位选脚。
在每次扫描完成后即进行时钟计时的工作,判断闹钟时间是否到达,若到达则执行闹铃程序。
(3)时间设置:根据按键的输入状态,进行时间值的修改,来实现时钟时间的设置。
(4)闹铃:当当前时间与闹钟设置时间相等时,启动闹铃程序,进行可选的led闪烁、蜂鸣器响声等提醒操作。
三、基于单片机的电子时钟的实现将设计好的电路板焊接好,控制程序烧录进入AT89S52芯片,并将电子时钟放置在合适的位置或固定于墙壁上即可使用。
四、基于单片机的电子时钟的优缺点优点:精度高、误差小、易于校对和设置、功能多样化、体积小、寿命长。
基于51单片机的简易电子钟设计
基于51单片机的简易电子钟设计一、设计目的现代社会对于时间的要求越来越精确,电子钟成为家庭和办公场所不可缺少的设备之一、本设计基于51单片机,旨在实现一个简易的电子钟,可以显示当前的时间,并且能够通过按键进行时间的调整和设置闹钟。
二、设计原理本设计主要涉及到51单片机的IO口、定时器、中断、LCD显示技术等方面知识。
1.时钟模块时钟模块采用定时器0的中断进行时间的累加和更新。
以1秒为一个时间单位,每当定时器0中断发生,就将时间加1,并判断是否需要更新小时、分钟和秒的显示。
同时,根据用户按键的操作,可以调整时间的设定。
2.显示模块显示模块采用16x2字符LCD显示屏,通过51单片机的IO口与LCD连接。
可以显示当前时间和设置的闹钟时间。
初次上电或者重置后,LCD显示时间为00:00:00,通过定时器中断和键盘操作,实现时间的更新和设定闹钟功能。
3.键盘模块键盘模块采用矩阵键盘连接到51单片机的IO口上,用于用户进行时间的调整和设置闹钟。
通过查询键盘的按键状态,根据按键的不同操作,实现时间的调整和闹钟设定功能。
4.中断模块中断模块采用定时器0的中断,用于1秒的定时更新时间。
同时可以添加外部中断用于响应用户按键操作。
三、主要功能和实现步骤1.系统初始化。
2.设置定时器,每1秒产生一次中断。
3.初始化LCD显示屏,显示初始时间00:00:00。
4.查询键盘状态,判断是否有按键按下。
5.如果按键被按下,根据不同按键的功能进行相应的操作:-功能键:设置、调整、确认。
-数字键:根据键入的数字进行时间的调整和闹钟设定。
6.根据定时器的中断,更新时间的显示。
7.判断当前时间是否与闹钟设定时间相同,如果相同,则触发闹钟,进行提示。
8.循环执行步骤4-7,实现连续的时间显示和按键操作。
四、系统总结和改进使用51单片机设计的简易电子钟可以显示当前时间,并且实现时间的调整和闹钟设定功能。
但是由于硬件资源有限,只能实现基本的功能,不能进行其他高级功能的扩展,例如闹铃的音乐播放、温度、湿度的显示等。
基于51单片机多功能数字时钟任务书
第八~九周
第十周
收集资料并对课题做深入的了解,撰写开题报告;
学习单片机AT89S52、时钟芯片DS1302的相关知识;
完成基于AT89S52和DS1302设计的研究总体方案设计;
完成系统软件各模块设计,并且购买元器件;
对电路板进行焊接,仿真和烧写,并进行整体调试;
翻译资料,并撰写毕业设计论文;
修改毕业论文,为毕业论文答辩作准备。
毕业设计任务书
题目
(包括副标题)
电子万年历设计与制作
教师姓名
XXX
职称
XXX
系别
XXX
学生姓名
XXX
学号
XXX
班级
XXX
成果形式
A论文B设计说明书C实物D软件E作品
■□■□□
任务下达时间
2006年11月
1.毕业设计课题任务的内容和要求:
1、毕业设计的主要内容:
1)设计并制作电子万年历
2)完成相关的技术文档和毕业设计论文பைடு நூலகம்
2、毕业设计的主要技术指标
1)显示阳历年、月、日、时、分、秒、星期及阴历年、月、日,能标明是否闰月
2) 用液晶进行显示,用按键进行调整
3) 实现闹铃功能
3、毕业设计的基本要求:
1)完成电子系统的方案设计,技术调试,硬件实现
2.毕业设计工作进度计划:
周 次
工作内容
早进入阶段
第一周
第二周
第三~五周
第六~七周
单片机课程设计实验报告 基于单片机的数字时钟 含完整实验代码..
