万年历设计项目设计方案
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具有温度指示的数字万年历设计方案1 绪论随着电子技术的迅速发展,特别是随大规模集成电路出现,给人类生活带来了根本性的改变。
由其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。
其中电子万年历就是一个典型的例子。
而且在万年历的基础上还可以扩展其它的实用功能,比如温度计。
万年历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,但是所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究万年历及扩大其应用,有着非常现实的意义。
市场上有许多电子钟的专用芯片如:LM8363 、LM8365 等,但它们功能单一,电路连接复杂,不便于调试制作。
但是考虑到用单片机配合时钟芯片,可制成功能任意的电子钟,而且可以做到硬件简单、成本低廉。
所以本系统采用了以广泛使用的单片机AT89S52 技术为核心,配合时钟芯片DS1302 。
软硬件结合,使硬件部分大为简化,提高了系统稳定性,并采用LCD 显示电路、键盘电路,使人机交互简便易行,此外结合音乐闹铃电路、看门狗和供电电路。
本方案设计出的数字钟可以显示时间、设置闹铃功能之外。
本文首先描述系统硬件工作原理,并附以系统结构框图加以说明,着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程, 其次,详细阐述了程序的各个模块和实现过程。
本设计以数字集成电路技术为基础,单片机技术为核心。
本文编写的主导思想是软硬件相结合,以硬件为基础,来进行各功能模块的编写。
本设计中我重点研究实现了单片机+ 时钟芯片这种模式的万年历,从原理上对单片机和时钟芯片有了深一步的认识,这些基本功能完成后,在软件基础上实现时间显示。
信电学院电子信息工程专业CDIO一级项目项目设计说明书(2013/2014学年第一学期)项目名称:简单万年历的设计专业班级:电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:设计周数:一周设计成绩:2013 年12 月29 日目录1项目设计目的及任务--------------------------------------------------------------22 设计方案--------------------------------------------------------------23 电路仿真与分析--------------------------------------------------------------94项目设计心得-------------------------------------------------------------175参考文献-------------------------------------------------------------171.项目设计目的及任务用51单片机或52单片机为主体,设计并制作一台数字万年历。
基本要求有时钟显示(时/分/秒);日期、星期显示,可设定月份;上电即可显示当前系统的时间该系统的设计电路是以 AT89C51单片机为核心控制器,其外围电路主要包括时钟模块,液晶模块,和与电脑主机通信模块等。
通过 PC 机在 Internet 上同步时间,整个系统使用C语言进行编程,实现其设计的各种功能。
输出方式灵活、功耗低、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。
实用电子时钟是一个时间控制系统,既能作为一般的时间显示器,同时可以根据需要扩展其功能。
系统上电自检后,实时实现小时、分钟、秒以及日历的显示等指示信息的显示,通过按键可实现校对时间等功能。
2 设计方案2.1总方案设计:设计简单万年历一般有三个可行方案,方案一:纯硬件电路系统,各功能采用分离的硬件电路模块实现。
单片机技术万年历项目设计方案1 绪论1.1 背景及意义在当代繁忙的工作生活中,时间与我们每一个人都有非常密切的关系,每个人都受时间的影响。
随着社会科技的发展,人类得知时间,能够了解其他与人类密切相关的信息,比如温度,星期等。
