奥运会开幕式倒计时时钟系统的设计_开题报告

文献综述

（一）研究目的及意义

89系列单片机为核心，结合译码芯片、时钟芯片以及用LED数码显示管来达到显示功能的倒计时钟。该倒计时钟能显示当前日期（年、月、日、时、分），以及距离奥运开幕式所剩下的时间（天数）,倒计时天数可任意调整。他的优点是成本低、体积小、可靠性高，控制功能强，使用方便，性能价格比高.

1、利用大量的数字逻辑器件来实现简单的计时和倒计时功能，其原理是利用计数器进行计时和倒计时，用数字逻辑器件设计电路，没有程序，完全通过硬件设施来完成，电路的结构很复杂，成本很高，且没有什么实际的运用价值。

2、利用AT89C52单片机自身带有的晶振来确定基准时间，通过程序进行时间的确定，所有的功能全部用单片机来实现，这样一来，使得这个系统在硬件上变得简单，从而使得设计成本降低，能达到大量生产的目的。但对设计者来说，软件编程能力要求过高，对我们在短短一个月的^文档设计时间来说是远远不够的。

3、利用AT89C52单片机和实时时钟芯片DS12C887来实现倒计时钟的设计，该设计时钟可以用DS12C887来实现，设计者无需考虑大小月、2月、闰年等问题的影响，电路简单、程序设计较为容易，功能扩展方便。这样可以尽可能用已知的元件来完善和简化系统，同时也能灵活运用已知知识达到设计要求。

由上比较，方案三最适合我们在短时间内的设计与制作，它既能够满足实际需要又更容易实现设计功能。

对当前国内外倒计时钟的现状调查分析，设计一个倒计时钟系统应具备三个功能：时钟功能、倒计时功能、倒计时间调整功能。本系统在尽量达到功能、完成设计的同时又尽可能减小硬件成本，所以在时钟功能上只选择了对当前年、月、日、时、分的显示，而放弃了对当秒的显示，在倒计时功能上只选择了对倒计天数的四位显示，而放弃了对到达的时间  

时钟及倒计时装置显然要应用具有显示功能的器件倒计时实时时钟是在实时时钟基础上的衍生品。它在实现显示当前日期和实践的基本功能之外，增加了自身计算和显示从当前日期到给定的未来一个日期（下称终点日期）之间的天数。其形式也具有多样性，根据不同需求可以制作不同大小的产品，例如，倒计时牌，适合安放在大厅或者广场，袖珍型倒计时实时时钟适合个人随身携带，可以自由设置对自己重要即将到来的日子，以提醒自己做好应对工作，同时还可以作为数字时钟用，当然还可以在该基础上增加闹铃功能或者裁减为更简单却十分有用的产品，例如篮球赛安放在篮板上方的倒计时牌。本课题的目的是让倒计时实时时钟设计单片机开发者掌握单片机系统的安装和调试的方法，设计思路，实现方法，硬件调试及软件调试，巩固和加强“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程的理论知识，培养独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维。  倒计时实时时钟设计的成功，表示在数字电子技术领域内的入门，而且此基本电路可以简单地扩展设计，诸如家用定时自动报警、球赛计时器、抢答器、定时开关、自动打铃器、自动起闭路灯、可编程时间的自动控制器、动力设备延时启动控制器、各种定时电气的自动启用等，都是以此为基础的。因此，研究倒计时实时时钟及扩大其应用是单片机开发的重要课题.

（二）国内外相关研究现状

我国目前这方面技术处于初级阶段，但是经过近几年的发展还是进步较大。总结来说归结为以下现状: 

  单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向mc阶段发展u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有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。

  目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到那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际控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机，以及程控玩具等，这些都离不开单片机。

  单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型的说明了数字单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，大事，要求也越来越高。在单片机应用中，可靠性是首要因素，为了扩大单片机的应用范围和领域，提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来，单片机的生产厂家在单片机的设计上采用了各种提高可靠性的新技术：EFT（Ellectrical Fast Transicent）技术，低噪音布线技术及驱动技术，采用低频时钟。同时单片机在目前的发展形势下还表现出可靠性及应用水平越来越高，和互联网连接所集成的部件越来越多，功耗越来越低和和模拟电路结合越来越多等发展趋势。

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机, 单片机有着广阔的应用前景。

（三）研究内容

1.利用STC89C52单片机和数据锁存器74HC573来实现，不再利用可编程并行接口芯片8255A作为中间站，而是单片机直接接受按键输入信号，根据按键输入信号将控制信号输给74HC573锁存器，由锁存器控制LED数码管的显示。同时单片机对计时时间到后给予报警输出。