单片机课程设计报告基于单片机的数字时钟姓名:班级:学号:一、前言利用实验板上的4个LED数码管,设计带有闹铃、秒表功能的数字时钟。
功能要求:a)计时并显示(LED)。
由于实验板上只有4位数码管,可设计成显示“时分”和显示“分秒”并可切换。
b)时间调整功能。
利用4个独立按钮,实现时钟调整功能。
这4个按钮的功能为工作模式切换按钮(MODE),数字加(INC),数字减(DEC)和数字移位(SHITF)。
c)定闹功能。
利用4个独立按钮设定闹钟时间,时间到以蜂鸣器响、继电器动作作为闹铃。
d)秒表功能。
最小时间单位0.01秒。
二、硬件原理分析1.电源部分电源部份采用两种输入接口(如上图)。
a)外电源供电,采用2.1电源座,可接入电源DC5V,经单向保护D1接入开关S1。
b)USB供电,USB供电口输入电源也经D1单向保护,送到开关S1。
注:两路电源输入是并连的,因此只选择一路就可以了,以免出问题。
S1为板子工作电源开关,按下后接通电源,提供VCC给板子各功能电路。
电路采用两个滤波电容,给板子一个更加稳定的工作电源。
LED为电源的指示灯,通电后LED灯亮。
2.蜂鸣器蜂鸣器分为有源和无源两种,有源即两引脚有一个直流电源就可以长鸣,无源则需要一个1K左右的脉冲才可以蜂鸣,因此对于按键的提示音及报警蜂鸣使用有源来得方便。
有源也可以当无源使用,而无源则不能当有源使用,当然用有源蜂鸣器作音乐发声会失真厉害。
如上图:单片机P15输出高低电平经R21连接三极管B极,控制三极管的导通与截止,从而控制蜂鸣器的工作。
低电平时三极管导通,蜂鸣器得电蜂鸣,高电平时三极管截止,蜂鸣器失电关闭蜂鸣。
电路使用一个四位共阳型数码管,四个公共阳级由三极管放大电流来驱动,三极管由P10-P13控制开与关。
数码管的阴级由P0口经过电阻限流连接。
例如,要十位的数码管工作,P12输出0,使三极管Q12导通,8脚得电,当P0口相应位有输出0时,点亮相应的LED灯组合各种字符数字。
基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述
基于51单片机的电子时钟的设计与实现综述基于51单片机的电子时钟是一种常见的嵌入式系统设计项目。
它通过使用51单片机作为核心处理器,结合外部电路和显示设备,实现了时间的计时和显示功能。
本文将对基于51单片机的电子时钟的设计和实现进行综述,包括硬件设计和软件设计两个部分。
一、硬件设计1.时钟电路时钟电路是电子时钟的核心部分,它提供稳定的时钟信号供给单片机进行计时。
常用的时钟电路有晶振电路和RTC电路两种。
晶振电路通过外接晶体振荡器来提供时钟信号,具有较高的精度和稳定性;RTC电路则是通过实时时钟芯片来提供时钟信号,具有较高的时钟精度和长期稳定性。
2.显示电路显示电路用于将时钟系统计算得到的时间信息转换为人们可以直接观察到的显示结果。
常用的显示器有数码管、液晶显示屏、LED显示屏等。
显示电路还需要与单片机进行通讯,将计时的结果传输到显示器上显示出来。
3.按键电路按键电路用于实现对电子时钟进行设置和调节的功能。
通过设置按键可以实现修改时间、调节闹钟等功能。
按键电路需要与单片机进行接口连接,通过读取按键的输入信号来实现对时钟的操作。
4.供电电路供电电路为电子时钟提供电源,通常使用直流电源。
供电电路需要满足单片机和其他电路的电源需求,同时还需要考虑电源的稳定性和保护措施等。
二、软件设计1.系统初始化系统初始化主要包括对单片机进行外设初始化、时钟初始化和状态变量初始化等。
通过初始化将各个外设配置为适合电子时钟功能运行的状态,并设置系统初始时间、闹钟时间等。
2.计时功能计时功能是电子时钟的核心功能,通过使用定时器和中断技术来实现。
通过设置一个固定时间间隔的定时器中断,单片机在每次定时器中断时对计时寄存器进行增加,实现时间的累加。
同时可以将计时结果转化为小时、分钟、秒等形式。
3.显示功能显示功能通过将计时结果传输到显示器上,实现时间信息的显示。
通过设置显示器的控制信号,将时间信息依次发送到各个显示单元上,实现数字或字符的显示功能。
基于89C51单片机电子数字时钟的设计本科毕业论文
本科毕业论文基于89C51单片机电子数字时钟的设计目录第一章第一章 电子时钟的总体设计电子时钟的总体设计 ....................................................................................................... ...................................................................................................... 44 1.1 设计目的设计目的.......................................................................................................................... 4 1.1.1 课程设计课程设计 ............................................................................................................... 4 1.1.2 AT89C51芯片的串口功能芯片的串口功能.................................................................................... 4 1.1.3用keil 软件进行编程与调试 .................................................................................. 