下面是小编为大家收集的基于单片机数字钟的开题报告，本文共7篇，仅供参考，欢迎大家阅读，希望可以帮助到有需要的朋友。
篇1：基于单片机数字钟的开题报告
1 选题的背景和意义
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用，以AT89S52芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易的电子时钟，它由4.5V直流电源供电，通过数码管能够准确显示时间、日历，调整时间、日历，从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。
1.1 选题的背景
随着科技的快速发展，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟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，所有这些，都是以钟表数字化为基础的[2]。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。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，录象机、摄象机，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。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用的多功能数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。
随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入式系统设计中的应用，单片机从4位、8位、16位到32位，其发展历程一直受到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选，同时单片机应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步[3]。
多功能数字时钟的用途十分广泛，只要有计时的存在，便要用到数字时钟的原理及结构;同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费者的喜爱。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断提高 。时钟已不仅仅被看出一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向[4]。
电子时钟也随着单片机的发展而日趋完善，目前，电子时钟在走时准确，调时方便，功耗等方面都比机械时钟有较大的进步。在以单片机为核心的电子时钟的发展更是一个质的飞跃。在不久的将来，电子时钟会有更进一步的发展。
2 研究的基本内容
本课题利用单片机AT89C51的控制来实现数字电子钟的功能：采用模块设计法完成多功能数字时钟的设计。基本功能是时钟显示，能准确显示“时”、“分”、“秒”，并具有快速校准时、分、秒的功能。时钟显示同时具有实时温度显示。扩展功能有具整点报时功能以及闹钟功能。
2.1 基本框架
按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由电源转换模块、主控制模块、时
钟及温度模块、显示模块、键盘接口模块共5个模块组成，电路系统设计框图如下图所示。
电路系统构成框图 2.2 研究的重点和难点
(1)设计并显示具有时、分、秒计时功能的时钟;
(2)有关单片机中定时器的使用;
(3)可断电保护工作时段，可修改工作时间和工作时段。
2.3 拟解决的关键问题
(1)LED显示模块的驱动和编程;
(2)如何利用单片机的外部中断实现时钟功能和运行模式的转换。
3 研究的方法及措施
基于单片机的多功能数字时钟的设计，单片机芯片作为控制系统的核心部件，它除了具备微机CPU的数值计算功能外，还具有灵活强大的控制功能，以便实时检测系统的输入量、控制系统的输出量，实现自动控制。在本次设计中采用单片机技术来实现数字钟的功能。微处理器的选择，AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只
读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，是与MCS-51兼容的4K字节可编程闪烁存储器。寿命为1000写/擦循环，数据保留时间为，全静态工作，0Hz-24Hz三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。发光二级管LED具有亮度高、功耗小、寿命长、工作电压低、易小型化、等优点。由于LED工作电压低(仅1.5-3V)，能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压(或电流)调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长( 10万小时)，所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与 LED显示方式匹敌校时和定时电路的设计[5]。实时控制电路是时钟电路的一个重要组成部分，采用的是一个时钟芯片，单片机从中读取数据送到显示器上显示，从而实现数字钟的功能，还有一些其他控制电路如复位电路、时钟电路等。通过这些控制电路的连接构成了完整的电路。将系统进行整合、改进并调试，测试是否达到预期的系统各性能指标。
4 预期成果
以AT89C51单片机为基本核心元件，与软件设计相结合实现数字钟系统。系统硬件电路简单，调试方便。而且体积小，使用起来更加方便。通过实验验证该数字钟显示效果良好，单片机控制相当准确。数字钟可以进行24小时制的计时，并且具有时分秒显示功能，在此基础上，同时还具有实时温度显示，整点报时功能以及闹钟等扩展功能。用单片机来实现设置工作时段，并且有断电保护，并且可以十分方便的修改时钟的时间和工作时段，具有一定的实用价值。
5 研究工作进度计划
1) 10月28日---月04日 材料的收集
2) 2011年11月10日---2011年11月15日 各个电路模块设计与连接
3) 2011年11月16日---2011年11月26日 软件模块的设计与调试
4) 2011年11月27日---2011年12月05日 整个系统的调试和实现
5) 2011年12月06日---2011年12月10日 系统的优化和调试
6) 2011年12月11日---2011年12月15日 拟写论文初稿
7) 2011年12月16日---2011年12月25日 进行答辩准备
参考文献
[1] 张静. 基于单片机数字钟的设计[J]. 办公自动化, , (17): 50-51.