电子万年历诞生了,它集时间、日期、星期和温度功能于一身,具有读取方便、电路简洁等诸多优点。
随着大规模集成电路的出现,给人类生活带来了许多改变。
尤其是单片机技术,嵌入式产品的普及,各类应用产品已经走进千家万户。
电子万年历的出现给人们的生活带来了诸多的方便,现在内嵌于各种电子产品中,具有广阔的市场前景。
目前的万年历功能扩展了诸如定时自动报警、闹钟、定时广播、自动启闭路灯、定时开关烤箱、开断各种家庭电气等。
但是所有的功能,都是以钟表数字化为基础的。
因此,万年历的扩展功能及其应用十分丰富。
中国电子产业发展出现的问题中,许多情况不容乐观,如产业结构不合理,产业集中于劳动密集型产品。
技术密集型产品明显落后于发达国家。
生产要素决定性作用正在削弱,产业能源消耗大、产出率低、坏境污染等。
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。
它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能。
对于电子万年历采用直观的LCD液晶显示,可同时显示年、月、日、时、分、秒和温度等信息,还具有时间校准等功能。
此万年历具有读取方便,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,具有广阔的市场前景。
1.2 设计主要工作万年历系统基本方案选择与论证,硬件电路的设计与实物制作,各模块软件编写与调试等是设计的几个主要工作。
分别要对核心控制芯片、显示器、温湿度传感器、时钟芯片、控制键盘等进行选择论证,得出最终总体设计方案。
硬件电路以AT89S52单片机最小系统做基础,外加多个相应扩展电路模块,构成万年历系统。
外围模块分别是ISP下载模块、LCD12864液晶显示器模块、DS1302时钟模块、DHT11温湿度传感模块、红外遥控模块(接收电路模块,传输电路模块,中央控制器(8031),信号调理电路模块,数据存储和应用程序)等。
自动万年历课程设计一、引言万年历是一种常见的时间表示工具,能够提供年、月、日、星期等日期信息。
随着科技的发展,人们对于万年历的需求也越来越多样化。
本次课程设计旨在实现一个自动万年历的功能,通过编程实现自动计算日期、星期和节假日等功能。
二、设计目标设计一个自动万年历的程序,实现以下功能:1.输入年份和月份,自动计算该月的日期信息;2.根据输入的日期,自动计算该日是星期几;3.判断输入的日期是否是法定假日,如春节、清明节等;4.根据输入的年份,自动计算该年的各个节假日日期。
三、设计思路3.1 输入年份和月份,自动计算日期1.根据输入的年份和月份,判断该年是否为闰年;2.根据月份判断该月的天数;3.输出该月的日期信息。
3.2 根据日期,自动计算星期1.判断输入的年份是否为闰年;2.计算该日的累计天数;3.判断累计天数对7取模的结果,得到星期。
3.3 判断输入日期是否为法定假日1.根据输入日期判断是否是法定假日,需根据法定假日的具体规定进行判断;2.输出判断结果。
3.4 根据年份,自动计算节假日日期1.根据公历计算的时间规律,计算出春节的日期;2.根据农历计算的时间规律,计算出农历节日的日期;3.输出计算结果。
四、详细设计4.1 输入年份和月份,自动计算日期1.首先通过输入函数获取用户输入的年份和月份;2.使用条件语句判断输入的年份是否为闰年,根据结果确定二月的天数;3.根据月份和上一步得到的天数,使用循环结构输出该月的日期信息。
4.2 根据日期,自动计算星期1.输入年份、月份和日期;2.使用条件语句判断输入的年份是否为闰年,根据结果确定二月的天数;3.根据输入的年、月、日,计算出累计天数;4.使用计算得到的累计天数对7取模,得到星期。
4.3 判断输入日期是否为法定假日1.定义法定假日的日期范围和名称;2.输入日期;3.对输入日期进行判断,判断是否在法定假日日期范围内;4.输出判断结果。
4.4 根据年份,自动计算节假日日期1.输入年份;2.根据公历的时间规律,计算出春节的日期;3.根据农历的时间规律,计算出农历节日的日期;4.输出计算结果。
数码万年历项目计划书项目名称:数码万年历项目计划书项目背景:随着科技的发展,数码产品在人们生活中扮演着越来越重要的角色。
数码万年历作为一种集日历、时间、天气等多功能于一体的数码产品,具有较高的市场需求。
项目目标:本项目旨在开发一款功能强大、操作简便、外观精美的数码万年历,满足人们对于日历、时间、天气等信息的需求,提供便捷的生活帮助。