4 1.2 设计任务设计任务 .......................................................................................................................... 4 1.3 设计思路设计思路.......................................................................................................................... 4 第二章第二章 硬件系统的设计硬件系统的设计............................................................................................................... .............................................................................................................. 66 2.1 电路原理图设计电路原理图设计 .............................................................................................................. 6 2.1.1 电子钟的硬件电路框图电子钟的硬件电路框图...................................................................................... 6 2.2 AT89C51引脚及其功能 (6)2.2.1 AT89C51的原理及说明的原理及说明 ........................................................................................ 6 2.2.2 引脚功能引脚功能 ............................................................................................................... 7 2.3 驱动部件驱动部件 .......................................................................................................................... 8 2.4 显示部分显示部分.......................................................................................................................... 9 第三章第三章 软件系统的设计软件系统的设计............................................................................................................. ............................................................................................................ 110 3.1 电子钟的主程序电子钟的主程序............................................................................................................ 11 3.2 电子钟的显示子序电子钟的显示子序 ........................................................................................................ 12 3.3 定时器中断服务程序定时器中断服务程序 .................................................................................................... 13 3.4 电子时钟设计程序清单电子时钟设计程序清单 ................................................................................................ 15 3.5 程序进行编译仿真程序进行编译仿真........................................................................................................ 18 3.5.1 89C51程序 ......................................................................................................... 18 3.5.2 用PROTEUS ISIS 进行电子万年历的仿真测试 . (20)第四章第四章对89C51设计的电子时钟的总结................................................................................. 22 参考文献 ........................................................................................................................................ . (2)23摘要本次实训是基于AT89C51单片机电子钟的设计,对时、分、秒的显示的控制,时、分、秒用六位数码管显示LED 数码管时钟电路采用24小时计时方式。