[2] 罗佳. 基于单片机的数字电子钟及其实现[J]. 常州信息职业技术学院报, , 9(2):17-22.
[3] 马丽萍, 肖渊. 基于Proteus的数字钟设计及仿真[J]. 西安工程大学报,, 23(3): 59-62.
[4] 左璐. 时序电路―电子钟的设计[J].现代商贸工业, 2010 (16):382.
[5] Haixia Jing. Design and Realization of Multi-functional Gateway Based on SingleChip [J]. Image
and Signal processing, 2009, 9(2): 1-4.
篇2：数字钟开题报告
数字钟开题报告
论文的选定不是一下子就能够确定的.若选择的毕业论文题目范围较大，则写出来的毕业论文内容比较空洞，下面是编辑老师为各位同学准备的数字钟开题报告。
1 选题的背景和意义
1.1 选题的背景
21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。手表当然是一个好的选择，但是，什么时候到达所需要的时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。
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、定时启闭电路、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，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。
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。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用lcd数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的lcd数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。
2 研究的基本内容
课题利用单片机语言，采用模块化编程思想实现。设计使用51系列单片机配以串入并出的芯片实现对60个发光二极管的有序控制来模拟秒针的行走。设计在实现校时、定时功能的基础上，并可对时钟的时间进行修改，并且可以设置断电保护时段
2.1 基本框架
2.2 研究的重点和难点
1.LED显示模块的驱动和编程;2.有关单片机中定时器的使用;3.如何利用单片机的外部中断实现时钟功能和运行模式的转换
2.3 拟解决的关键问题
(1)设计并显示具有时、分、秒计时功能的时钟;
(2)可修改工作时间和工作时段 ;
(3)可断电保护工作时段。
篇3：单片机GPS开题报告
题目： 基于ARM与液晶显示的
院 （系）： 专 业：电子信息 班 级：学 号：姓 名： 校内指导教师：校外指导教师：
填表日期：201*年 1月 4日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的'电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
3．学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册）。
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“201*年4月26日”或“201*-04-26”。
篇4：开题报告-基于单片机交通灯设计
开题报告-基于单片机交通灯设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
当今社会，随着日益增长的社会发展，人们对于社活的水平也日益提高，不仅在物质享受方面有所提高，在精神享受方面也逐渐增长。最明显的就是汽车的增长。现在几乎每户人家都有一辆汽车，以至于道路经常堵塞，频繁出现交通事故。由于这种状况的出现，这就要求能有效的管理交通，其中十字路口的交通灯起着巨大的作用。因此，交通灯的有效控制能较好的缓解当前的交通堵塞压力。一般的交通灯只有四盏红绿灯，红灯禁止，绿灯通行。较好的交通灯不仅有红黄绿灯，还有可以让行人通行的行人路灯以及显示通行方向和时间的显示器。其中主干道为双向的交通线路，垂直的辅路可供行人行走。主干道上的红绿灯指挥车辆的行驶，辅路上的红绿灯指挥行人的'通行与禁止。但是这种交通灯还是不能满足当前的交通状况，要使车辆和行人能有条不紊的通行，就需要交通灯能根据车流量自动的调节时间，这样就可以提高通行的效率。目前国内有一种新型的无线十字路口交通灯智能感应控制系统，该系统的主机通过无线模块通信得到各方向从机采集的公路车辆实时流量信息并计算出十字路口交通动态配时。该系统突破了传统固定配时模式，大大提高了十字路口车辆通行效率，缓解了交通阻塞，具有实际应用前景。
本设计采用51系列单片机设计智能交通灯，该系统由8051单片机、交通灯显示、LED倒计时、车辆检测及调整、违规检测、紧急处理、时间模式手动设置等模块组成。系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
单片机是一种广泛应用的微处理器技术。单片机具有种类繁多、价格低、功能强大和扩展能力强等优点。随着第一代4位单片机的诞生，在短短三十几年时间中，单片机产品不断更新，其发展大致经历了4个阶段。
