题目：基于MCS-51单片机的电子时钟的设计
说 明
一、开题报告前的准备
毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）（或设计）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：
1．研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。
2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。
3．课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。
4．研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）或完不成设计任务。
5．实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。
二、开题报告
1．开题报告可在导师所在教研室或系内举行，须适当请有关专家参加，导师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。
2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在系（要原件）各一份。
三、注意事项
1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。
2．无开题报告者不准申请答辩。
3．本表（原件）用钢笔填写，字迹务必清楚。
| 一、选题依据 （拟开展研究项目的研究目的、意义） |
| MCS-51集成了几乎完善的8位处理单元，处理功能强，处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，硬件的加、减、乘、除法器和布尔处理器及各种逻辑运算和转移指令，这给应用提供了极大的便利。 MCS-51指令系统近乎完善，指令系统中包含了全面的数据传送指令、完善的算术和逻辑运算指令、方便的逻辑操作和控制指令、对于编程来说，是相当灵活和方便的。 MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短、可靠性更高，运行速度更快。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力加强，工作亦相当稳定。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。MCS-51的开发环境要求较低，软件资源十分丰富。 MCS-51具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，且功能比起电子或数字电路更加强大。基于单片机的电子时钟设计，可以使时钟定时更加准确，由于单片机的集成化可以使电子时钟设计更加方便，外表更加美观。 基于单片机的电子时钟设计也具有重要的理论和实践意义，能够使自己在完成过程中学到许多知识和实践能力。 |
| 二、文献综述内容（在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献） |
| 一、课题国内外现状 当今社会，应用单片机的产品已经渗透到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足迹。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，这些都离不开单片机。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。学习单片机是社会发展的必然需求，也是大学期间的必修课。 在国内单片机学习呈上升趋势，但是很多人学习时没有头绪，不知道从何下手。面对种类繁多的各类开发板，仿真器，让初学者无所事从，不但多花钱还多走不少弯路，学生学习单片机没有大的资金投入，能够做到少花钱多办事才是最好的。 Intel8051系列是我们在大学课堂中学习的。因此本课题围绕8051系列单片机设计，从电路图绘制，PCB板设计，硬件焊接，程序设计，在线仿真到各项功能实现，目的在于让学生将课堂上学来的理论知识与实践相结合，提高对单片机的认识，学习专业软件的操作，熟悉制作过程，掌握一门技能，加强专业知识的掌握。也增加学生的实践经历，为学生就业提供一个可选方向，拓展就业渠道。 二、研究主要成果 在目前的国内外市场中，主要单片机学习教学电路中，仿真器与开发板是分开的，且仿真器造价高，使用中仿真头易损坏。开发板种类多，不系统，应用中两者接合投资太高，学校投入太大。因仿真器与学习板是分开的，学生学习东西也少，板子做完后，学生只能留有学习板，想在课余再学习，终究因没有仿真器而受限止，实用性小，不能达到预期目的。 熊印国2008/24写的《浅谈智能时钟控制系统设计》。此文献以ATc51 核心，辅以必要的外围电路，设通过LED 能够比较准确显示时、分。两个简单的按键实现对时间的调整。整个电子钟系统能完成时间的显示，调时，定时闹钟，复位等功能。 陈立刚在《科技创新导报》2008/13期上发表的题为《一种车用智能电子钟的设计与实现》的论文。采用一种具有低功耗的多功能时钟/ 日历芯片PCF8563 为核心,设计出一个带有校时和闹钟功能的车用智能电子钟,通过键盘实时调整系统当前时间和设定系统报警时间。 周向红, 范伟在《企业技术开发》期刊2006年2期上发表的题名为《DS12887实时时钟芯片及应用研究》的文章。 