基于AT89S51单片机的数字时钟
基于AT89S51单片机的数字时钟摘要:随着科技的快速发展,时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟,人类不断研究,不断创新纪录。
本次设计的数字时钟电路采用AT89S51单片机作为核心,对于数字电子时钟采用直观的数字显示(LED),可以同时显示时、分、秒等信息,还具有时间校准等功能,功耗小,使用寿命长,误差小,能在3V的低压工作,电压可选用3~5V电压供电。
综上所述此数字时钟具有读取方便、显示直观、电路简洁、成本低廉等诸多优点,实用性较强,性能稳定,有一定的市场前景。
~~~~~~目录~~~~~~一、设计要求与方案论证 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 系统基本方案选择和论证 (3)1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (3)1.2.2 显示模块选择方案和论证 (4)1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证 (5)1.2.4 电源的选择方案与论证 (5)二.系统的硬件设计与实现 (6)2.1 电路设计框图 (6)2.2 系统硬件概述 (6)2.3 主要单元电路的设计 (8)2.3.1单片机主控制模块的设计 (8)2.3.2电源电路模块的设计 (8)2.3.3校时校分电路设计 (9)2.3.4显示模块的设计 (9)三、系统的软件设计 (10)3.1主程序部分 (11)3.2计时显示中断子程序部分 (12)3.3校分显示子程序部分 (15)3.4校时显示子程序部分 (16)四. 指标测试 (17)4.1 测试仪器 (17)4.2硬件测试 (17)4.3软件测试 (18)4.4测试结果分析与结论 (18)4.4.1 测试结果分析 (18)4.4.2 测试结论 (18)五、作品总结与设计感想 (18)参考文献 (19)附录一:汇编语言源程序 (20)附录二:PCB印刷版图 (23)一、设计要求与方案论证1.1 设计要求:(1)基本要求(a)具备显示时、分等功能;(b)具备时、分校准功能;1.2 系统基本方案选择和论证1.2.1单片机芯片的选择方案和论证:方案一:采用89C51芯片作为硬件核心,其内部采用Flash ROM,具有4KB ROM 存储空间,能于3V 的超低压工作,但运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术,烧入程序时需要专门的C编程器(当前可用的实验烧写开发板只支持具有ISP在线编程功能的AT89S**系列的芯片),当在对电路进行调试时,更显麻烦,并且增加了造价,方案二:采用89S51芯片作为主控模块,AT89S51是MCS-51系列单片机目前运用较多的一种芯片,采用Flash ROM,内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且具备ISP在线编程技术,方便对电路进行调试.但由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
利用单片机的定时器设计一个数字时钟
利用单片机的定时器设计一个数字时钟数字时钟是我们日常生活中常见的计时工具,可以准确地显示当前的时间。
而单片机的定时器则可以提供精准的定时功能,因此可以利用单片机的定时器来设计一个数字时钟。
本文将介绍如何使用单片机的定时器来设计一个基于数字显示的时钟,并提供基本的代码实现。
一、时钟电路设计利用单片机设计一个数字时钟,首先需要设计一个合适的时钟电路。
时钟电路一般由电源电路、晶振电路、单片机复位电路和显示电路组成。
1. 电源电路:为电路提供工作所需的电源电压,一般使用稳压电源芯片进行稳定的供电。
2. 晶振电路:利用晶振来提供一个稳定的时钟信号,常用的晶振频率有11.0592MHz、12MHz等。
3. 单片机复位电路:用于保证单片机在上电或复位时能够正确地初始化,一般使用降低复位电平的电路。
4. 显示电路:用于将单片机输出的数字信号转换成七段数码管可以识别的信号,一般使用BCD码和译码器进行实现。
二、单片机定时器的应用单片机的定时器具有精准的定时功能,可以帮助实现时钟的计时功能。
单片机的定时器一般分为定时器0和定时器1,根据具体的应用需求选择使用。
在设计数字时钟时,可以将定时器0配置成定时器模式,设置一个适当的定时时间。
当定时器0计时达到设定时间时,会触发一个中断信号,通过中断处理程序可以实现时钟的计时功能。
以下是一个基于单片机的定时器的伪代码示例:```void Timer0_Init(){// 设置定时器0为工作在定时器模式下// 设置计时时间// 开启定时器0中断}// 定时器0中断处理程序void Timer0_Interrupt_Handler(){// 更新时钟显示}void main(){Timer0_Init();while(1){// 主循环}}```在上述伪代码中,Timer0_Init()函数用于初始化定时器0的相关设置,包括工作模式和计时时间等。