（1）4位单片机时代
第一阶段是4位单片机时代（1970年—1974年），这时的单片机已经包含多种I/O接口，如并行接口、A/D和D/A转换接口等。这些丰富的I/O接口使得4位单片机具有很强的控制能力。主要用于收音机、电视机和电子玩具等产品中。
（2）低中档8位单片机时代
第二阶段是中档8为单片机时代（1974年—1978年），Intel公司的MCS-48系列单片机是主要的代表产品。这时的单片机内部集成了8位CPU、多个并行I/O口、8位定时器/计数器、小容量的RAM和ROM等。这种单片机中没有集成串行接口，操作仍比较简单。
（3）高档8位单片机时代
第三阶段是高档8位单片机时代（1978年—1983年），以Intel公司的MCS-51系列为典型代表。此时的单片机性能比前一代产品有明显提高，其内部增加了串行通信接口，具备多级中断处理系统，将定时器/计数器扩展为16位，并且扩大了RAM和ROM的容量等。这类单片机功能强，应用范围极广，至今仍有一定的应用市场。
（4）增强型单片机时代
第四阶段是增强型单片机时代及16位单片机时代（1983年—至今）。这一阶段出现了许多新型的8位增强型单片机，其工作频率、内部存储器等都有很大的提升，例如PIC系列单片机、ARM系列单片机、AVR系列单片机、C8051F系列单片机等。另外有些集成电路厂商还推出了16位单片机，甚至32位单片机，其功能越来越来强大，集成越来越来高。
总的来说，现在的单片机产品非常丰富，但4位、8位、16位单片机均有其各自的应用领域。例如4位单片机在一些简单的家电和玩具使用中使用，8位单片机在中、小规模电子设计领域中占主流，而高性能的16位单片机在比较复杂的控制系统中得到应用。
目前51系列单片机以其高性能、高速度。体积小、价格低廉、可重复编程和方便功能等优点，在市场上得到广泛的应用。其主要应用于如下几个领域：
①家电产品及玩具。由于51系列单片机价格低、体积小、控制能力强、功能扩展方便等优点，使其广泛应用于电视、冰箱、洗衣机、玩具、家用防盗报警器等方面。
②机电一体化设备。机电一体化设备是指将机械技术、微电子技术和计算机技术结合在一起，从而产生具有智能化特性的产品，它是现代机械及电子工业的主要发展方向。单片机可以作为机电一体化产品的控制，从而简化原机械产品的结构，并扩展其功能。
③智能测量设备。以前的测量仪表体积大、功能单一，限制了测量仪表的发展。采用单片机改造各种测量控制仪表，可以使其体积减少、功能扩展，从而产生新一代的智能化仪表，如各种数字万用表、示波器等。
④自动测控系统。采用单片机可以设计各种数据采集系统、自适应控制系统等。例如温度的自动控制、电压电流的数据采集。
⑥计算机控制及其通信技术。51系列单片机都集成有串行通信接口，可以通过该借口和计算机的串行接口进行通信，实现计算机的程序控制和通信等。
在51系列单片机中的AT89S51是一个低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含4KBISP（In-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储其，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4KBFlash片内程序存储器，128B的随机存取数据存储器RAM，32个外部双向输入/输出I/O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗WDT电路，片内时钟振荡器。
基于51系列单片机具有如此强大的功能、广泛的用途和AT89S51的特点，本设计采用AT89S51单片机来设计交通灯，实现真正的智能化控制，解决当前的交通问题，保证交通线路的畅通无阻，改善交通网络提高城市的工业文明水平，减少交通事故的发生，保障人身安全，延伸生命通道。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
设计一个基于单片机的智能交通灯。主要有以下几个问题要解决：
①AT89S51单片机的内部结构、存储结构、并行I/O接口、时钟电路、中断系统等其他功能。
②测量车流量传感器的工作原理及其选用型号，数码显示管的接口。
③编写程序。
④模拟仿真。
⑤做出实物，验证结果。
三、研究步骤、方法及措施：
1.设计一个总体框架，列出所需器件。
2.深入研究AT89S51单片机的工作原理。
3.研究传感器工作原理以及相关显示器的工作原理及其接口。
4.编写程序，进行模拟仿真，并做出实物。
如遇到问题参考相关书籍、向指导老师请教或者上网查询。
四、参考文献
[1]李萍，张池，张勃.AT89S51单片机原理、开发与应用实例[M].北京：中国电力出版社，20xx.
[2]赵建领，薛园园.51单片机开发与应用技术详解[M].北京:电子工业出版社，20xx.
[3]陆彬.21天学习51单片机开发[M].北京：电子工业出版社，20xx.
[4]蔡美琴，张为名，何金儿，毛敏，陶正苏，毛义梅.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:高等教育出版社，1990.
[5]马鸿文，?陈松立，陈治国，李剑.微计算机应用[M].北京:中国矿业大学出版社，20xx.
篇5：基于单片机的倒车雷达设计论文开题报告
基于单片机的倒车雷达设计论文开题报告
一、课题背景和意义