2.无论是从性价比还是功能上来看，它都有很大的优势，其电路简单，器件成本较低，调试方便，适合小系统的开发。设计显示电路模块时，考虑过利用液晶显示器显示，虽然液晶显示器显示界面直观亲切，软件控制也比LED数码管简单，但成本较高，远远超过LED数码管，并且LED数码管也可实现设计要求，所以选择LED数码管显示。

3.LED数码管显示时有两种方案，分别是静态扫描法和动态扫描法。考虑到设计两路LED数码管显示，若采用静态扫描发则会存在单片机控制引脚不足的问题，并且对此类编程不熟悉所以决定用动态扫描法。对两路LED数码管驱动时考虑过不用74HC573锁存器，而是直接用三极管驱动，但是考虑到LED数码管显示时采用了动态扫描，单片机对数码管控制时是对其管脚一个接一个依次循环控制，驱动不足的可能性非常小，所以决定不用三极管驱动，用74HC573锁存器保证输入LED信号的稳定性。

4.采用STC89C52单片机作为主控制系统,对单片机采用上电复位方案，时钟电路采用外接11.0592MHZ的石英晶体振荡器的外部时钟方式，为编程方便及能够随时监测“设置键”的状态不采用键盘矩阵形式采用独立式键盘作为输入部分。

5.用两路四位LED数码管作输出显示部分，单片机将控制信号输出给74HC573锁存器，锁存器再来控制LED数码管显示，采用动态扫描法，根据编程功能的设定LED数码管可以显示正计时时间、倒计时显示，两路可同时工作也可让某一路单独工作。报警电路采用蜂鸣器报警，直接由单片机控制。                  

^范文提纲

一、查阅相关文献

（一）了解所用元器件

（二）系统复习基础知识

二、目前的实际应用水平

（一）了解涉及领域

（二）应用前景

三、如何完成电路设计和仿真

（一）研究相关知识

（二）进行电路模块设计

（三）调整修改

（四）优化电路

四、如何完成设计报告

（一）制定每个环节完成方案

（二）按要求逐步写下其实验内容结果

（三）交由导师审核

三、参考文献：

[1]张虹. 对奥运会开幕式表演作品若干艺术装饰的研究[D].华南师范大学,2004.

[2]肖红. 现代夏季奥运会开幕式表演研究[D].北京体育大学,2008.

[3]于丽霞. 北京奥运会开幕式的美学审视[D].山东大学,2010.

[4]邵培仁,金苗. 美、日、澳北京奥运会开幕式文艺演出电视解说框架分析[J]. 学报(人文社会科学版)预印本,2009,01:126-135.

[5]张虹. 对奥运会开幕式表演作品服装设计的研究[A]. 中国体育科学学会.第4届全国青年体育科学学术会议^范文摘要汇编[C].中国体育科学学会:,2005:2.

[6]路艳君. 中国传统色彩在08奥运会开幕式服装中的应用研究[D].北京服装学院,2010.

[7]吴欣,黄宽柔. 奥运会开幕式文体表演艺术特点与问题评述——兼论广州亚运会开幕式设计[J]. 体育与科学,2010,04:40-46.

[8]刘晓华,姜初伟,万全,尹华钢,尹续峰. 北京奥运会开幕式多环折叠球体结构设计[A]. 亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国土木工程学会.建筑结构（2009·增刊）——第二届全国建筑结构技术交流会^范文集[C].亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国土木工程学会:,2009:6.

[9]张虹. 对奥运会开幕式表演作品服装设计的研究[J]. 体育科学研究,2006,03:9-12.

[10]邵慧芳. 后现代主义设计理念对现代大型团体操设计的影响——试论2008年北京奥运会开幕式设计[J]. 体育与科学,2006,06:27-30.

[11]杨宾,陈晶晶. 创编设计2008年奥运会开幕式表演应考虑因素的研究[J]. 湖北体育科技,2006,05:511-513.

[12]闫丽敏. “视觉传达设计”理念对大型运动会开幕式表演队形图案设计影响的研究[D].华南师范大学,2007.

[13]孙春萌. 奥运会开幕式多元文化及价值探讨[D].安徽工程大学,2010.

[14]张冰. 奥运会开幕式的文化传播价值探讨——以伦敦奥运会开幕式为例[J]. 青春岁月,2013,12:151.

[15]张丽梅. 浅析奥运会开幕式对国际文化交融发展的作用——以2008年北京奥运会为例[J]. 体育科技文献通报,2013,01:125-126.

 [16]Panagiotopoulou,Roy. The opening ceremony of Athens 2004 as a mega event:A new narrative of national history[A]. 国际体育科学与教育理事会、国际运动医学联合会port（Volume Ⅲ）[C].国际体育科学与教育理事会、国际运动医学联合会、国际奥委会、国际残奥会:,2008:2.、国际奥委会、国际残奥会.Proceedings of 2008 International Convention on Science,Education and Medicine in S