Timer0_Interrupt_Handler()函数是定时器0的中断处理程序,用于处理定时器0计时到达设定时间时的操作,例如更新时钟显示。
基于单片机的电子时钟的设计
基于单片机的电子时钟的设计基于单片机的电子时钟是一种采用单片机作为主控芯片的数字显示时钟。
它能够准确显示时间,并可以通过编程实现其他功能,如闹钟、倒计时、温湿度显示等。
本文将介绍基于单片机的电子时钟的设计原理、硬件电路和软件编程等内容。
1.设计原理基于单片机的电子时钟的设计原理是通过单片机的计时器和定时器模块来实现时间的计数和显示。
单片机的计时器可以通过设定一个固定的时钟频率进行计数,而定时器可以设定一个固定的计数值,当计数到达设定值时,会触发一个中断,通过中断服务程序可以实现时间的更新和显示。
2.硬件电路基于单片机的电子时钟的硬件电路主要包括单片机、显示模块、按键模块和时钟模块。
其中,单片机作为主控芯片,负责控制整个电子时钟的运行;显示模块一般采用数字管或液晶屏,用于显示时间;按键模块用于设置和调整时间等功能;时钟模块用于提供稳定的时钟信号。
3.软件编程基于单片机的电子时钟的软件编程主要分为初始化和主程序两个部分。
初始化部分主要是对单片机进行相关寄存器的设置,包括计时器和定时器的初始化、中断的使能等;主程序部分是一个循环程序,不断地进行时间的计数和显示。
3.1初始化部分初始化部分首先要设置计时器模块的时钟源和计数模式,一般可以选择内部时钟或外部时钟作为时钟源,并设置计时器的计数模式,如自动重装载模式或单次模式;然后要设置定时器模块的计数值,一般可以通过设定一个固定的计数值和计数频率来计算出定时时间;最后要设置中断使能,使得当定时器计数器达到设定值时触发一个中断。
3.2主程序部分主程序部分主要是一个循环程序,通过不断地读取计时器的计数值,并计算得到对应的时间,然后将时间转换成显示的格式,并显示在显示模块上。
同时,还可以通过按键来实现时间的设置和调整功能,如增加和减少小时和分钟的值,并保存到相应的寄存器中。
4.功能扩展-闹钟功能:设置闹钟时间,并在设定的时间到达时触发报警;-温湿度显示:通过连接温湿度传感器,实时显示当前的温度和湿度数据;-倒计时功能:设置一个倒计时的时间,并在计时到达时触发相应的动作。
基于单片机的电子时钟的设计与实现
基于单片机的电子时钟的设计与实现电子时钟是一种使用微处理器或单片机作为主控制器的数字时钟。
它不仅能够显示当前时间,还可以具备其他附加功能,如闹钟、日历、温度显示等。
一、设计目标设计一个基于单片机的电子时钟,实现以下功能:1.显示时间:小时、分钟和秒钟的显示,采用7段LED数码管来显示。
2.闹钟功能:设置闹钟时间,到达设定的时间时会发出提示音。
3.日历功能:显示日期、星期和月份。
4.温度显示:通过温度传感器获取当前环境温度,并显示在LED数码管上。
5.键盘输入和控制:通过外部键盘进行时间、日期、闹钟、温度等参数的设置和调整。
二、硬件设计1.单片机选择:选择一款适合的单片机作为主控制器,应具备足够的输入/输出引脚、中断和定时器等功能,如STC89C522.时钟电路:使用晶振为单片机提供稳定的时钟源。
3.7段LED数码管:选择合适的尺寸和颜色的数码管,用于显示小时、分钟和秒钟。
4.温度传感器:选择一款适合的温度传感器,如DS18B20,用于获取环境温度。
5.喇叭:用于发出闹钟提示音。
6.外部键盘:选择一款适合的键盘,用于设置和调整时间、日期、闹钟等参数。
三、软件设计1.初始化:设置单片机定时器、外部中断和其他必要的配置。
2.时间显示:通过定时器中断,更新时间,并将小时、分钟和秒钟分别显示在相应的LED数码管上。
3.闹钟功能:设置闹钟时间,定时器中断检测当前时间是否与闹钟时间一致,若一致则触发警报。
4.日历功能:使用定时器中断,更新日期、星期和月份,并将其显示在LED数码管上。
5.温度显示:通过定时器中断,读取温度传感器的数据,并将温度显示在LED数码管上。
6.键盘输入和控制:通过外部中断,读取键盘输入,并根据输入进行相应的操作,如设置时间、闹钟、日期等。
7.警报控制:根据设置的闹钟时间,触发警报功能,同时根据用户的设置进行控制。
四、测试与调试完成软件设计后,进行系统测试与调试,包括验证显示时间、日期、温度等功能的准确性,以及闹钟和警报功能的触发与控制。
基于单片机的数字时钟设计
1 引言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。
而时钟,自从它发明的那天起,就成为人类的朋友,但随着时间的推移,科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高,应用越来越广。
怎样让时钟更好的为人民服务,怎样让我们的老朋友焕发青春呢?这就要求人们不断设计出新型时钟。
除此之外,由于对社会责任的更多承担,人们要求所设计的产品能够产生尽量少的垃圾、能够消耗尽量少的能量。
因此人们对时钟的又有了体积小、功耗低的要求。
传统的机械表由于做工的高精细要求,造价的昂贵,材料的限制,时间指示精度的限制,使用寿命方面,以及其它方面的限制,已不能满足人们的需求。
另外,近些年随着科技的发展和社会的进步,人们对时钟的要求也越来越高,而使得新型电子钟表成了大势所趋。
现今,高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调校,数字式电子钟用集成电路计时,译码代替机械式传动,用LED 显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时,分,秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。