随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的'发生。汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。
二、课题任务的主要内容
此次设计采用超声波测距原理，当汽车与障碍物的距离小于所设定的安全距离时，系统能发出声光报警，并随着距离的不断缩近，报警频率不断提高。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理器三部分组成。工作时，超声波发射器发出超声波脉冲，超声波接收器接收遇到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，根据超声波的传播速度，可以计算出障碍物距离。
三、已具备条件
应用电子技术专业的毕业生已完成电子线路、数字电路基础、单片机原理、单片
四、设计思路与方案
1. 系统模块
系统以微控制器AT89C51为核心，外围电路由超声波发射模块、超声波接收模块、声光报警电路、显示模块四部分组成
2．系统工作过程
驾驶员将手柄转到倒车档后，系统自动启动，超声波发送模块向后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由超声波接收模块收集，进行放大和比较，单片机AT89C2051将此信号送入显示模块，同时触发语. 音电路，发出同步语音提示，当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提醒驾驶员停车。
3．各个模块的介绍
（1）超声波发射模块，选用软件发生超声波法，利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。
（2）超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。探头变换后的正弦波电信号经放大电路放大并进行波形变换。
（3）声光报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时，发出声音、点亮发光二极管提醒驾驶员。
五、预期目标
设计制作一个基于单片机的倒车雷达。
篇6：基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告
基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告
一、本课题的内容及研究意义
1、论文研究的目的和意义
如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。
所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。
2、论文研究内容
本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。主要内容如下：
(1)根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。 (2)针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。
(3)通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。
(4)当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。 (5)在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。
二、本课题的研究现状和发展趋势
目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。
我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。
另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的`使用寿命。目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在1小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成维护和材料的极大浪费。较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作，而且还会造成发热及过早损坏，还会造成不必要的电费开支。
而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也占用了一定的人力资源；定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。本设计通过使用AT89c51单片机对系统进行智能控制，使系统达到自动启停及智能调压。
近年来，随着科技的不断发展，各种路灯控制器也被不断的研究出来。其中，美国和日本主要集中在研究紧凑型荧光灯和镇流器荧光灯两个方面。而我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给自足的效果。
综上所述，未来的智能路灯控制必将向着更安全、更环保、更节能、更高效率的方向发展。
三、本课题的研究方案及工作计划
1、设计方案
