單片機開題報告

單片機開題報告1．課題名稱：

數(shù)字鐘的設計

2．課題來源：

近年來，隨著單片機檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應用日趨成熟、應用領域日趨廣泛，特別是工業(yè)測控、尖端武器和日常家用電器等領域更是因為有了單片機而生輝增色，不少設備、儀器已經(jīng)把單片機作為核心部分。單片機應用技術已經(jīng)成為一項新的工程應用技術。尤其是Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機，由于其具有集成度高、處理功能強、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)點，在我國得到了廣泛的應用，在智能儀器儀表機電一體化等方面取得了令人矚目的成果?，F(xiàn)在單片機可以說是百花齊放，百家爭鳴，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，從8位，16位，到32位，數(shù)不勝數(shù)，應有盡有由于主流C51兼容的，也有不兼容的，但他們各具特色，互成互補，為單片機的應用提供了廣泛的天地。在高節(jié)奏發(fā)展的現(xiàn)代社會，以單片機技術為核心的數(shù)字鐘越來越彰顯出它的重要性。

3．設計目的和意義：

單片機的出現(xiàn)具有劃時代的意義。它的出現(xiàn)使得許多原本花費很高的復雜電路以及繁多的電氣元器件都被取締，取而代之的是一塊小小的芯片。伴隨著計算機技術的不斷發(fā)展，單片機也得到了相應的發(fā)展，而且其應用的領域也得到更好的擴展。在民用，工用，醫(yī)用以及軍用等眾多領域上都有所應用。為了，能夠更好的適應這日新月異的社會，我們應當充實我們的知識面，方能不被時代的潮流踩在腳下。

介于單片機的重要性，我們應當對單片機的原理，發(fā)展以及應用有著一定的了解。所以，我們應當查閱相關資料，從而能夠?qū)纹瑱C有個全方位的了解。進而將探討的領域指向具體的國內(nèi)，從而能夠在科技與經(jīng)濟飛速發(fā)展的當今社會更好的應用這項技術。事實上，該項技術在國內(nèi)有著極為廣泛的發(fā)展前景，因此，通過對本課題的研究，我們因當能夠充分認識到單片機技術的重要性，對單片機未來的發(fā)展趨勢有所展望。

單片機的形成背景：1.隨著微電子技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，大規(guī)模集成電路的集成度和工藝水平不斷提高。硅材料與人類智慧的結(jié)合，生產(chǎn)出大批量的低成

本、高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊，推動了一個全新的技術領域和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在此基礎上發(fā)展起來的器件可編程思想和微處理（器）技術可以用軟件來改變和實現(xiàn)硬件的功能。微處理器和各種可編程大規(guī)模集成專用電路、半定制器件的大量應用，開創(chuàng)了一個嶄新的應用世界，以至廣泛影響著并在逐步改變著人類的生產(chǎn)、生活和學習等社會活動。

2.計算機硬件平臺性能的大幅度提高，使很多復雜算法和方便使用的界面得以實現(xiàn)，大大提高了工作效率，給復雜嵌入式系統(tǒng)輔助設計提供了物理基礎。

3.高性能的EDA綜合開發(fā)工具（平臺）得到長足發(fā)展，而且其自動化和智能化程度不斷提高，為復雜的嵌入式系統(tǒng)設計提供了不同用途和不同級別集編輯、布局、布線、編譯、綜合、模擬、測試、驗證和器件編程等一體化的易于學習和方便使用的開發(fā)集成環(huán)境。

4.硬件描述語言HDL(HardwareDescriptionLanguage)的發(fā)展為復雜電子系統(tǒng)設計提供了建立各種硬件模型的工作媒介。它的描述能力和抽象能力強，給硬件電路，特別是半定制大規(guī)模集成電路設計帶來了重大的變革。

5.軟件技術的進步，特別是嵌入式實時操作系統(tǒng)EOS(EmbeddedOperationSystem）的推出，為開發(fā)復雜嵌入式系統(tǒng)應用軟件提供了底層支持和高效率開發(fā)平臺。EOS是一種功能強大、應用廣泛的實時多任務系統(tǒng)軟件。它一般都具有操作系統(tǒng)所具有的各種系統(tǒng)資源管理功能，用戶可以通過應用程序接口API調(diào)用函數(shù)形式來實現(xiàn)各種資源管理。用戶程序可以在EOS的基礎上開發(fā)并運行。