在电子技术高速发展推动下微机开始向社会各个领域渗透同时大规模集成电路获得了高速发展,单片机的应用正在这时不断地走向深入,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,因此特别适合于与控制有关的系统,越来越广泛地应用于自动控制,智能化仪器,仪表,数据采集,军工产品以及家用电器等各个领域,单片机往往是作为一个核心部件来使用,在根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
基于单片机的电子钟设计
基于单片机的电子钟设计摘要:电子钟是一种普遍使用的时钟类型。
通过单片机,可以实现数字时钟的各种功能,例如:时间显示、闹钟功能、温度显示等。
本文介绍了基于单片机的电子钟设计方案,其中包括硬件系统的设计和程序代码的实现。
该电子钟的基本功能包括:时钟模式、闹钟模式、温度显示和日期显示。
设计方案使用的单片机是AT89C52,时钟模块为DS1302。
实验结果表明,该电子钟系统具有稳定性高、精度高、实用性强等特点。
关键词:单片机、电子钟、DS13021. 概述电子钟是目前流行的现代时钟类型之一。
通过单片机,可以实现数字时钟的各种功能,例如:时间显示、闹钟功能、温度显示等。
作为一种普遍应用于家庭以及公共场所的计时工具,电子钟能够提高人们的时效性、管理效率。
本文将介绍基于单片机的电子钟设计方案,其中包括硬件系统的设计和程序代码的实现。
该电子钟的基本功能包括:时钟模式、闹钟模式、温度显示和日期显示。
设计方案使用的单片机是AT89C52,时钟模块为DS1302。
实验结果表明,该电子钟系统具有稳定性高、精度高、实用性强等特点。
2. 硬件设计2.1 系统原理系统的核心是AT89C52单片机,其包括了8051架构下所有标准的特殊功能寄存器以及升级的功能模块。
DS1302是常用的实时时钟模块,它包含一个时钟/日历的B类时钟芯片、一个31个字节的静态RAM 以及一个摆振电路。
通过与AT89C52的串行通信接口,可以实现时钟芯片与单片机的通信。
2.2 电路设计电路设计包括AT89C52单片机、DS1302时钟芯片、4个7段数码管以及相关的外围元件。
其中,输入电源电压为5V直流电压,4个7段数码管均采用共阴极的连接方式。
2.3 电路说明(1) 时钟模块DS1302DS1302是一种时钟模块,其具有许多特性,例如:硬件控制时间的计数、在停电情况下,仍能保持时间记录、考虑到掉电情况、在无外部纪念日的情况下,为计时器提供64字节的RAM等特点。
基于单片机C语言电子时钟完整版(闹钟,整点报时)
《单片机技术》课程设计说明书数字电子钟系、部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:职称专业:班级:完成时间:2013-06-07摘要电子钟在生活中应用非常广泛,而一种简单方便的数字电子钟则更能受到人们的欢迎。
所以设计一个简易数字电子钟很有必要。
本电子钟采用ATMEL公司的AT89S52单片机为核心,使用12MHz 晶振与单片机AT89S52 相连接,通过软件编程的方法实现以24小时为一个周期,同时8位7段LED数码管(两个四位一体数码管)显示小时、分钟和秒的要求,并在计时过程中具有定时功能,当时间到达提前定好的时间进行蜂鸣报时。
该电子钟设有四个按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4和KEU5键,进行相应的操作就可实现校时、定时、复位功能。
具有时间显示、整点报时、校正等功能。
走时准确、显示直观、运行稳定等优点。
具有极高的推广应用价值。
关键词电子钟;AT89S52;硬件设计;软件设计ABSTRACTClock is widely used in life, and a simple digital clock is more welcomed by people. So to design a simple digital electronic clock is necessary.The system use a single chip AT89S52 of ATMEL’s as its core to control The crystal oscillator clock,using of E-12MHZ is connected with the microcontroller AT89S52, through the software programming method to achieve a 24-hour cycle, and eight 7-segment LED digital tube (two four in one digital tube) displays hours, minutes and seconds requirements, and in the time course of a timing function, when the time arrived ahead of scheduled time to buzz a good timekeeping. The clock has four buttons KEY1, KEY2, KEY3,KEY4 and KEY5 key, and make the appropriate action can be achieved when the school, timing, reset. With a time display, alarm clock settings, timer function, corrective action. Accurate travel time, display and intuitive, precision, stability, and so on. With a high application value.Key words Electronic