项目内容:1. 功能设计:- 日期显示:通过LCD屏幕显示当前日期、星期和农历等信息。
- 时间显示:精确显示当前时间,并支持24小时制和12小时制。
- 天气查询:接入天气API,显示当前城市的实时天气信息和未来几天的天气预报。
- 闹钟设置:用户可以设置闹钟,设定时间后会有声音和震动提醒。
- 备忘录功能:用户可以添加日程、提醒事项等个人备忘录。
- 温湿度监测:通过传感器实时监测环境的温度和湿度,并显示在屏幕上。
- 电源管理:支持电池和外部电源的供电方式,并显示电量及充电状态。
2. 软硬件设计:- 硬件设计:选择适合的芯片、LCD屏幕、温湿度传感器和闹钟模块等硬件元件,设计电路原理图和PCB板。
- 软件设计:编写控制芯片的嵌入式程序,实现各项功能,并通过界面与用户进行交互。
3. 生产与测试:- 采购与制造:根据硬件设计规格单,采购所需元件,并委托制造商进行生产组装。
- 软件测试:对嵌入式软件进行功能测试和稳定性测试,确保软件运行的稳定可靠。
4. 市场推广:- 宣传推广:通过线上线下渠道进行产品宣传,包括社交媒体、电子商务平台和线下实体店等。
- 销售渠道:与电子产品经销商合作,将产品引入线下门店进行销售,同时在电子商务平台进行在线销售。
项目进度计划:- 第1个月:需求分析与功能设计;- 第2个月:软硬件设计与测试;- 第3个月:生产与测试;- 第4个月:宣传推广与销售渠道准备;- 第5个月:产品上市和销售。
项目预算估计:- 研发费用:XXXX元(包括硬件元件采购、生产组装和软件开发与测试的费用);- 宣传费用:XXXX元(包括线上线下宣传的费用);- 销售费用:XXXX元(包括销售渠道的分成、促销活动等费用);- 其他费用:XXXX元(包括办公场地租金、人员工资等费用)。
万年历设计1、设计目的:1、学会对单片机外围电路的使用。
2、熟悉使用proteus电路仿真软件。
3、熟悉使用KILE C语言编程软件。
4、了解数字万年历的工作原理及其组成。
2、设计任务:1、显示年月日时分秒及星期信息2、具有可调整日期和时间功能3、增加闰年计算功能3、方案比较:用单片机设计电子时钟通常有两种方法:一是通过单片机内部的定时器或者计数器。
这种方法硬件线路简单,采用软件编程实现时钟计数,一般称为软时钟。
系统的功能一般与软件设计有关,通常用在对时间精度要求不高的场合;二是采用时钟芯片,它的功能强大,功能部件集成在芯片内部,自动产生时钟等相关功能。
硬件成本相对较高,软件编程简单。
通常使用在对时钟精度要求较高的场合。
本次设计采用第一种方法4、设计方案4.1 设计原理:本方案有的时间脉冲由单片机内部的定时器/计数器产生,所以硬件电路相对简单,由单片机产生时钟信号,通过程序分别产生年月日时分秒,同时可以区分闰年闰月,加送数码管显示,同时加上按键电路,可以对年月日时分秒进行调整,还有清零。
4.2硬件设计:图1如图1该电路由51单片机为核心,使用数码管显示,按键电路进行调整,考虑到单片机P0口的驱动能力不足的情况,使用上拉电阻提升驱动能力。
4.3软件设计:仿真开始,先初始化系统时间加送数码管显示,然后判断按键是否按下,如果按下,就表明要对时间进行调整,接下来则显示调整完的时间,如果没有按下,则显示初始时间。
5、设计结果图2如图2所示,数码管阵列第一列显示年月日,第二列显示时分秒,按键电路从上到下分别为复位,秒分时日月年的调整按键。
每当秒到60则分进位,同理,分满时进位,时满日进位,日满月进位,月满年进位,还可以区分闰年闰月。
6、总结和个人体验通过该课程设计很好的掌握了KILE,proteus两个和专业相关的软件,极大的拓宽了自己的知识宽度,期间产生的问题都与老师一起讨论得到了很好的解决,这对自己的问题阐述能力以及解决问题的能力都有很大的提升。
基于51单片机的万年历设计一、系统设计方案本万年历系统主要由 51 单片机、时钟芯片、液晶显示屏、按键等部分组成。
51 单片机作为核心控制器,负责整个系统的运行和数据处理。
时钟芯片用于提供精确的时间信息,液晶显示屏用于显示万年历的相关内容,按键则用于设置时间和功能切换。
二、硬件设计1、单片机选型选用常见的 51 单片机,如 STC89C52 单片机,它具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。