單片機的發(fā)展歷史：20世紀70年代，微電子技術正處于發(fā)展階段，集成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機仍處在初級的發(fā)展階段，元件集成規(guī)模還比較小，功能比較簡單，一般均把CPU、RAM有的還包括了一些簡單的I/O口集成到芯片上，它還需配上外圍的其他處理電路方才構(gòu)成完整的計算系統(tǒng)。類似的單片機還有Z80微處理器。

19xx年INTEL公司推出了MCS-48單片機，這個時期的單片機才是真正的8位單片微型計算機，并推向市場。它以體積小，功能全，價格低贏得了廣泛的應用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎，成為單片機發(fā)展史上重要的里程碑。

在MCS-48的帶領下，其后，各大半導體公司相繼研制和發(fā)展了自己的單片機。到了80年代初，單片機已發(fā)展到了高性能階段，象INTEL公司的MCS-51

系列，Motorola公司的6801和6802系列等等,此外,日本的著名電氣公司NEC和HITACHI都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機。

80年代，世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機，約有幾十個系列，300多個品種，此時的單片機均屬于真正的單片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、數(shù)目繁多的I/O接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶A/D轉(zhuǎn)換器的單片機，功能越來越強大，RAM和ROM的容量也越來越大，尋址空間甚至可達64kB，可以說，單片機發(fā)展到了一個全新階段，應用領域更廣泛，許多家用電器均走向利用單片機控制的智能化發(fā)展道路。

19xx年以后，16位單片機問世，代表產(chǎn)品是INTEL公司的MCS-96系列，16位單片機比起8位機，數(shù)據(jù)寬度增加了一倍，實時處理能力更強，主頻更高，集成度達到了12萬只晶體管，RAM增加到了232字節(jié)，ROM則達到了8kB，并且有8個中斷源，同時配置了多路的A/D轉(zhuǎn)換通道，高速的I/O處理單元，適用于更復雜的控制系統(tǒng)。

九十年代以后，單片機獲得了飛速的發(fā)展，世界各大半導體公司相繼開發(fā)了功能更為強大的單片機。美國Microchip公司發(fā)布了一種完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列單片機，引起了業(yè)界的廣泛關注，特別它的產(chǎn)品只有33條精簡指令集吸引了不少用戶，使人們從INTEL的111條復雜指令集中走出來。PIC單片機獲得了快速的發(fā)展，在業(yè)界中占有一席之地。

隨后的事情，熟悉單片機的人士都比較清楚了，更多的單片機種蜂擁而至，MOTOROLA公司相繼發(fā)布了MC68HC系列單片機，日本的幾個著名公司都研制出了性能更強的產(chǎn)品，但日本的單片機一般均用于專用系統(tǒng)控制，而不象INTEL等公司投放到市場形成通用單片機。例如NEC公司生產(chǎn)的uCOM87系列單片機，其代表作uPC7811是一種性能相當優(yōu)異的單片機。MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低價等特點贏得了不少用戶。

19xx年美國INTEL公司推出了80960超級32位單片機引起了計算機界的轟動，產(chǎn)品相繼投放市場，成為單片機發(fā)展史上又一個重要的里程碑。

我國開始使用單片機是在19xx年，短短五年時間里發(fā)展極為迅速。19xx年在上海召開了全國首屆單片機開發(fā)與應用交流會，有的地區(qū)還成立了單片微型計算機應用協(xié)會，那是全國形成的第一次高潮。截止今日，單片機應用技術飛速發(fā)

展，我們上因特網(wǎng)輸入一個“單片機”的搜索，將會看到上萬個介紹單片機的網(wǎng)站，這還不包括國外的。隨著微電子技術的高速發(fā)展，單片機在國民經(jīng)濟的各個領域得到了廣泛的應用。首先，單片機技術不斷進步，出現(xiàn)了許多新的技術和新的產(chǎn)品。本文以IntelMCS-51系列單片機為模型，闡述單片機的一般原理、應用以及單片機的影響，較為詳細地介紹當前主要單片機廠家的產(chǎn)品系列及發(fā)展動向。主要內(nèi)容包括：單片機的基本原理、硬件結(jié)構(gòu)、發(fā)展趨勢以及具體的應用介紹。本文主要目的是想讓大家對單片機有一個更為深入的了解。

科技的進步需要技術不斷的提升。試想，曾經(jīng)一塊大而復雜的模擬電路花費了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機，寫入簡單的程序，就可以使您以前的電路簡單很多。相信您在使用并掌握了單片機技術后，不管在您今后開發(fā)或是工作上，一定會帶來意想不到的驚喜。

