基于单片机的电子时钟设计及仿真分析

单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit), 常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。下面是小编为你带来的基于单片机的电子时钟设计及仿真分析 ,欢迎阅读。

基于单片机的电子时钟设计及仿真分析

摘要:时钟从古至今在人们的生活中都起着非常重要的作用,这种工具能让人准确的掌握一天的时间。因此无论在那个地方,都能够看到时钟的踪影。传统的时钟运行方式是通过上发条的形式来带动指针转动,或者利用继电器的形式。随着时间的不断推移,人们对于时间的观念也越来越强,对于时钟的技术要求也就越来越多。因此,电子时钟也就应运而生。文章中我们提出一种基于单片机基础的电子时钟的设计,通过对于单片机及设计原理的分析来对其电子时钟的运行结构进行探讨。

关键词:电子时钟;单片机;仿真分析

1.单片机的概念及其运用

1.1单机片的概念

从简单的意义来理解,单片机就是一个很小的电脑,中国有句谚语:“麻雀虽小,五脏俱全”,而单片机的运用就正在一定程度上诠释了这句话的含义。虽然单片机比较小,但是它的内部功能却和电脑功能有着类似的模块,电脑中所有的CPU,并行的总线路,一些存储部件如硬盘等等它也都是有的。但是相较于电脑而言它的这些功能的不同之处在于,它的这些部件性能都相对而言是比较低的,它的性能非常低低,价格也低,这种单片机基本不超过10元,但这并不能阻止它的功能,控制部分的核心部件就是它。

1.2单片机的结构

纵观以上说到的单片机,可以看到,单片机必须要具有运算器,只有进行逻辑运算和数字运算,控制器所发出的所有控制信号都是由运算器所执行的。其次就是控制器,这就相当于人们常常说的朝廷里的“决策机构”,起着协调和指挥的作用。累加器A和数据寄存器dr,指令寄存器IR和指令译码器构成的主要寄存器,这只是当中的一种,在此就不一一细说了。

1.3单片机的应用

在各种案例中可以知道,不同的单片机所带来的效果也是不同的,在科技发展的新时代,单片机渐渐应用到人们生活的各个角落。例如智能的管理工厂的柳树巷,人性化的控制电梯,各种报警系统与互联网结合起来,与计算机联网构成二级控制系统等。因此单片机的使用将给人们的互联网生活带来质的变化。在网上或者实体店兜售的单片机,基本上都具有通信接口,这样的接口是的与计算将进行数据的交换更加快捷方便,为计算机网络和通讯设备之间架起一座沟通的桥梁,提供了一个物质交流接口,无论是电话,还是程控交换机,动车的无线通信,亦或者人人手里拿的智能手机。

相对DSP来说价格低廉,单片机的应用很广,而且DSP是一种与众不同的单片机,所以首先要学单片机的一个工作原理。因为在低端市场它的应用很广泛,所以学好了单片机,也是有很大的用处。应用于各种玩具,灯具,驱动电路等,单片机具有良好的商业前景。

2.基于单片机的电子时钟设计应用案例深入分析

现如今,我国的科技不断地在发展,单片机的运用也更加的广泛。首先必须要提的是依据HT68F40单片机来制作的电子时钟。第一来谈谈的它的系统模块,这个电子时钟主要是由4个部分构成,分别是的时钟模块、控制模块、语音模块和显示模块构成(见图1)。

单片机HT68F40是主要部件,芯片ULN2803和数码管组成的是显示模块;为单片机提供精准的时间信号的是时钟芯片DSl320;语音芯片YF017为语音模块的核心,所发出的语音提示信号都来自单片机。单片机设计为了实现其功能,往往要进行模块化应用,看似简单的电子时钟,却需要类似计算机那样复杂的运行原理。在这款程序中,4个模式源程序均用c语言编写:DSl302为它的电子时钟计时,大大提高精确度,电路的简化是通过各部分用集成芯片进行模块化设计电路,提高了稳定性和计时精度,降低了单片机的功耗。

不仅仅是HT68F40单片机来制作的电子时钟,在人们众所周知的AVR单片机也有了质的变化数字钟能长时间、不间断的工作;同时还具有稳定性。然而它的小体积低功耗又成为它的另一特色,不光如此,对于人们来说,单片机更容易被携带,使用起来更为方便。与不同类型的传感器相互结合,能够实现诸如电压、频率、湿度、温度、速度、长度、压力等大多数物理量的测量。仪表数字化、智能化、微型化也可以通过采用单片机控制来实现,而且采用单片机的效果比采用电子或数字电路更加好还能能增加各种精密设备精密度,提高机器工作能力。

