2928.A基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘 電子設(shè)計(jì)（代碼請聯(lián)系本人 ） 測試分析報(bào)告

1、測試分析報(bào)告（gb856788）引言用單片機(jī)來設(shè)計(jì)數(shù)字鐘, 軟件實(shí)現(xiàn)各種功能比較方便. 但因軟件的執(zhí)行需要一定的時(shí)間, 所以就會出現(xiàn)誤差. 對比實(shí)際的時(shí)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(dá)到實(shí)際數(shù)字鐘的允許誤差范圍內(nèi)。.1編寫目的基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘精確度較高, 因?yàn)樵诔绦虻膱?zhí)行過程中, 任何指令都不影響定時(shí)器的正常計(jì)數(shù)。從而, 使數(shù)字鐘的精度僅僅取決于單片機(jī)的產(chǎn)生機(jī)器周期電路和定時(shí)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(yīng)用于實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)控制的實(shí)

2、用系統(tǒng), 從而應(yīng)用到實(shí)際工作與生產(chǎn)中去。1.2背景說明：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)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(jī)來實(shí)現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有特點(diǎn), 其中, 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活, 便于電子鐘功能的擴(kuò)充, 精確度高等特點(diǎn)。1.3定義單片機(jī)：將微處理器(cpu)、存儲器、i/o接口電路和相應(yīng)實(shí)時(shí)控制器件集成在一塊芯片上，稱其為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。 片內(nèi)程序存儲器普遍采用了flash技術(shù)，使得在線編程isp和在應(yīng)用中編程技術(shù)iap得以實(shí)現(xiàn)。 這兩項(xiàng)技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)的并口或串口

3、對單片機(jī)進(jìn)行程序下載編程的，使單片機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程調(diào)試、升級成為現(xiàn)實(shí)。iap還可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在應(yīng)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(shù)手段。1.4參考資料1，胡漢才 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) 北京 清華大學(xué)出版社,2，單片機(jī)仿真微機(jī)接口使用手冊 無錫達(dá)愛思科教儀器廠系統(tǒng)性能測試與功能說明3. 1定時(shí)計(jì)數(shù)器的初始值設(shè)置公式推導(dǎo)系統(tǒng)中所選用的晶振的頻率為f o sc, 則機(jī)器周期為公式1: t0 = 12f o sc 3 設(shè)定時(shí)器要求的中斷頻率為k , 計(jì)數(shù)器位數(shù)為n, 則定時(shí)計(jì)數(shù)器的初值x 設(shè)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(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)顯示, 這個(gè)公式所得的結(jié)果并不可靠(表1 中的所有數(shù)據(jù)都是在計(jì)數(shù)器初始值嚴(yán)格按照原始公式給出的條件下測得, 以個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)). 從表1 中的數(shù)據(jù)可知, 嚴(yán)格按照原始公式得出的計(jì)數(shù)初值是存在極大誤差的, 這個(gè)誤差總使系統(tǒng)時(shí)間變慢, 而且, 系統(tǒng)時(shí)間的誤差值隨著每秒中斷次數(shù)的增多而增大, 隨計(jì)時(shí)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(gè)人計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長的乘積(即中斷總次數(shù)) 成正比. 也就是說, 每次中斷計(jì)時(shí)的時(shí)間誤差是一個(gè)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(jī)器周期可以由公式1

5、準(zhǔn)確給出, 因而系統(tǒng)誤差不可能來自于硬件, 而應(yīng)該主要來自于軟件方面. 系統(tǒng)每次調(diào)用定時(shí)中斷程序的過程中, 硬件并沒有自動進(jìn)入下一個(gè)定時(shí)周期, 而是在調(diào)用中斷程序以后由軟件置數(shù)來實(shí)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(shí), 而這些時(shí)間都被無形中加到了定時(shí)長度中去. 所以,使得每次定時(shí)長度都大于理論推導(dǎo)值, 在宏觀上表現(xiàn)出來就是系統(tǒng)比理論計(jì)算出來的結(jié)果變慢了(這于表1 所得的結(jié)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(shí)的時(shí)間誤差應(yīng)該是一個(gè)常數(shù)(這也恰好跟實(shí)驗(yàn)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(yīng)該

6、修改為: 公式2x = 2n- 1(k t0 ) + $x. 則由表1 推導(dǎo)出定時(shí)初值的修正值的計(jì)算公式如下, 公式3, $x = $ t 60t k t0 ). 由表1 數(shù)據(jù), 實(shí)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(shí)測中取k = 160. 根據(jù)表1 計(jì)算近似等于20 (所用晶振頻率為11. 059 2mhz). 按表1 的實(shí)驗(yàn)方法,得表2.表2參數(shù)優(yōu)化后的計(jì)時(shí)測試數(shù)據(jù)定時(shí)中斷次數(shù)k次s- 1pc 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長m in$x系統(tǒng)計(jì)時(shí)(初值為00: 00: 00)誤差$ 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(zhǔn)確性, 但與實(shí)際應(yīng)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(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間已經(jīng)相當(dāng)接近. 由于表1 的數(shù)據(jù)本身是肉眼估計(jì)出來的, 本身就帶有很大的誤差, 實(shí)際運(yùn)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(jìn)一步接近實(shí)用值.3. 2系統(tǒng)功能與操作說明主要功能: 二十四進(jìn)制時(shí)間顯示(時(shí)、分) , 秒以“. ”的閃爍表示; 電子跑表計(jì)數(shù)功能; 可通過按鍵修改, 顯示時(shí)、分、秒、復(fù)位; 可通過個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)串口設(shè)置時(shí)、分, 設(shè)置時(shí)連續(xù)發(fā)送