和扩充功能。低电压和低功耗单片机的嵌入式应用决定了低电压和低功耗的特性十分重要。由于等工艺的大量采用，很多单片机可以在更低的电压下工作或，功耗已经降低到级。这些特性使得单片机系统可以在更小电源的支持下工作更长的时间。低价格单片机应用面广，使用数量大，带来的直接好处就是成本的降低。目前世界各大公司为了提高竞争力，在提高单片机性能的同时，十分注意降低其产品的价格。下面大致介绍下单片机的主要应用领域和特点。家用电器领域用单片机控制系统取代传统的模拟和数字控制电路，使家用电器如洗衣机空调冰箱微波炉和电视机等功能更完善，更加智能化和易于使用。办公自动化领域单片机作为嵌入式系统广泛应用于现代办公设备，如计算机的键盘磁盘驱动打印机复印机电话机和传真机等。商业应用领域商业应用系统部分与家用和办公应用系统相似，但更加注重设备的稳定性可靠性和安全性。商用系统中广泛使用的电子计量仪器收款机条形码阅读器安全监测系统空气调节系统和冷冻保鲜系统等，都采用了单片机构成的专用系统。与通用计算机相比，这些系统由于比较封闭，可以更有效地防止病毒和电磁干扰等，可靠性更高。工业自动化在工业控制和机电体化控制系统中，除了采用工控计算机外，很多都是以单片机为核心的单片机和多机系统。智能仪表与集成智能传感器目前在各种电气测量仪表中普遍采用了单片机应用系统来代替传统的测量系统，使得测量系统具有存储数据处理查询及联网等智能功能。将单片机和传感器相结合，可以构成新代的智能传感器。它将传感器变换后的物理量作进步的变化和处理，使其成为数字信号，可以远距离传输并与计算机接口。现代交通与航空航天领域通常应用于电子综合显示系统动力监控系统自动驾驶系统通信系统以及运行监视系统等。这些领域对体积功耗稳定性和实时性的要求往往比商用系统还要高，因此采用单片机系统更加重要。目前，我国生产很多型号的单片机，在此，我们采用型号为的单片机。因为是个低电压，高性能位单片机，片内含的可反复擦写的只读程序存储器和的随机存取数据存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，片内置通用位中央处理器和存储单元，内置功能强大的微型计算机的提供了高性价比的解决方案。是个低功耗高性能单片机，个引脚，个外部双向输入输出端口，同时内含个外中断口，个位可编程定时计数器,个全双工串行通信口，可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和存储器结合在起，特别是可反复擦写的存储器可有效地降低开发成本。单片机的基本结构单片机内部结构单片机包含中央处理器程序存储器数据存储器定时计数器并行接口串行接口和中断系统等几大单元及数据总线地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明中央处理器中央处理器是整个单片机的核心部件，是位数据宽度的处理器，能处理位二进制数据或代码，负责控制指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。数据存储器内部有个位用户数据存储单元和个专用寄存器单元，它们是统编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的只有个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。图单片机的内部结构程序存储器共有个位掩膜，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时计数器有两个位的可编程定时计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出口共有组位口或，用于对外部数据的传输。全双工串行口内置个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。中断系统具备较完善的中断功能，有两个外中断两个定时计数器中断和个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有级的优先级别选择。时钟电路内置最高频率达的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但单片机需外置振荡电容。单片机的结构有两种类型，种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛结构，另种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为的结构，即普林斯顿结构。的系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品位的系列单片机则采用普林斯顿结构。下图是系列单片机的内部结构示意图。图系列单片机的内部结构的引脚说明系列单片机中的及均采用封装的双列直接结构，右图是它们的引脚配置，个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，组位共个口，中断口线与口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明的引脚说明系列单片机中的及均采用封装的双列直接结构，右图是它们的引脚配置，个引够暂时中止对原来中断处理程序的执行，转而去处理优先级更高的中断源请求，待处理完以后，再继续执行原来的低级中断处理程序，这样的过程称为中断嵌套。