根据数字钟的定义,通过采用数字,电路实现对“时、分、秒”数字显示的计时装置,现在在我们的日常生活中,办公过程中,网络社交中,甚至于大多数的公共场所都得到了普及。不得不说,单片机已经成为我们日常生活中的必需品。数字集成电路的发展和石英晶体振荡器开始得到了广泛应用,老式钟表得到淘汰,人们开始钟情于数字钟的精度。这样的变化给人们的日常生活带来了便利,数字化大大超越原有的报时功能。

对于传统MCS5l系列单片机的来说,所有数据处理都依赖于一个累加器,这样的设置会造成累加器与程序存储器、数据存储器之间的数据转换出现重各种各样棘手的问题,因此就成了单片机的瓶颈。AVR单片机单单寄存器就是有由32个通用工作寄存器组成,人们所需要的累加器,任何一个寄存器都能充当,从而可以有效的避免累加器的不良反应,提高了该单机片的运行系统性能。具有良好的集成性能是AVR单片机的特色之一,其中的Mega系列还具备JTAG仿真和下载功能他们还都具备在线编程接口,而LED等元件这样的设置能够从而省去驱动电路,从一步从而节约系统所要消耗掉的成本。

3.基于51单片机的电子时钟设计仿真分析与研究

3.1单片机的'应用仿真分析

以此种单片机为例,这种单片机的电子时钟设计的整体的电路基本分为电路内部模块,电路显示模块和电子时钟的按键这一模块。电子时钟主要是通过按键的调制来设计时间,由数码管来显示时间。通过单片机的程序实际,来确定不同地方显示的数字以及内容。而按键的功能在于通过对于不同的按键进行调节,来对时间进行设置,时钟不超过12分钟和秒钟不差过60,通过按键的程序不同,例如长按调节键可以进入不同模式设置,通过俺的次数不同,可以改变时间等等。当然,在按键方面还有开关的设计。这些原理都是基于单片机的基础之上的。 模拟电路、数字电路和c语言知识为单片机的3大基础理论知识。这3大基础理论知识在对电路设计中着起到了极为重要的作用。人们应当牢记这些理论知识,为以后的单片机的应用打下坚实基础。对于单机片的学习是事离不开c语言和VB等编程的。只有掌握了这些技术,则能够更好的将单机片运用于到电子时钟的仿真设计中去。

3.2坚定单片机技术对于电子时钟的研究信心

单片机技术已经发展的越来越迅速,但是真正的学习单片机的过程,是艰难的。开发研究者在硬件上要有一套完整的学习开发工具,而理论与实践结合的重心则要放在软件上。软件上要注重理论和实践相结合。单片机不管是对电子时钟的开发还是运用于其他的实体,都需要很强的实践性,不断的实际去演练,不断的摸索。

3.3要注重单片机的理论与操作实践相结合

单片机最重要的就是编程,在书本上看编程总是那么的简单,但是真正的将单片机运用到电子时钟的设计中,操作起来是不容易的。要单独完成一个可具有操作性的编程是一个反复测试的结果。一个程序的形成不仅需要专业知识,个人的想法更想的重要,必须在编程中融入个^的创意与思路。创意和思路这往往决定了单机片所发明的物品是否能成功的关键。无论是HT68F40单片机还是AVR单片机都有了在制作电子时钟都带来了质的改变,而单片机能否给无线互联网技术带来质的改变,当然也在于此。

现代的科技在不断发展,而单片机体积比较小、重量相对于其他部件来说很轻、抗干扰能力强,并且它对环境要求不是特别高,拥有如此多的优点,所以它必然受到人们的追捧,如此看来它在很多的现代技术发展方面大有开发前途,不仅仅只是运用在对于电子时钟的设计之上。

4.结语

本文通过实际案例,对于单片机在电子时钟设计中的发展做出了一个简单的研究,并对此种设计方法的运行结构和模式进行分析和探讨,通过对于电子时钟的仿真分析得出了有关于单片机发展的方式的结论。本文还提出了对于单片机在电子时钟中的仿真设计需要注重理论与实践相结厶,争取将此技术不断地发展,让其不论是在对于电子时钟的设计方面还是对于其他的科技方面都可以不断地创新。本文中所提到的电子时钟的结构相对而言比较简单,但是说出了大概的理论基础与设计思想,体现出了单片机的优越性与可发展性。在未来,单机片在先进的新技术领域中的发展必然势不可挡。