本次课程设计是由传感器通过外界光信号的强弱来产生电压信号，再由单片机控制实现路灯的自动启停及智能稳压。本设计通过使用AT89c51单片机芯片来设计电路，编制程序，仿真，调试，完成整个系统的功能。整个控制系统主要包括四个模块：信号采集模块、数据处理模块、稳压模块和控制模块。
2、技术路线
设计要求采集输入电压信号，通过A/D转换后输入控制器，当外界光信号的强度低于一定数值时，通过软启动开启路灯。当光信号强度高于一定数值时，通过软启动关闭路灯，并将采集输入电压信号，与已设定的标准电压值进行比较，并对输入电压进行稳压，再通过时钟电路对路灯亮度进行调节，在午夜之后对路灯亮度进行降低，最后达到节电稳压。技术方案如下图：
外部光线强度光敏电阻AT89c51单片机A/D转换器继电器驱动
键盘控制LED显示报警电压放大三端稳压器路灯
3、关键问题
(1)信号采集电路设计
该模块需要检测环境光的变化，根据环境光的明暗进行路灯开关的自动控制。基于此要求采用由光敏电阻组成的分压电路进行检测。光敏电阻器又称光导管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光。在不同的光强下，光敏电阻的电阻值会发生明显变化，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光通过检测不同光强下电阻值的变化量来控制路灯的开和关。
(2)稳压模块设计
通过采集三端稳压器输出的电压并将该电压与设定电压进行比较，进而调整输出电压的大小，达到稳压的目的。本设计使用美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路LM317。
(3)时钟电路设计
为实现路灯对电压进行智能补偿，从而达到智能调压，本设计采用美国DALLAS公司的实时时钟电路DS1302，该芯片一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与cPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。另外该芯片有备份电源引脚，可以在断电后仍能工作，以保证时钟的准确性。
3、时间安排
(1) 20xx.2.20—20xx.2.29查阅相关资料，理解设计任务书。
(2) 20xx.3.1 —20xx.4.1搜索资料，完成开题报告。
(3) 20xx.4.1 —20xx.4.20硬件调试，排除故障直至满足设计要求。
(4) 20xx.4.20—20xx.5.10软件调试，排除故障直至满足设计要求。
(5) 20xx.5.10—20xx.5.30 整理资料，按要求撰写论文，完成初稿。
(6) 20xx.6.1—20xx.6.20论文整定，最终定稿，准备答辩。
四、主要参考文献
[1]查兵，崔浩.单片机原理[J].中国高新技术,20xx年1期
[2]李健，蒋全胜，任灵芝.智能路灯控制系统设计[J].工业控制计算机,20xx年6期[3]金仁贵.单片机应用系统的开发方法[J].电脑知识与技术：学术交流,20xx年12期
[4]严怀龙.基于单片机的数据采集系统[J].广西轻工业,20xx年6期
[5]王虎城，周晋军，皮依标，叶振华.基于光传感器和单片机的校园路灯控制系统设计[J].科技广场,20xx年1期
[6]王立红.基于单片机的智能路灯控制系统[J]. 网络财富,20xx年6期[7]王皑，佘丹妮.基于单片机的模拟路灯控制系统设计[J].仪表技术,20xx年11期[8]张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社,20xx [9]阎石.数字电子技术基础[M].高等教育出版社,20xx
[10]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,20xx [11]程德福，林君.智能仪器[M].机械工业出版社,20xx
[12]刁鸣.常用电路模块分析与设计指导[M].清华大学出版社,20xx
五、wuAT89c51的介绍
1、描述
AT89c51是一个低电压，高性能cMoS 8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PEnRoM）。这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与McS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89c51单片机能够被应用到控制领域中。
2、功能特性
AT89c51提供以下的功能标准：4K字节闪烁存储器，128字节随机存取数据存储器，32个I/o口，2个16位定时/计数器，1个5向量两级中断结构，1个串行通信口，片内震荡器和时钟电路。另外，AT89c51还可以进行0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件的节电模式。闲散方式停止中央处理器的工作，能够允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存随机存取数据存储器中的内容，但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。
3、引脚描述
Vcc：电源电压GnD：地P0口
