2928.A基于單片機設計的數(shù)字鐘 電子設計（代碼請聯(lián)系本人 ） 測試分析報告

1、測試分析報告（gb856788）引言用單片機來設計數(shù)字鐘, 軟件實現(xiàn)各種功能比較方便. 但因軟件的執(zhí)行需要一定的時間, 所以就會出現(xiàn)誤差. 對比實際的時鐘, 查找出誤差的來源, 并作出調(diào)整誤差的方法, 使得誤差盡可能地小, 使得系統(tǒng)可以達到實際數(shù)字鐘的允許誤差范圍內(nèi)。.1編寫目的基于單片機設計的數(shù)字鐘精確度較高, 因為在程序的執(zhí)行過程中, 任何指令都不影響定時器的正常計數(shù)。從而, 使數(shù)字鐘的精度僅僅取決于單片機的產(chǎn)生機器周期電路和定時器硬件電路的精確度另外, 程序較為簡潔, 具有可靠性和較好的可讀性。如果我們想將它應用于實時控制之中, 只要對上述程序和硬件電路稍加修改, 便可以得到實時控制的實

2、用系統(tǒng), 從而應用到實際工作與生產(chǎn)中去。1.2背景說明：數(shù)字電子鐘的設計方法有多種, 例如, 可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘, 也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘還可以利用單片機來實現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有特點, 其中, 利用單片機實現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活, 便于電子鐘功能的擴充, 精確度高等特點。1.3定義單片機：將微處理器(cpu)、存儲器、i/o接口電路和相應實時控制器件集成在一塊芯片上，稱其為單片微型計算機，簡稱單片機。 片內(nèi)程序存儲器普遍采用了flash技術，使得在線編程isp和在應用中編程技術iap得以實現(xiàn)。 這兩項技術是通過計算機的并口或串口

3、對單片機進行程序下載編程的，使單片機系統(tǒng)遠程調(diào)試、升級成為現(xiàn)實。iap還可以實現(xiàn)單片機在應用中的再編程，為儀器儀表的智能化升級提供了重要的技術手段。1.4參考資料1，胡漢才 單片機原理及其接口技術 北京 清華大學出版社,2，單片機仿真微機接口使用手冊 無錫達愛思科教儀器廠系統(tǒng)性能測試與功能說明3. 1定時計數(shù)器的初始值設置公式推導系統(tǒng)中所選用的晶振的頻率為f o sc, 則機器周期為公式1: t0 = 12f o sc 3 設定時器要求的中斷頻率為k , 計數(shù)器位數(shù)為n, 則定時計數(shù)器的初值x 設置有如下公式: t0 (2n- x ) = 1k 3 . 于是原始公式: x = 2n - 1(k

4、 t0). 而實驗測得的數(shù)據(jù)顯示, 這個公式所得的結果并不可靠(表1 中的所有數(shù)據(jù)都是在計數(shù)器初始值嚴格按照原始公式給出的條件下測得, 以個人計算機機系統(tǒng)時鐘為標準). 從表1 中的數(shù)據(jù)可知, 嚴格按照原始公式得出的計數(shù)初值是存在極大誤差的, 這個誤差總使系統(tǒng)時間變慢, 而且, 系統(tǒng)時間的誤差值隨著每秒中斷次數(shù)的增多而增大, 隨計時總長的增長而增大, 并且總是成比例(在誤差允許的范圍內(nèi)). 這就是說, 系統(tǒng)的誤差跟每秒中斷次數(shù)和個人計算機標準時長的乘積(即中斷總次數(shù)) 成正比. 也就是說, 每次中斷計時的時間誤差是一個常數(shù).誤差來源分析. 不考慮晶振等固件的誤差, 則系統(tǒng)機器周期可以由公式1

5、準確給出, 因而系統(tǒng)誤差不可能來自于硬件, 而應該主要來自于軟件方面. 系統(tǒng)每次調(diào)用定時中斷程序的過程中, 硬件并沒有自動進入下一個定時周期, 而是在調(diào)用中斷程序以后由軟件置數(shù)來實現(xiàn)的. 而在程序調(diào)用2測過程中, 堆棧建立、參數(shù)傳遞等都是需要耗時, 而這些時間都被無形中加到了定時長度中去. 所以,使得每次定時長度都大于理論推導值, 在宏觀上表現(xiàn)出來就是系統(tǒng)比理論計算出來的結果變慢了(這于表1 所得的結論恰好一致). 另外, 由于系統(tǒng)每次調(diào)用中斷處理程序所執(zhí)行的操作都是相同的, 也就是說, 系統(tǒng)每次定時的時間誤差應該是一個常數(shù)(這也恰好跟實驗數(shù)據(jù)相吻合). 由上面的數(shù)據(jù)和分析可知, 原始公式應該

6、修改為: 公式2x = 2n- 1(k t0 ) + $x. 則由表1 推導出定時初值的修正值的計算公式如下, 公式3, $x = $ t 60t k t0 ). 由表1 數(shù)據(jù), 實際中要求k 最小, 而又不影響顯示效果, 才能使誤差越小, 故實測中取k = 160. 根據(jù)表1 計算近似等于20 (所用晶振頻率為11. 059 2mhz). 按表1 的實驗方法,得表2.表2參數(shù)優(yōu)化后的計時測試數(shù)據(jù)定時中斷次數(shù)k次s- 1pc 標準時長m in$x系統(tǒng)計時(初值為00: 00: 00)誤差$ ts備注16060 20 00: 59: 59 - 1120 20 01: 59: 58 - 2180

7、20 02: 59: 57 - 3240 20 03: 59: 56 - 4300 20 04: 59: 54 - 6300 21 04: 59: 59 - 1600 21 09: 59: 58 - 2顯示器無閃爍這些數(shù)據(jù)較表1 已有很大準確性, 但與實際應用還有一定差距. 末兩行是根據(jù)前面參數(shù)規(guī)律稍做改動得到的, 與公式2 有一定出入, 但與個人計算機系統(tǒng)標準時間已經(jīng)相當接近. 由于表1 的數(shù)據(jù)本身是肉眼估計出來的, 本身就帶有很大的誤差, 實際運用可用精密儀器得到表2 的數(shù)據(jù), 則系統(tǒng)參數(shù)可以更進一步接近實用值.3. 2系統(tǒng)功能與操作說明主要功能: 二十四進制時間顯示(時、分) , 秒以“. ”的閃爍表示; 電子跑表計數(shù)功能; 可通過按鍵修改, 顯示時、分、秒、復位; 可通過個人計算機機串口設置時、分, 設置時連續(xù)發(fā)送