clock;;AT89S52;Hardware Design;Software Design目录1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍 (1)1.1设计课题任务 (1)1.2功能要求说明 (1)1.3设计总体方案介绍及原理说明 (1)2设计课题硬件系统的设计 (2)2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍 (2)2.2设计课题电路原理图、PCB图、元器件布局图 (2)2.3设计课题元器件清单 (5)3设计课题软件系统的设计 (6)3.1设计课题使用单片机资源的情况 (6)3.2设计课题软件系统各模块功能简要介绍 (6)3.3设计课题软件系统程序流程框图 (6)3.4设计课题软件系统程序清单 (10)4设计结论、仿真结果、误差分析、教学建议 (21)4.1设计课题的设计结论及使用说明 (21)4.2设计课题的仿真结果 (21)4.3设计课题的误差分析 (22)4.4设计体会 (22)4.5教学建议 (22)结束语 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)1 设计课题任务、功能要求说明及方案介绍1.1 设计课题任务设计一个具有特定功能的电子钟。
基于单片机的数字时钟设计与制作
摘要:本系统以AT89S52为核心,选用DS1302串行时钟芯片,RT1602液晶显示器实现液晶显示当前日期、时间、星期。
本电子钟具有日期、时、分、秒的显示、调整功能,采用的时间制式为24小时制,时间显示格式为时(十位、个位)、分(十位、个位)、秒(十位、个位)。
关键词AT89S52、显示时间、调整时间、目录一、设计任务及要求 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计要求 (2)二、设计方案 (2)2.1时钟实现 (2)2.2显示模块 (2)2.3微控制器模块 (2)三、设计原理及实现 (2)3.1系统的总体设计方案 (2)3.1.1系统的硬件电路设计与主要参数计算 (3)3.2系统的软件设计 (7)3.2.1主程序流程 (7)3.2.2 ds1302子程序流程 (7)3.2.3调整时间子程序流程 (8)四、测试 (8)4.1硬件测试 (8)4.2软件测试 (8)4.3功能测试 (11)五、设计结论及体会 (11)设计结论: (11)体会 (11)致谢 (12)参考文献 (13)一、设计任务及要求1.1设计任务设计并制作一个用单片机控制的数字时钟。
1.2设计要求(1)显示时间——显示时,分,秒。
(2)设置时间——利用键盘手动设置时间。
(3)自动计时——自动计时并能实时显示二、设计方案根据期末单片机设计任务的总体要求,本系统可以划分为以下个基本模块,针对各个模块的功能要求,分别有以下的设计方案:2.1时钟实现采用专用的时钟芯片实现时钟的记时,专用时钟芯片记时准确,容易控制,能够从芯片直接读出日期、时间、星期。
2.2显示模块采用液晶显示器件,液晶显示平稳、省电、美观,更容易实现题目要求,对后续的功能兼容性高,只需将软件作修改即可,可操作性强,也易于读数,采用RT1602两行十六个字符的显示,能同时显示日期、时间、星期。
2.3微控制器模块采用AT89S52八位单片机实现。
它内存较大,有8K的字节FLASH闪速存储器,比AT89C51要多4K。
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基于单片机数字时钟的设计第一章绪论1.1数字时钟的背景1.2数字时钟的意义1.3数字时钟的应用第二章整体设计方案2.1 单片机的选择2.2 单片机的基本结构第三章数字是中的硬件设计3.1最小系统设计3.2液晶显示电器3.3键盘控制电路第四章数字时钟的软件设计4.1系统软件设计流程图4.2数字是中的原理图4.3主程序4.4时钟设置子程序4.5定时器中断子程序4.6液晶显示子程序4.7按键控制子程序第五章系统仿真1.1数字时钟的背景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及一步提高,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,他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改革。
单片机模块中最常见的是数字时钟,数字钟是一种用数字电路实现时,分,秒计时的装置,与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
1.2数字时钟的意义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。
1.3数字时钟的应用数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的,广泛用于个人家庭以及车站,码头,剧场办公室等公共场所,给人们的生活,学习,工作,娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确,性能稳定,携带方便等优点,它还用于计时,自动报时以及自动控制等各个领域。
第二章整体设计方案2.1单片机的选择单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称微控制器通常,单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含计算机的基本功能部件;中央处理器,存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,成为一个单片机控制系统。
