單片機電子時(shí)鐘論文

　　單片機自20世紀70年代問(wèn)世以來(lái)，由于其體積小、重量輕等多種優(yōu)勢，深受廣大人們的喜愛(ài)，由于其開(kāi)發(fā)容易、靈活性好，也同時(shí)被很多設計者拿來(lái)應用到各種設備中。以下是小編為大家整理好的單片機電子時(shí)鐘論文，歡迎大家閱讀參考！

　　摘要：隨著(zhù)電子科技的飛速發(fā)展，尤其是超大規模集成電路的出現，給我國的經(jīng)濟帶來(lái)了實(shí)質(zhì)性的改變。其中，對于單片機的使用已經(jīng)在很多領(lǐng)域都有出現，比如說(shuō)在工業(yè)自動(dòng)化控制房間、在智能儀器儀表方面以及各種家用電器方面，單片機都起到了很大的作用。由于其極高的性能價(jià)格比，使其在電子時(shí)鐘方面的應用也是很常見(jiàn)的。本文通過(guò)對普通單片機電子時(shí)鐘的設計分析，從而達到對單片機進(jìn)行更深入的學(xué)習與設計。

　　關(guān)鍵詞：單片機；電子時(shí)鐘；設計分析

　　時(shí)鐘就是一個(gè)最典型的例子，由于人們的生活速度越來(lái)越快，人們的時(shí)間觀(guān)念也在不斷增強，生活中處處離不開(kāi)時(shí)鐘，時(shí)鐘對人們可以說(shuō)是不可或缺的東西�，F如今，時(shí)鐘的樣式很功能也越來(lái)越多，人們對時(shí)鐘的精準度要求也越來(lái)越高。本文就是針對時(shí)鐘的精準度來(lái)設計一個(gè)普通單片機電子時(shí)鐘。

　　一、單片機的簡(jiǎn)單介紹

　�。ㄒ唬﹩纹瑱C的定義與分類(lèi)

　　單片機是一種集成電路芯片，采用超大規模集成電路技術(shù)把具有數據處理能力的中央處理器、隨即存儲器、只讀存儲器等集成到一塊硅片上構成的一個(gè)小而完善的微型計算機系統。主要分類(lèi)包括：STC系列單片機、AVR單片機、AT系列單片機等等 。

　�。ǘ�）單片機的應用與發(fā)展

　　目前，隨著(zhù)電子自動(dòng)化的廣泛應用，單片機以其自身的諸多優(yōu)勢已經(jīng)應用到了各個(gè)領(lǐng)域之中，這些領(lǐng)域主要包括智能儀器儀表、計算機網(wǎng)絡(luò )、機器人控制、工業(yè)控制、家電管理等等。由于單片機的優(yōu)勢很有多，在未來(lái)的生活中一定會(huì )被更多的領(lǐng)域所應用，有很好的發(fā)展趨勢。

　　二、單片機電子時(shí)鐘的設計方案

　　單片機電子時(shí)鐘的構成主要由：一個(gè)8位CPU；一個(gè)片內振蕩器及時(shí)鐘電路；4K字節ROM程序存儲器；256字節RAM數據存儲器；兩個(gè)16位定時(shí)器/計數器；可尋址64K外部數據存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路；32條可編程的I/O線(xiàn)（四個(gè)8位并行I/O端口）和一個(gè)可編程全雙工串行口組成。

　　單片機電子時(shí)鐘的設計主要是對時(shí)鐘的內部工作和外部顯示進(jìn)行設計，主要的設計方案則分為數字時(shí)鐘方案和數碼管顯示方案。通過(guò)數字時(shí)鐘和數碼管顯示的完美結合使電子時(shí)鐘的質(zhì)量得到完善和保證。

　�。ㄒ唬�數字時(shí)鐘方案

　　這部分是單片機電子時(shí)鐘最主要的設計，也是時(shí)鐘內部工作部分。在單片機的內部存儲器中設置三個(gè)分別代表時(shí)、分、秒信息的字節。在對內部的存儲器進(jìn)行設置的時(shí)候，要根據時(shí)鐘的運作規律設定，時(shí)鐘的工作是由內部的定時(shí)器和軟件結合來(lái)實(shí)現的。對此設定1秒中斷，以此來(lái)推動(dòng)秒針的運動(dòng)，而當秒針中斷的次數達到60次的時(shí)候，則將其清零，同時(shí)分針的字節開(kāi)始運行，以此類(lèi)推，當分鐘的中斷次數達到60次的時(shí)候，時(shí)鐘的字節開(kāi)始運行。當時(shí)鐘的字節達到24的時(shí)候，便將時(shí)鐘的字節清零，以上的操作反復進(jìn)行，這就是單片機電子時(shí)鐘關(guān)于數字時(shí)鐘的設計方案。這部分的設計起來(lái)比較繁瑣，每個(gè)步驟都要做到很好的處理，設置時(shí)、分、秒的順序也不能打亂。

　�。ǘ�）數碼管顯示方案

　　數碼管顯示方案主要是對時(shí)鐘的外部顯示進(jìn)行設計，主要分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩個(gè)部分，在電子時(shí)鐘外部顯示中占主導地位的就是動(dòng)態(tài)顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是根據內部設計中的秒針的運行情況，在出現的顯示器數字的輪流點(diǎn)亮，每隔一段時(shí)間都要點(diǎn)亮一次，這部分要求顯示器的掃描必須要有足夠快的速度，只有這樣，顯示出來(lái)的字符才不會(huì )出現閃爍的效果。同時(shí)，秒鐘和顯示器的運作應該是保持一致的，否則在電子時(shí)鐘運行的時(shí)候，就很容易出現時(shí)間上的誤差，這種動(dòng)態(tài)顯示節省了I/O口，也會(huì )降低耗能。

　�。ㄈ�）電子時(shí)鐘的硬件選擇

　　1、單片機的選擇，在單片機電子時(shí)鐘的設計中，通常都會(huì )選用AT89c52單片機，配備12MHz晶振，采用上電復位來(lái)對電路進(jìn)行系統復位。

　　2、顯示電路選擇，在顯示電路的選擇上，采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)顯示。

　　3、電源選擇，采用直流電源供電，電源基本選擇在4.5V左右。

　　4、選擇器的選擇，通常采用741s04.