显示子程序按键控制子程序系统仿真软件介绍软件是公司的款电路设计与仿真软件，它包括等软件模块，模块主要用来完成的设计，而模块用来完成电路原理图的布图与仿真。的软件仿真基于技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片，比如系列系列等等，以及单片机外围电路，比如键盘等等。通过软件的使用我们能够轻易地获得个功能齐全实用方便的单片机实验室。电子钟系统仿真用软件，根据数字电子钟的原理图，画出仿真图，得到的图如下所示。图数字电子时钟的仿真调试与功能说明单片机应用系统的调试包括硬件和软件两部分，但是他们并不能完全分开。般的方法是排除明显的硬件故障，再进行综合调试，排除可能的软硬件故障。系统性能测试与功能说明走时默认为走时状态，按小时制分别显示时时分分秒秒，有个动态显示，时间会按实际时间以秒为最少单位变化。走时调整对秒进行调整，按下加秒对分进行调整，按下加分对时进行调整，按下加小时，从而达到快速设定时间的目的。系统时钟误差分析时间是个基本物理量，具有连续自动流逝不重复等特性。我国时间基准来自国家授时中心，人们日常使用的时钟就是以定的精度与该基准保持同步的。结合时间概念和误差理论，可以定义电子钟的走时误差,表示程序实际运行计算所得的秒表示客观时间的标准秒。时表示电子钟秒单元数值刷新滞后，即走时误差为慢反之表示秒单元数值的刷新超前，即走时误差为快。本次设计的单片机电子钟系统中，其误差主要来源包括晶体频率误差，定时器溢出误差，延迟误差。晶体频率产生震荡，容易产生走时误差定时器溢出的时间误差，本应这秒溢出，但却在下秒溢出，造成走时误差延迟时间过长或过短，都会造成与基准时间产生偏差，造成走时误差。软件调试问题及解决软件程序的调试般可以将重点放在分模块调试上，统调是最后环。软件调试可以采取离线调试和在线调试两种方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于软件仿真器即可后者般需要仿真系统的支持。本次课题，软件来调试程序，通过各个模块程序的单步或跟踪调试，使程序逐渐趋于正确，最后统调程序。仿真部分采用软件，此软件功能强大且操作较为简单，可以很容易的实现各种系统的仿真。首先打开软件，在元件库中找到要选用的所有元件，然后进行原理图的绘制绘制好后再选择已经编译好的文件，选择运行，观察显示结果，根据显示的结果和课题的要求再修改程序，再运行查，直到满足要求。结论有日子我起初认为单片机是个噩梦，因为自己在单片机这块存在着太大的缺陷，幸运的是我终于完成了这次考试论文。开始按照老师布置的流程，步步去实现那个目标，找资料，读懂程序，写写流程图，当然不懂就去找李老师，通过自己的勤奋和同学之间的取长补短，目标步步的被我找到和实现，时间尽管很短但是我在单片机这块的缺陷正在慢慢缩短和知识的不断上升，对单片机也有了很大的兴趣，并且使数字钟能够顺利运行，完成了预期的目标。从单片机模块数字钟的设计过程中也找到了些单片机开发的规律先了解所有元件的具体内容，从而画出其电路图，使数字钟从简易变成多功能的方式，虽没有做多功能数字钟，却知晓了其方法。从而让我踏入了单片机应用领域的第步。然而在调试过程中有也有许多的不足之处例如编写调试程序有点不足。希望能够在以后的不断深入学习中能够弥补自己的不足之处。同时更是朝着单片机应用领域迈进。当然通过这次的课程设计，我了解了集成环境和仿真软件的使用，用此软件练习电子时钟的设计。仿真实现了把抽象的东西具体化，把理论和实际结合起来，更利于对单片机程序的理解掌握。并且，在这次的课程设计中，我知道了，要自己熟练地掌握个软件，不能光看老师的演示过程，得自己去学习这个软件，明白每个步骤的确切含义，自己逐步的亲手去进行演示，这样才能变成自己的知识来熟练应用。最后谢谢直为我们默默付出的老师。参考文献于海生微型计算机控制技术清华大学出版社孙涵芳系列单片机原理及应用北京航空航天大学出版社黄正谨综合电子设计与实践东南大学出版社杨欣等电子设计从零开始清华大学出版社谢嘉奎电子线路高等教育出版社夏路易，石宗义电路原理图与电路设计教程北京希望电子出版社王毓银数字电路逻辑设计高等教育出版社邱关源电路高等教育出版社附录图单片机的内部结构，见图系列单片机的内部结构，见图单片机的引脚图，见图上电自动和手动复位电路图，见图内部和外部时钟方式图，见图晶振连接的内部外部方式图，见表端口引脚兼用功能表，见图显示器的符号图，见图共阳式共阴式数码管的原理图和数码管的符号图，见图数码管的硬件连接示意图，见图按键控制电路的硬件连接图，见图按键抖动信号波形，见图主程序流程图，见图按键处理流程图，见图定时器中断流程图，见图时间显示流程图，见图数字钟的原理图，见图数字钟的仿真，见致谢首先感谢我的指导老师张永亮老师。张老师严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样，他循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。其次我要感谢李建波老师，在我学习单片机课程期间，李老师给了我无微不至的关心。他认真工作的态度直感染着我，这必将激励我在今后的工作和生活中不断前进。再次我要感谢直陪同我完成单片机课程考试论文的同学，谢谢他们平时对我帮助和关心。我很高兴能生活在个互助友爱和充满活力的集体中，从他们的身上我学到了很多，同时他们给我的大学生活留下了许多美好的回忆。最后，我要特别感谢我的父母。在我求学的过程中他们付出的不仅仅是辛勤的劳动和汗水，而是世界上最崇高最伟大的爱。他们所做的切是我这生都无法