单片机经过1,2,3,3代的发展,正朝着多功耗CMOS化,微型单片化,低电压,低功耗,主流与多品种共存等方向发展。
其发展趋势不外乎以下几个方面:,1.低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW 左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。
象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。
CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。
所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径2.微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。
甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。
此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。
现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
3.主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond 系列单片机。
所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。
而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。
此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。
在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。
4.低电压和低功耗随着超大规模集成电路的发展,NMOS 工艺单片机被CMOS代替,并开始向HMOS 过渡。
供电电压由5V 降到3V ,2V 甚至到1V ,工作电流由mA 降至μA ,这在便携式产品中大有用武之地。
下面大致介绍一下单片机的应用领域和特点:1.在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。
2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
6.在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求使用人员了解其内部结构。
如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。
如:音乐信号以数字的形式存于存储器中(类似于ROM),由微控制器读出,转化为模拟音乐电信号(类似于声卡)。
在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,也方便于更换。
7.单片机在汽车设备领域中的应用单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器,GPS导航系统,abs防抱死系统,制动系统等等。
此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
目前,我国生产很多型号的单片机,在此,我们选用AT89C51的单片机,因为:AT89C51是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),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-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。
AT89C51是一个低功耗高性能单片机,40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,AT89C51可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
2.2单片机的基本结构MCS-51的内部结构8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:·中央处理器:中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器(RAM):8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。
·程序存储器(ROM):8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
·定时/计数器(ROM):8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
·并行输入输出(I/O)口:8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3),用于对外部数据的传输·全双工串行口:8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。
·中断系统:8051具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。
·时钟电路:8051内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,但8051单片机需外置振荡电容。