宋建永在《电脑与电信》2008/09期上发表的题为《基于MCS-51与8279的智能时控开关设计》的论文。该文提出了一种智能时控开关的设计方法, 该智能时控开关利用单片机中的定时器、IO 接口、中断系统等资源, 能根据时刻信息对多路开关进行控制。经调试运行, 成功实现此系统通过按键对时钟进行校准, 并对定时时间进行设置等功能。此外, 还可以稍做扩展, 实现对每路按多个时间顺序设置开关控制和语音提示功能等。 三、发展趋势 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 微型单片化现在常规的单片机普遍都是将处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。应运而生的各类单片机的仿真器，学习电路在不断的发展完善，向着多功能，小体积，多用途，实用性方向发展。 四、存在问题 教学电路中用的主要芯片都是一些老产品，与当今流行的芯片想比，功能太单一，体积大，电路及应用程序复杂，投入相对较大，现实中使用较少。现在学习的虽时最基础的东西，但是与实际有很大差距，技术落后，跟不上科技的发展需求。 五、主要参考文献 [1] 牛昱光.单片机原理与接口技术.北京:电子工业出版社，2008，268~278 [2] 蒋力培.单片机微机系统实用教程.北京:机械工业出版社,2007,192~206 [3] 孙逸洁,巩恩福,万琰.单片机实验演练箱的设计.漯河职业技术学院学报,2007,Vol6 No.2:12~13 [4] 赵克刚,易帝文,张治强,万为.单片机仿真实验平台设计实践.科技咨询导报.2007,No.23:226~227 [5] 徐玮.经济型51仿真器.电子制作2004年第8期:30~32 [6] 贾巍.单片机仿真开发软件的应用.中国水运,2007,N0.11:134~135 [7] 荣霞, 谭宝成,倪原,张荷芳.MCS 51 /96 单片机教学实验装置的研制.西安工业 院.2006,9 [8] 熊印国. 浅谈智能时钟控制系统设计[J]. 今日科苑，2008/24. [9] 宋建永. 基于MCS-51与8279的智能时控开关设计[J] . 电脑与电信，2008/09 [10] 陈立刚. 一种车用智能电子钟的设计与实现[J]. 科技创新导报 ，2008/13. [11] 唐德礼,王襄. 单片机学习机及编程器的设计与制作.现代电子技术.2005.12 [12] Kaminsky, W.J.Davidson, E.S.Special Feature: Developing a Multiple-In-structon-Stream Single-Chip Processor.Computer.1979, 12(12) [13] Richard Carley, James A. Bain, Gary K. Fedder. Single-chip computer-s with microelectromechanical systems-based magnetic memory.Physics.2000 [14] Springer London. Supporting routine decision-making with a next-generation alarm clock[J]. Personal and Ubiquitous Computing. 2004年6月2日 [15] Baeg, Sanghyeon1. Delay Fault Coverage Enhancement by Partial Clocking for Low-Power Designs With Heavily Gated Clocks[J]. IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits & Systems. Dec2007, Vol. 26 [16] Springer-Verlag GmbH. Reliable buffered clock tree routing algorithm with process variation tolerance.[J] Science in China Press. 2008年8月29日 |
| 三、研究方案（主要研究内容、目标、研究方法、进度） |
| 研究内容： 本文主要研究单片机的工作原理，单片机的编程，以及基于单片机的电子时钟的设计和硬件的连接方法。 研究目标： 通过理论推导以及计算机模拟，掌握用单片机设计电子时钟的方法，以及单片机的选取，使电子时钟定时更加准确。 研究方法： 通过理论推导以及计算机模拟，通过计算机向单片机输入程序，从而可以研究单片机对电子时钟定时精确程度的影响，通过编程使单片机控制LED显示时间。 |
| 四、进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成进度） |
| 2011.10，查资料，掌握单片机系统开发的流程。 2011.11，构思基于单片机的多功能电子时钟的实现方案。 2011.12-2012.2，进行仿真模拟，并撰写开题报告。 2012.3，提交开题报告，进行中期检查。 2012.4，完成初稿，并依据导师意见反复修改。 2012.5，提交定稿，打印，装订。 2012.6，答辩，总结 |
| 五、导师对文献综述的评语 |
签字： 年 月 日 |
| 六、专业意见 |
教研室主任签字 年 月 日 |
| 七、院系意见 |
院负责人签字 年 月 日 |