　　三、系統軟件設計

　　對系統軟件的設計主要包括軟件的設計思想、總體設計以及按鍵掃描子程序。

　�。ㄒ唬┸浖�設計思想

　　根據人們對電子時(shí)鐘功能的需求，需要設計出來(lái)的電子時(shí)鐘程序必須具備動(dòng)態(tài)掃描、時(shí)鐘信號產(chǎn)生以及按鍵掃描處理等功能。利用單片機來(lái)實(shí)現電子時(shí)鐘的這些功能，主要利用的方法就是分時(shí)復用，要協(xié)調好各個(gè)器件的占用時(shí)間，這樣才能實(shí)現單片機電子時(shí)鐘以上的功能，使電子時(shí)鐘對人們的需求造成滿(mǎn)足。

　�。ǘ�）總體設計

　　1、系統說(shuō)明及設計框圖

　　利用普通單片機制作的簡(jiǎn)易時(shí)鐘，其主要的工作原理就是運用6個(gè)PNP管來(lái)分別控制6個(gè)LED數碼管來(lái)完成時(shí)鐘的運行工作。這里出現的6個(gè)數碼管主要負責顯示小時(shí)、分鐘以及秒針的十位位置和個(gè)位位置，還會(huì )設定一個(gè)按鍵用于對時(shí)間的調整。

　　2、模塊設計

　　普通單片機電子時(shí)鐘的設計主要包括電源部分、復位電路、顯示部分、控制部分、位選部分等幾個(gè)模塊。對于電源部分的技術(shù)，要從外部引入直流電，電流應該選擇4.5V，這樣就可謂電子時(shí)鐘提供電源，使其能夠正常運行。

　　位選電路、復位電路二極管、電解電容部位，在其運行的時(shí)候，相應的引腳也會(huì )出現不同。在開(kāi)關(guān)按下時(shí)引腳RST為高電平1，斷開(kāi)時(shí)引腳為低電平0。

　�。ㄈ�）按鍵掃描子程序

　　普通單片機電子時(shí)鐘的運行，最好選用按鍵來(lái)切換各種不同的狀態(tài)，這樣不僅簡(jiǎn)單，容易操作，而且在電子時(shí)鐘出現狀況而需要查詢(xún)按鍵信息的時(shí)候，電子時(shí)鐘所具有的按鍵掃描功能就可以提供以往的按鍵情況，這種按鍵程序中還嵌套了按鍵掃描程序用來(lái)處理在不同情況下的電子時(shí)鐘狀態(tài)切換。

　　四、對整體系統進(jìn)行調試

　　在單片機電子時(shí)鐘設計完成之后，要對電子時(shí)鐘所應用的系統進(jìn)行簡(jiǎn)單的測試，仔細分析在測試的過(guò)程中所出現的問(wèn)題，進(jìn)行問(wèn)題的統計與分析，從而找到合理、科學(xué)的解決方法。使單片機電子時(shí)鐘更加完善。

　�。ㄒ唬┫到y調試方法

　　對于單片機電子時(shí)鐘各個(gè)系統的調試，首先要對每個(gè)單獨的程序進(jìn)行調試，將出現的問(wèn)題歸納整理，找到合理的解決方法后，針對出現問(wèn)題的程序進(jìn)行系統的調試。確保每個(gè)程序都沒(méi)有問(wèn)題之后，再進(jìn)行整體的調試工作。只有這樣，才調試的過(guò)程中才會(huì )使調試工作有理有序的進(jìn)行。

　�。ǘ�）系統時(shí)鐘誤差分析

　　時(shí)間準確，長(cháng)時(shí)間不容易出現誤差是一個(gè)時(shí)鐘被認可的標準之一。對于系統誤差，設計者應該及時(shí)進(jìn)行誤差的分析和調試工作。

　　在單片機電子時(shí)鐘系統中，能夠出現誤差的地方有很多，比如說(shuō)晶體頻率的誤差，定時(shí)器溢出誤差以及延遲誤差等等，設計者要結合不同的誤差進(jìn)行不同的分析，找出其內在的原因，從而擬定出解決的方案，使電子時(shí)鐘的精準度提高。

　�。ㄈ�）軟件調試問(wèn)題及解決

　　在軟件調試的過(guò)程中，應該將調試的重點(diǎn)分別放在各個(gè)模塊上，對這些模塊的調試可以采取在線(xiàn)調試和離線(xiàn)調試兩種方法，在調試過(guò)程中出現的問(wèn)題要及時(shí)分析及時(shí)解決。

　　結語(yǔ)：

　　隨著(zhù)我國電子技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機的應用也會(huì )越來(lái)越廣泛，對于電子時(shí)鐘系統的設計一定也會(huì )日趨完善，功能也會(huì )越來(lái)越全面，性能會(huì )更加穩定，可以預見(jiàn)，在未來(lái)的幾年里，單片機的應用也會(huì )越來(lái)越廣泛。更好的造福人們。

　　參考文獻：

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　　[3]華貴山.基于單片機微機測控系統中的數字濾波技術(shù)研究[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2006(5)

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