P0口是一组8位漏极开路双向I/o口，即地址/数据总线复用口。作为输出口时，每一个管脚都能够驱动8个TTL电路。当“1”被写入P0口时，每个管脚都能够作为高阻抗输入端。P0口还能够在访问外部数据存储器或程序存储器时，转换地址和数据总线复用，并在这时激活内部的上拉电阻。P0口在闪烁编程时，P0口接收指令，在程序校验时，输出指令，需要接电阻。
4、P1口
P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/o口，P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。闪烁编程时和程序校验时，P1口接收低8位地址。
5、P2口
P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/o口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时，可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容在整个运行期间不变。闪烁编程或校验时，P2口接收高位地址和其它控制信号。
6、P3口
P3口是一组带有内部电阻的8位双向I/o口，P3口输出缓冲故可驱动4个TTL电路。对P3口写如“1”时，它们被内部电阻拉到高电平并可作为输入端时，被外部拉低的P3口将用电阻输出电流。
P3口除了作为一般的I/o口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：
端口引脚P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7第二功能RXD TXD InT0 InT1 T0 T1 WR RD P3口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。
7、RST
复位输入。当震荡器工作时，RET引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。
8、ALE/PRoG
当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号，因此它可对输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲时，闪烁存储器编程时，这个引脚还用于输入编程脉冲。如果必要，可对
特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。这个位置后只有一条MoVX和MoVc指令ALE才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。
9、PSEn
程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89c51由外部程序存储器读取指令时，每个机器周期两次PSEn有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEn信号不出现。
10、EA/VPP
外部访问允许。欲使中央处理器仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平。需要注意的是：如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平，cPU则执行内部程序存储器中的指令。闪烁存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电压VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。 XTAL1：震荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：震荡器反相放大器的输出端。
11、时钟震荡器
AT89c51中有一个用于构成内部震荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自然震荡器。外接石英晶体及电容c1，c2接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。对外接电容c1，c2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF±10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF±10PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。
12、内部振荡电路、外部振荡电路、闲散节电模式
AT89c51有两种可用软件编程的省电模式，它们是闲散模式和掉电工作模式。这两种方式是控制专用寄存器Pcon中的PD和IDL位来实现的。PD是掉电模式，当PD=1时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状态。IDL是闲散等待方式，当IDL=1，激活闲散工作状态，单片机进入睡眠状态。如需要同时进入两种工作模式，即PD和IDL同时为1，则先激活掉电模式。在闲散工作模式状态，中央处理器cPU保持睡眠状态，
