电气自动化-毕业论文设计

理工大学毕业论文

题目：电子技术与单片机的发展应用

系部：电气工程及其自动化

专业：电气自动化

*名：***

班级：

学号：*********

指导教师：

教师单位：理工大学

2016年6月1日

目录

绪论 (4)

一、数字电子技术 (5)

1数字信号 (5)

2数字电路 (5)

●数制与代码 (5)

●逻辑代数的基本运算 (5)

●逻辑代数的基本定律 (6)

3数字电路的特点、分类 (6)

4数字电路的发展 (6)

二、单片机技术 (6)

1什么是单片机 (7)

2单片机的基本结构及特性 (7)

三、数字电子技术与单片机的结合应用实例———数字电子钟 (7)

1数字电子钟的简介 (7)

●背景 (8)

●意义 (8)

●应用 (8)

2数字电子钟的硬件组成 (8)

●LED显示电路 (8)

●单片机的选择 (8)

3软件设计

●系统软件设计流程图 (9)

4程序设计 (10)

四、总结 (21)

数字电子技术与单片机的发展应用

绪论

二十世纪四十年代，在先进武器的研制过程中，比如导弹的弹道轨迹计算需要进行大量高速，复杂，精确的计算，原有的计算工具已满足不了要求；另一方面，当时的自动控制技术和电子器件等使新型计算工具的发明成为可能。一是需要而使可能，世界上地一台电子计算机于1946年诞生于美国宾夕法尼亚，取名ENIAC，电子计算机的诞生与数字电子技术等技术的发展是离不开。而时至今日，数值电子技术也已经广泛应用各个领域了，无论是现代高精尖电子设备，还是大家熟悉的计算机，手机，数字电视，数码相机等现代电子装置，其核心构是数字电子系统而数字电子系统的发展又促进了单片机技术的发展应用，所以数字电子技术是与单片机技术紧紧相连的，如图所示是数字钟电路，它就是运用数字电子技术与单片机技术所

制成的。

一·数字电子技术

1·数字信号

电子电路所处理的电信号可分为数字信号和模拟信号。数字信号是在时间和数值上都是离散的信号。计算机传递的信号往往就都是数字信号，而模拟信号是在时间和数值上都是连续变化的信号，如电流电压等。

2·数字电路

数字电路是用于传递和处理数字信号的电子电路。它可以完成信号的产生，放大，整形，传递，控制，存储计算等。数字电路分析及设计的基本工具是逻辑代数，组成数字电路的基本单元电路是逻辑门电路。

·数制与代码

数字电路的基础主要是研究输出和输入信号之间的对应逻辑关系其分析的主要工具是逻辑代数。

在现实生活中各种数字设备只能对二进制代码进行运算和处理，人们熟悉的十进制数对机器来说实现起来很困难。所以对于电子技术来说二进制数十很重要的，

而根据单片机的定义：单片机就是将计算机的基本部件集成到一块芯片的微型计算机。就像上面所说数字电子技术对于单片机的发展来说有很重要的意义，所以了解二进制数及其各进制数间的转换也是很重要的

二进制数的基数是二，采用两个数码零和一，技术规律是“逢二进一”。二进制数的各位的位位权为20、21、22……任何一个二进制数都可以表示成以其数2为底的冥的求和数。

在计算机系统中，除了二进制，还有八进制、十进制、十六进制。二进制主要用于机器部数据处理。八进制和十六进制主要用于书写程序，十进制主要用于运算结果的输出。

·逻辑代数的基本运算

逻辑代数有三种基本运算：与运算，或运算和非运算

与运算的逻辑表达式为Y=A·B他的运算规律为输入有0得0全1得1。

或运算的逻辑表达式为Y=A+B或逻辑得运算规律为有1得1，全0得0 非运算也称反运算，其表达式为Y=A 非逻辑运算的规律为0变2，1变0，即始终相反。

·逻辑代数的基本定律

与普通代数一样，逻辑代数也有相应的规律，其基本定律有0-1律、交换律、结合律、分配律、互补律、重叠律、还原律、反演律（摩根定律）、吸收率、隐含律。这些我们都记、应该要了解，在这里就不多说了。

1·数字电路的特点及分类

与模拟电路相比数字电路具有显著地有点

·结构简单，便于集成化系列化生产，成本低廉使用方便

·抗干扰性强，可靠性高，精确度高，稳定性好

·处理功能强，不仅能实现数值运算，还可以实现逻辑运算和判断。

·可编程数字电路便于实现各种运算具有很大的灵活性。

·数字信号更易于存储、加密、压缩、传输

数字信号是不连续的，反映在电路上只有高电位和低电位两种状态，因此数字电路采用二进制数来传输和处理数字信号，在数字电路中，通常采用开关的接通与开断来实现电路的高低电位两种状态，将高电位称为高电平，用“1”表示，低电位称为低电平，用“0”表示。

数字电路的开关状态时二极管，三极管的导通和截止来实现的。

分类：数字集成电路按不同划分方法有各种不同的类型它可按集成度分、按应用围分、按所用器件分、按逻辑功能分。

·数字电路的发展

目前数字集成带你路正向着大规模，低功耗，高速度，可编程可测试和多值化方向发展。

二·单片机技术

1·什么是单片机

单片机就是将计算机的基本部件集成到一块芯片的微型计算机。由于单片机通常是为控制应用而设计制造的，现国际上逐渐统一称为MCU(MICRO-CONTROLLER UNIT 微控制器)

2·单片机的基本结构及特点

单片机芯片通常包括CPU、ROM、RAM并行I/O、串行I/O、定时器计数器、

中断控制系统时钟、A/D（模数转换器）和D/A（数模转换器）、WDT(监视定时器)等。

与通常所说的微型计算机相比单片机具有以下显著特点：1多功能。2多品种。3占用空间少。4系统所需外围器件少。5低价格。6低电压。7地功耗。8性价比高。高灵活性。10高可靠性

鉴于上述特点单片机在工业测量和控制家用电器，商业应用等领域都得到了广泛的应用。可分为两大分支：（1）通用计算机系统，如我们日常使用的PC机。（2）嵌入式计算机系统，可理解为嵌入到其他装置中的计算机系统，大多数嵌入式计算机系统已单片机为核心。

单片机的应用大致可分为以下4大类

（1）智能仪器仪表（2）工业测控（3）民用智能电子产品（4）计算机外设及通信设备。

日常生活核工业系统中以及其他领域都离不开单片机，它在智能电子产品中起着核心作用，如信息家电，掌上电脑，可视……在电力系统中也有广泛的应用，如远程测控终端RTU，智能电表，智能抄表器，无功补偿控制器……都有广泛的应用。三·数字电子技术与单片机的结合应用实例————数字电子钟

1·数字电子钟的简介

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社会的各个领域，有力的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的性能进一步提高，产品跟新换代的节奏也越来越快，时间对人们来说总是那么的宝贵。目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，将进一