2、时钟芯片选择 DS1302 时钟芯片,该芯片能够提供高精度的实时时钟,具有闰年补偿功能,并且可以通过串行接口与单片机进行通信。
3、液晶显示屏采用 1602 液晶显示屏,能够清晰地显示字符和数字,满足万年历的显示需求。
4、按键电路设计四个按键,分别用于时间设置、功能切换、加和减操作。
三、软件设计1、主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机端口初始化、时钟芯片初始化、液晶显示屏初始化等。
然后读取时钟芯片中的时间数据,并在液晶显示屏上显示出来。
接着进入循环,不断检测按键状态,根据按键操作执行相应的功能,如时间设置、功能切换等。
2、时钟芯片驱动程序通过单片机的串行接口向 DS1302 发送命令和数据,实现对时钟芯片的读写操作,获取准确的时间信息。
3、液晶显示屏驱动程序编写相应的函数,实现对1602 液晶显示屏的字符和数字显示控制。
4、按键处理程序采用扫描方式检测按键状态,当检测到按键按下时,执行相应的按键处理函数,实现时间设置和功能切换等操作。
四、时间设置功能通过按键操作进入时间设置模式,可以分别设置年、月、日、时、分、秒等信息。
在设置过程中,液晶显示屏会显示当前设置的项目和数值,并通过加、减按键进行调整。
设置完成后,将新的时间数据保存到时钟芯片中。
五、显示功能万年历的显示内容包括年、月、日、星期、时、分、秒等信息。
通过合理的排版和显示控制,使这些信息在液晶显示屏上清晰、直观地呈现给用户。
六、系统调试在完成硬件和软件设计后,需要对系统进行调试。
万年历设计报告1. 引言万年历是一种用于查询日期和显示重要节假日的工具,可以帮助用户快速了解任意日期所处的星期、月份、季节等信息。
在本设计报告中,我们将介绍一个基于Python语言的万年历设计方案。
该万年历设计方案使用了面向对象编程的思想,具有良好的可拓展性和易于维护的特点。
2. 功能需求本次万年历设计的功能需求如下:•显示指定年份的公历日历•查询指定日期的公历信息,如星期、星座、节假日等•支持农历查询,显示指定日期的农历信息•支持阳历和农历之间的转换•提供用户友好的命令行界面3. 设计思路基于以上功能需求,我们设计了以下几个核心类来实现万年历的功能:3.1 DateConverterDateConverter是一个日期转换的工具类,用于实现公历日期和农历日期之间的转换。
它包含了以下主要方法:•convert_to_lunar(year, month, day):将公历日期转换为农历日期•convert_to_solar(year, month, day):将农历日期转换为公历日期3.2 CalendarCalendar类负责输出指定年份的公历日历。
它包含以下主要方法:•display(year):输出指定年份的公历日历3.3 HolidayHoliday类负责确定指定日期是否为节假日。
它包含以下主要方法:•is_holiday(year, month, day):判断指定日期是否为节假日3.4 LunarCalendarLunarCalendar类负责显示指定日期的农历信息。
它包含以下主要方法:•display(year, month, day):输出指定日期的农历信息4. 实现结果4.1 用户界面我们使用命令行界面来与用户进行交互。
用户可以输入指令来查询对应的日期信息,例如:请输入指令(输入 help 查看帮助):cal 20222022 年日历如下:一月二月三月日一二三四五六日一二三四五六日一二三四五六...十月十一月十二月日一二三四五六日一二三四五六日一二三四五六4.2 功能展示以下是使用我们设计的万年历程序的一些功能示例:•查询公历日期请输入指令(输入 help 查看帮助):info 2022-01-01查询结果如下:日期:2022-01-01星期:六星座:摩羯座节假日:元旦节•查询农历日期请输入指令(输入 help 查看帮助):lunar 2022-01-01查询结果如下:日期:2022-01-01农历日期:腊月廿七农历年份:牛年•查询节假日请输入指令(输入 help 查看帮助):holiday 2022-05-01查询结果如下:日期:2022-05-01节假日:劳动节5. 总结本次万年历设计方案基于Python语言,使用了面向对象编程的思想,实现了查询公历和农历日期、显示公历日历以及查询节假日等功能。
万年历是一种可以显示年、月、日、星期的电子设备,广泛应用于日常生活和办公场所。