而所有片内的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，片内随机存取数据存储器和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。闲散模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。终止闲散工作模式的方法有两种，一是任何一条被允许中断的事件被激活，IDL被硬件清除，即刻终止闲散工作模式。程序会首先影响中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序，并紧随RETI指令后，下一条要执行的指令就是使单片机进入闲散工作模式，那条指令后面的一条指令。二是通过硬件复位也可将闲散工作模式终止。需要注意的是：当由硬件复位来终止闲散工作模式时，中央处理器cPU通常是从激活空闲模式那条指令的下一条开始继续执行程序的，要完成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期有效，在这种情况下，内部禁止中央处理器cPU访问片内RAM，而允许访问其他端口，为了避免可能对端口产生的意外写入：激活闲散模式的那条指令后面的一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。
13、掉电模式
在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令，片内RAM和特殊功能寄存器的内容在中指掉电模式前被冻结。退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将从新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM中的内容，在Vcc恢复到正常工作电平前，复位应无效切必须保持一定时间以使振荡器从新启动并稳定工作。
14、闲散和掉电模式外部引脚状态。
模式闲散模式闲散模式掉电模式掉电模式程序存储器内部内部外部外部ALE 1 1 0 0 PSEn P0 P1 P2 P3 1 1 0 0数据程序存储器的加密AT89c51可使用对芯片上的三个加密位LB1，LB2，LB3进行编程（P）或不编程（U）得到如下表所示的功能：
程序加密位1 2 3 4 U P P P U U P P U U U P没有程序保护功能禁止从外部程序存储器中执行MoVc指令读取内部程序存储器的内容除上表功能外，还禁止程序校验除以上功能外，同时禁止外部执行保护类型当LB1被编程时，在复位期间，EA端的电平被锁存，如果单片机上电后一直没有复位，锁存起来的初始值是一个不确定数，这个不确定数会一直保存到真正复位位置。为了使单片机正常工作，被锁存的EA电平与这个引脚当前辑电平一致。机密位只能通过整片擦除的方法清除。
指导教师意见：
签名：月日
教研室意见
教研室主任（签章）：月日
评审小组意见
篇7：基于AT89C51型单片机的号音自动播放器的开题报告
一、课题背景和意义
随着科学技术的快速发展和人民生活水平的不断提高，我们生活中的各式各样的电子产品也在被每时每刻地更新换代着。每当我们乘坐火车进行长途旅行时，每当我们在操场上锻炼身体时，每当我们在大街上闲逛时，每当我们在校园里练习听力时，随身听都是我们不可分离的好伙伴。便携式音乐播放器(随身听)最大的贡献就是改变了人们欣赏音乐的方式，使人类可以随时随地地欣赏音乐，进而使自由享受音乐变成了一种时尚的个人体验进而形成了一种随身听文化。便携式音乐播放器的个人保有量在各种数码产品中也是位列前茅，从最早的磁带机，到后来的CD机，再到现在大行其道的MD机、MP3播放器，再到已初露峥嵘的硬盘播放器，便携式音乐播放器陪伴着我们度过了无数美好的时光。然而在这满天飞的播放器中有一种播放器却被我们时常用着，虽然我们看不到却能听到它的存在，它也是陪伴我们一起成长的一个伙伴，它就是号音自动播放器。在机关、院校的日常作息中需要计时和号音来提示人们，采用人工操作不仅效果差，而且容易出错，采用单片机设计的号音自动播放器摆脱了传统闹钟的刺耳声音，取而代之的是美妙的音乐，能为人们的日常生活提供准确的计时，且成本低廉，值得推广。
二、课题任务的主要内容
利用AT89C51型单片机和LM386型音频功率放大器设计自动计时号音播放器。本系统主要完成作息定时和号音播放功能，因此用定时器T1中断方式产生100ms基准时间，再根据作息表上各段时间的长短对基准时间用软件计时。可以用查表方式取得计数参数，计时到后将播放子程序地址送DPTR，转入播放子程序，放2遍对应号音后再继续计时。
三、已具备条件
应用电子技术专业的毕业生已完成电子线路、数字电路基础、单片机原理、单片机应用系统设计等课程的学习，并通过实践课的教学达到相应的电路设计、软件编程等能力目标。
四、设计思路与方案
该号音自动播放系统中主要有AT89C51、LM3861N1、扬声器、数码管显示组成。
本设计利用单片机AT89C51的定时和计数功能，来完成时间的显示和定时功能。并且，通过对定时器初值的设定来产生不同频率的声音，利用定时器中断来完成对音乐节拍长度的控制。通过音频功率放大器，将单片机输出的信号放大，再通过喇叭播放乐曲。最后还可在数码管上显示时间，当定时时间到后，喇叭自动播放一段连续的音乐。
若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。 利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶。
★开题报告
文档为doc格式
