文档介绍：基于单片机的电子时钟的设计与实现
西北大学物理学系应用物理专业
学生姓名: 张韬
学号: 20061100060
指导教师: 王永强
一、设计简介
二、单片机的简单介绍
三、试验所用单片机AT89S52
四、试验硬件设计
五、软件设计
六、总结
内容概况
一、设计简介
随着二十世纪的结束,我们已走过了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和电脑时代。进入二十一世纪,随着微电子技术和超大规模集成电路的发展,以单片机为核心的现代化智能设备在各个领域(如工业控制、家电产品、汽车电子、通信、智能仪器仪表)都得到了越来越广泛的应用,并且正在深刻的改变着我们生活的方方面面,这也同时标志着数字化时代的到来。而电子时钟作为计时系统,在工业或生活中更是无处不在。
本题目所设计的单片机电子时钟系统,就是用单片机实现一种计时系统。用单片机设计制造的的电子时钟,具有集成性高、稳定性和可靠性高、功能多样并可无限拓展、电路简介、成本低廉等特点,有广泛的应用前景。
设计简介
本题以提高自身的学习能力、实践动手能力、综合运用知识的能力为目标,以微机原理、计算机接口与技术等相关课程为基础,通过对单片机原理、程序编写方法、多种应用软件的学习,经过问题定义、模块化分析设计、绘制电路、硬件选择、软件编程几大步骤,最终设计完成一款具有计时显示功能,时间调整功能的单片机时钟。具有一定的使用价值。
所谓单片机是一个单芯片形态、面向控制对象的嵌入式应用计算机系统。即把组成微型计算机的各个功能部件,如中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出(I/O)接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一款芯片中,构成一个完整的微型计算机。
由于单片机功能强大,价格低廉,它已被广泛应用与仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
单片机的发展历史
发展阶段
时间
代表芯片
初级阶段:
1974~1976
两片集成芯片
低性能阶段
1976~1978
INTER MCS-48
高性能阶段
1978~1982
MCS51
更高性能阶段
1983~至今
多种机型并行发展
中断控制
中央
处理器
时钟电路
程序存贮器
数据存贮器
定时器
并行I/O接口
特殊I/O接口
外部中断请求线
内部中断源
外部时钟
VCC
GND
外部输入线
并行I/O
特殊I/O
单片机的结构
单片机分类
按照单片机的类型,单片机有:
(1)51系列单片机,其中首推Intel公司的8051单片机,片内有 4K字节的一次性程序存储器(OTP)。
(2)具有ISP功能的单片机,ISP功能能够实现在系统可编程,可以省去通用的编程器,单片机在用户板上即可下载和烧录用户程序,而无需将单片机从生产好的产品上取下。
(3)PIC系列单片机,PIC单片机系列是美国微芯公司(Microship)的产品,CPU采用RISC结构,具有精简的指令集。PIC系列单片机的I/O口是双向的,其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。也具有在线调试及编程(ISP)功能。
(4)AVR单片机,AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机,其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。AVR型号其管脚与对应的51系列兼容。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器,向下完全兼容51子系列。标准功能有8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振和时钟电路,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52 单片机
本设计拟实现的基本功能为单片机计时显示功能。
可拓展要求(视情况拓展开发,能够体现单片机电子时钟的可扩展优越性)
加入时间调整程序,使用按钮,调整年月日及时间;
加入阴历显示功能;
加入温度计功能。