文献综述-李波.doc

四川理工学院毕业设计(论文）文献综述多功能时间控制器学 生：李波学 号：05021050209专 业:电子信息科学与技术班 级:2005.2指导教师：庞尚珍四川理工学院自动化与电子信息学院二OO九年六月- 6 -文 献 综 述(电子信息科学与技术 李波 05021050209 ）1 时间控制器的概述在现代生活的各种场合都要用到时间控制器,以满足各种特殊要求。随着现代单片机技术、数字控制技术的发展，原先的各种模拟时间控制方法正被数字手段所取代，数字化方法比起模拟化方法具有高可靠性、灵活性等特点。时间控制器能提供较精确的时间输出及日历功能，可广泛用于学校、企事业单位、家庭等。不仅可用来进行打铃控制，也可以用来进行较精确的时间顺序控制，并可为其他设备提供时间基准。2时间控制器的现状近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异地更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，根据具体硬件结构以及具体应用对象的特点，与软件相结合，加以完善.单片机之所以在工业控制中有大量的应用，就在于它有独特的定时、计数功能。在工业检测、控制中，许多场合都要用到计数或定时功能。 例如：对外部脉冲进行计数、产生精确的定时时间等.人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但对钟表诞生发展成熟之后,人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器,达到准确控制时间的目的。目前家用的数字电子钟，多数只能显示小时、分钟等信息,功能单一，而且大都采用LED数码管作为显示器件，功耗大，不能令消费者满意。我们知道多功能时间控制器其实就是单片机，要做好多功能时间控制器就必须先对单片机有所了解,下面我们介绍下什么是单片机。2。1单片机的定义单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上.单片机也被称为微控制器（Microcontroller)，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有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。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。2。2单片机的历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1。SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 2。MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力.它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司. Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。 3。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。2。3单片机的现状目前单片机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,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、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的机器人、智能仪表、医疗器械了。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科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。我们这里着重介绍下在智能仪表上的应用。单片机在智能仪器仪表上的应用：单片机具有体积小、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,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构.如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理)，就需要复杂的类似于计算机的原理。如:音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM）,由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换.3小结目前家用的数字电子钟，多数只能显示小时、分钟等信息,功能单一,而且大都采用LED数码管作为显示器件,功耗大，不能令消费者满意。为此,我设计了一款多功的数字式电子钟，它可以显示年、月、日、小时、分钟等时间信息，同时可以显示环境的温度信息.还具有按键调时、设定闹铃等功能，而且通过一块3。18V的备用电池，在单片机断电后让时钟芯片DS1307独立工作，因此每次给单片机上电即可显示当前时间，无需调整。时钟采用LCD作为显示器,界面友好，功耗低。参考文献1 丁元杰单片机微机原理及应用M北京：机械工业出版社 19992 沈美明,温东婵C语言程序设计M北京:清华大学出版社 19913 何立民单片机应用系统设计系统配置与接口技术M北京：北京航空航天大学出版社19904 刘伟民,吴悌远等单片机应用系统设计与实践M北京:北京航空航天大学出版19915 马平安，张亚凡等单片机原理及应用M北京:科学出版社 20026 康华光电子数字基础M北京：高等教育出版社 20007 肖洪兵、胡辉等跟我学用单片机M 北京:北京航空航天大学出版社 20028 Xicor Application Note Interfacing the X25043/45 Watchdog Timer to 8051 MicrocontrollersM。 Ziff-Davis Press ，19999 王新贤通用集成电路速查手册M济南：山东科学技术出版社 200210 余祖俊微机检测与控制应用系统设计M北京：北方交通大学出版社 200111 赵秀菊等单片微机与测控技术M南京：东南大学出版社199612 OKI.MSM6242 direct connected cmos real time clock/calendarM13 Albertos,P。and J.Salt。(1990） Digital Regulators Redesign with Irregular SamplingJ11th IFAC World Congress (Preprints)