本文将介绍一个基于STM32单片机的万年历的设计思路和实现过程。
首先,我们需要明确设计目标。
在这个项目中,我们的目标是使用STM32单片机开发一个功能齐全、易于操作的万年历。
具体地说,这个万年历应该能够显示当前的年、月、日和星期,并且能够进行日期的加减操作,同时应该具备一些辅助功能如闹钟设置、倒计时等。
接下来,我们需要进行硬件设计。
首先需要选择适当的显示屏,比如常见的LCD或OLED屏幕。
然后,我们需要选择合适的按键和外部触发器,用于用户的交互输入。
同时,还需要添加一些必要的接口,如USB接口用于数据传输和维护。
在软件设计方面,我们需要定义合适的数据结构来存储日期、时间、闹钟等信息。
同时,需要编写相应的程序来实现日期的显示和更新、日期的加减、闹钟的设置等功能。
在实现倒计时功能时,我们可以使用定时器中断来实现精确的计时。
此外,为了提高用户体验,我们可以添加一些额外的功能。
比如,我们可以为万年历设计一个简洁美观的用户界面,考虑使用图形库绘制用户界面元素。
同时,可以添加一些实用的功能如温湿度监测、天气预报等。
最后,在整个开发流程结束后,我们需要进行集成测试和调试,确保万年历的各项功能正常运行。
并且,我们还可以考虑为万年历添加一些优化和改进措施,如增加存储容量、优化节能技术等。
综上所述,基于STM32单片机的万年历设计主要涉及硬件设计和软件设计两个方面。
通过精心的设计和合理的实现,我们可以开发出一款功能丰富、易于使用的万年历产品,满足用户的各种需求。
万年历设计项目设计方案第一章绪论1.1课题研究的意义万年历是我国古代传说中最古老的一部太阳历。
为纪念历法编撰者万年功绩,便将这部历法命名为“万年历”。
而现在所使用的万年历,实际上就是记录一定时间范围内(比如100年或更多)的具体阳历或阴历的日期的年历,方便有需要的人查询使用,与原始历法并无直接联系。
而随着微电子技术的高速发展,人类用于计时的工具也在不断发展更新,单片机技术的出现使得万年历有了新的发展方向。
单片机以其体积小、功能全、性价比高等诸多优点,在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头,单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。
目前世界上单片机年产量已达十多亿片,通常是当年微处理器产量的4-5倍以上。
用最少的芯片就能实现最强大的功能,这是将来电子产品的主流方向,它将无可置疑地一步步取代其它同类产品,其数量之大和应用面之广,是其它任何类型的计算机所无法比拟的。
以基于单片机的万年历作为设计的课题,因为它有很好的开放性和可发挥性,对作者的要求比较高,不仅考察了对单片机的掌握能力而且强调了对单片机扩展的应用。
另外液晶显示的万年历已经越来越流行,特别适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等地方使用,它具有显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视等功能,并且还可以扩展出其它多种功能。
所以,电子万年历作为设计课题很有价值。
1.2本课题主要的研究工作本论文主要研究基于单片机的万年历设计。
当程序执行后,LCD显示即时时间、年月日、星期、温度。
设置3个操作键:K1:设置键;K2:上调键;K3:下调键。
本设计的主要内容:1、了解单片机技术的发展现状,熟悉万年历各模块的工作原理;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。
1.2.1研究内容设计目标:使基于STC89C52单片机的万年历实现以下四个功能:1、具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能;2、具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能;3、具有与即时时间同步的功能;4、具有显示温度的功能;1.2.2论文章节安排:第一章:绪论是介绍了基于STC89C52单片机的万年历研究意义,重点阐述了本课题的研究内容和研究工作。
第二章:单片机的概述主要阐述了单片机系统的定义以及单片机系统的发展现状和发展趋势。
因为只有对单片机有了更深入的了解,才能设计出更好的单片机控制系统。
本章的结尾是对单片机C语言编程的介绍。