數(shù)字鐘的發(fā)展：1350年6月6日，意大利人喬萬尼·德·黨笛制造了世界上第一臺結(jié)構(gòu)簡單的機械打點多功能數(shù)字鐘，由于數(shù)字鐘報價便宜，功能齊全，因此很快受到眾多用戶的喜愛。1657年，荷蘭人惠更斯率先把重力擺引入機械鐘，進而才創(chuàng)立了擺鐘。

到了20世紀以后，隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電池驅(qū)動鐘、交流電鐘、電機械表、指針式石英電子鐘表以及數(shù)字顯示式石英鐘表相繼問世，數(shù)字鐘報價非常合理，再加上產(chǎn)品的不斷改良，多功能數(shù)字鐘的日差已經(jīng)小于0.5秒，因此受到廣大用戶的青睞。尤其是原子鐘的出現(xiàn)，它是使用原子的振動來控制計時的，是目前世界上最精準的時鐘，即使經(jīng)過將近100萬年，其偏差也不可能超過1秒鐘。

多功能數(shù)字鐘最早是在歐洲中世紀的教堂，屬于完全機械式結(jié)構(gòu)，動力使用重錘，打點鐘聲完全使用人工進行撞擊鑄鐘，所以當時一個多功能數(shù)字鐘工程在建筑與機械結(jié)構(gòu)方面是非常復雜的，進而影響了數(shù)字鐘報價。進入電子時代以后，電子多功能數(shù)字鐘也相繼問世。我國電子多功能數(shù)字鐘行業(yè)從80年代開始漸漸成長壯大，目前不僅數(shù)字鐘報價合理，在技術和應用水平上也已經(jīng)達到世界同類水平。

4．國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：

縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：

1.低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS(互補金屬氧化物半導體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導體工藝)和CHMOS(互補高密度金屬氧化物半導體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應用場合。所以這種工藝將是今后一段時期單片機發(fā)展的主要途徑。

2.微型單片化

現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)、只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機將LCD(液晶)驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機芯片。

此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機除了功能強和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMD(表面封裝)越來越受歡迎，使得由單片機構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。

3.主流與多品種共存

現(xiàn)在雖然單片機的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機占主流。所以C8051為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡指令集(RISC)也有著強勁的發(fā)展勢頭，中國臺灣的HOLTEK公司近年的單片機產(chǎn)量與日俱增，與其低價質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢，占據(jù)一定的市場分額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機。在一定的時期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補，相輔相成、共同發(fā)展的道路。

5要研究的內(nèi)容，途徑及技術路線

內(nèi)容：本次數(shù)字鐘的主要設計內(nèi)容，是利用51單片機設計出一個可以顯示

具體時間，年月日，并且?guī)в恤[鐘和校準功能的多功能數(shù)字鐘。

途徑及技術路線：由于采用手動校準時鐘與手動設置鬧鐘方案，所以就必須用較少的按鍵來達到切換鬧鐘與時鐘、時鐘時分秒校準、鬧鐘時分秒設置等功能。與此同時，數(shù)字鐘的所有計時都要由軟件控制實現(xiàn)。用軟件對幾個按鍵所得信號進行相應改變，以控制時鐘與鬧鐘的顯示。通過軟件對鬧鐘與時鐘進行比較，當時鐘所顯示時間與鬧鐘一樣時，要啟動報時模塊。

6工作的主要階段，速度和完成時間

20xx年2月20日~3月10日查閱書籍、收集資料，進行的擬寫外文

翻譯、文獻綜述及開題報告

20xx年3月11日~4月25日進工廠實習兩周、了解研究設備，初步

提交論文初稿

20xx年4月26日~5月5日在指導老師的幫助下，認真的修改論文、

重新交論文

20xx年5月6日~5月15日熟悉論文，不斷查漏補缺，隨時準備進

行準備答辯

20xx年5月16日~5月25日（按通知）答辯

7最終目標及技術指標

1、文獻綜述、開題報告：要認真閱讀指導教師指定的和自選的與研究課題有關的有代表性的參考文獻資料15篇以上，寫出3千字左右的文獻綜述、開題報告。

2、外文閱讀與翻譯：與研究課題有關的外文參考資料閱讀量不少于10萬印刷符，外文翻譯不少于1.5萬印刷字符（3.5千漢字以上)。

3、畢業(yè)論文正文字數(shù)不少于1.5萬字篇幅的內(nèi)容（含圖表）。

第二篇：單片機交通燈開題報告500字

本科畢業(yè)設計(論文)開題報告

題目：基于單片機的交通信號燈控制系統(tǒng)的設計

教學單位：00000000000

專業(yè)：0000000000000000000000

學號：0000000000

姓名：0000000000

指導教師：000000000

20xx年12月

開題報告填寫要求

1．開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見