第三章:主要介绍了设计要求和课题器件选择的论证方案。
第四章:硬件基础中主要描述了万年历的各个模块的硬件设计方案,并结合各个元器件和相应的硬件原理图进行分析,最后展示为了实现研究目标所需要的全部硬件基础。
第五章:软件基础主要罗列了实现万年历各个功能的C语言程序的流程图,并分别对其进行了解释和分析,最后把各个C语言子程序在巧妙结合在一起,共同控制整个系统,也就形成了实现研究目标所需要的所有软件基础。
第六章:主要对Keil软件Proteus软件进行简单介绍,并给出了关于Proteus软件仿真调试万年历的过程。
最后简要的介绍了硬件调试中的问题和解决办法。
第七章:主要是对本次实验研究的总结,提出本次实验的不足之处以及相应的改进方法,以便后人继续深入研究。
1.3本章小结本章是论文的绪论部分,着重介绍了万年历的研究意义。
然后介绍了本文所要解决的实际问题及意义,以及要电子万年历系统要实现的功能和方法。
最后简单地描述了本论文的整体框架和论文章节的安排。
第二章单片机的概述目前单片机渗透到了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,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及远程控制玩具、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中的机器人、智能仪表、医疗器械了。
单片机具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点,因而在许多行业都得到了广泛应用,并且在诸多领域中都发挥了无可比拟的巨大作用。
2.1单片机的定义和特点2.1.1单片机的定义单片机即单片微型计算机,是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出接口都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比,它更强调自供应(不用外接硬件)和节约成本。
单片机也被称为微控制器(Microcontroller),是因为它最早被用于工业控制领域。
单片机的芯片内仅由CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
2.1.2单片机的特点单片机以其卓越的性能,得到了广泛的应用,已深入到各个领域。
单片机应用在检测、控制领域中,具有如下特点:1、体积小、控制功能强、成本低。
因而可以方便地组装各种智能式控制设备和仪器,做到机、电、仪一体化。
2、易扩展。
很容易构成各种规模的应用系统,为应用系统的设计和生产带来极大方便。
3、可靠性好、使用温度范围宽。
在各种恶劣的环境下都能可靠的工作,这是其他机种无法比拟的。
4、种类多,型号全。
很多单片机厂家逐年扩大适应各种需要,有针对性地推出一系列型号产品,使系统开发工程师有很大的选择余地。
大部分产品有较好的兼容性,保证了已开发产品能顺利移植,较容易地使产品进行升级换代。
5、低功耗。
现在新型单片机的功耗越来越小,供电电压从5V降低到了3.2V,甚至1V,工作电流从mA降到µA级,工作频率从十几兆可编程到几十千赫兹。
特别是很多单片机都设置了多种工作方式,这些工作方式包括等待、暂停、睡眠、空闲、节电等。
6、可以采用C语言开发环境,具有友好的人机互交环境。
大多数单片机都提供基于C 语言开发平台,并提供大量的函数供使用,这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高。
2.2单片机的发展现状和发展趋势2.2.1单片机的发展现状单片机技术在不断的发展,它反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。
在这几方面,较为典型地说明了数字单片机的技术水平。
在目前,用户对单片机的需要越来越多,但是,要求也越来越高。
下面分别就这三个方面说明单片机的技术进步状况。
1、内部结构的进步单片机在内部已集成了越来越多的部件,这些部件包括一般常用的电路,例如:定时器,比较器,A/D转换器,D/A转换器,串行通信接口,Watchdog电路,LCD控制器等。
有的单片机为了构成控制网络或形成局部网,内部含有局部网络控制模块CAN。
例如,Infineon公司的C 505C,C515C,C167CR,C167CS-32FM,81C90。
因此,这类单片机十分容易构成网络。
特别是在控制,系统较为复杂时,构成一个控制网络十分有用。
为了能在变频控制中方便使用单片机,形成最具经济效益的嵌入式控制系统。
有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽调制控制电路,这些单片机有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列;Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。
在这些单片机中,脉宽调制电路有6个通道输出,可产生三相脉宽调制交流电压,并内部含死区控制等功能。
特别引人注目的是:现在有的单片机已采用所谓的三核(TrCore)结构。
这是一种建立在系统级芯片(System on a chip)概念上的结构。
这种单片机由三个核组成:一个是微控制器和DSP核,一个是数据和程序存储器核,最后一个是外围专用集成电路(ASIC)。
这种单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。
这是目前单片机最大的进步之一。
这些单片机都是高档单片机,MCU都是32位的,而DSP采用16或32位结构,工作频率一般在60MHz以上。
2、功耗、封装及电源电压的进步现在新的单片机的功耗越来越小,特别是很多单片机都设置了多种工作方式,这些工作方式包括等待,暂停,睡眠,空闲,节电等工作方式。
而单片机的封装水平也大大提高,随着贴片工艺的出现,单片机也大量采用了各种合符贴片工艺的封装方式出现,以大量减少体积。
在这种形势中,Microchip公司推出的8引脚的单片机特别引人注目。
这是PIC12CXXX系列。
它含有0.5~2K程序存储器,25~128字节数据存储器,6个I/O端口以及一个定时器,有的还含4道A/D ,完全可以满足一些低档系统的应用。
扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是今天单片机发展的目标之一。
目前,一般单片机都可以在3.3~5.5V的条件下工作。
而一些厂家,则可以生产出在2.2~6V的条件下工作的单片机。
3、工艺上的进步现在的单片机基本上采用CMOS技术,但已经大多数采用了0.6um以上的光刻工艺,有个别的公司,如Motorola公司则已采用0.35um甚至是0.25um技术。
这些技术的进步大大地提高了单片机的内部密度和可靠性。
2.2.2单片机的发展趋势单片机在目前的发展形势下,表现出几大趋势:1、可靠性及应用越来越水平高,和互联网连接已是一种明显的走向;2、所集成的部件越来越多,NS(美国国家半导体)公司的单片机已把语音、图像部件也集成到单片机中,也就是说,单片机的意义只是在于单片集成电路,而不在于其功能了。
如果从功能上讲它可以讲是万用机。
原因是其内部已集成上各种应用电路;3、功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。
随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步,最终人们可能发现:单片机与微机系统之间的距离越来越小,甚至难以辨认。
2.3编程语言的选择在1972年,美国贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言,他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字,这就是C语言。
在众多的程序设计语言中,C语言简洁紧凑,语言表达能力强,其结构化的流程控制有助于编制结构良好的程序。
C语言程序经编译后生成的目标程序代码效率高,几乎可以与汇编语言媲美。
C语言既具备高级语言使用方便、接近自然语言和数学语言的特性,同时也具备对计算机硬件系统的良好操纵和控制能力。
C语言可移植性好,一个C语言源程序可以不做改动,或者稍加改动,就可以从一种型号的计算机移转到另外一种型号的计算机上编译运行。
因此,C语言被广泛应用于各类系统软件和应用软件的开发。
所以本系统以C语言进行软件设计,增加了程序的可读性和可移植性,便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结构,使程序设计的逻辑关系更加简洁了。