1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

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古代人类在长期生产和生活中﹐为了减轻自己的劳动﹐逐渐产生利用自然界动力代替人力畜力﹐以及用自动装置代替人的部分繁难的脑力活动的愿望﹐经过漫长岁月的探索﹐他们互不相关地造出一些原始的自动装置。先是18世纪以前自动装置的出现和应用，最早出现的是我国古代自动装置，如指南车、浑天仪，接着公元 1世纪古埃及和希腊的发明家也创造了一些机器人或机器动物来适应当时宗教活动的需要。如教堂庙门自动开启﹑铜祭司自动洒圣水﹑投币式圣水箱和教堂门口自动鸣叫的青铜小鸟等自动装置。近代自动装置 17世纪以来﹐随着生产的发展﹐在欧洲的一些国家相继出现了多种自动装置﹐其中比较典型的有﹕法国物理学家b.帕斯卡在1642年发明能自动进位的加法器﹔荷兰机械师c.惠更斯于1657年发明钟表﹐提出钟摆理论﹐利用锥形摆作调速器。到了18世纪末至20世纪30年代，这是自动化技术形成时期，社会的需要是自动化技术发展的动力。自动化技术是紧密围绕着生产﹑军事设备的控制以及航空航天工业的需要而形成和发展起来的。工业上的应用，是以瓦特的蒸汽机瓦特的蒸汽机瓦特的蒸汽机瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。1788年﹐瓦特为了解决工业生产中提出的蒸汽机的速度控制问题﹐把离心式调速器与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速调节系统﹐使蒸汽机变为既安全又实用的动力装置。此时的自动化装置是机械式的，而且是自力型的。到后来，控制理论有所发展，主要有两个时期，第一个是经典控制理论（20世纪40年代～20世纪50年代），第二个时期是现代控制理论（20世纪60年代获得迅猛发展）。大系统理论大系统理论是在20世纪70年代开始提出的，原有的控制理论，不论是经典控制理论，还是现代控制理论，都是建立在集中控制的基础上，即认为整个系统的信息能集中到某一点，经过处理，再向系统各部分发出控制信号，这种理论应用到大系统时遇到了困难，而大系统理论则很好地弥补原有控制理论的不足。学者在20世纪90年代则提出了智能控制理论，随着计算机网络的迅速发展﹐管理自动化取得较大进步﹐出现了管理信息系统﹑办公自动化﹑决策支持系统。智能化程度日益增加，自动化技术不仅仅是减轻和代替了人们的体力劳动，而且也在很大程度上代替了人们的脑力劳动。人类开始综合利用传感技术﹑通信技术﹑计算机﹑系统控制和人工智能等新技术和新方法来解决所面临的工厂自动化﹑办公自动化﹑医疗自动化﹑农业自动化以及各种复杂的社会经济问题。研制出柔性制造系统﹑决策支持系统智能机器人和专家系统等高级自动化系统。

工业自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。无论高速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用，例如：提高生产过程的安全性，提高生产效率，提高产品质量，减少生产过程的原材料、能源损耗等。近年来，随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交互沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展成为自动线。二战后，在工业发达国家的机械制造业中，自动线的数目急剧增加，如今采用自动生产线也成为全球工业生产的共同趋势。自动生产线是在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。工业生产需要制定严格的作息时间来控制生产，所以在自动生产线上都会有定时系统，定时系统要人为利用就应当实现可预置化和拥有报警系统。本设计要为某工厂无人值班自动生产线设计一个分两班生产的定时系统，能够显示时间，同时在开工和停工的时候打铃。

定时系统已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于各种场所,给人们的生活、学习和工作带来极大的方便。目前市场上所售的数字定时系统其主要功能都是依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现的。这些数字定时系统的芯片组合和电路连接都比较难，而且焊接的过程也比较复杂，相对成本比较高，为了克服这些缺点，且能适合多种场合使用，选择了以单片机编程为主的数字定时系统以满足更多人的需求。这次主要是通过软件编程来完成的，这样就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低，摆脱了数字电路设计所带来的电路复杂，焊接过程复杂，成本高等的劣势。所要设计的数字定时系统充分挖掘了单片机的资源和运算控制能力，具有功能多，显示全的优点。本设计应用按键控制技术，时间的修改和定时功能更为便捷，应用前景更加广阔。单片机（又称为微控制器）的出现是计算机发展史上的一个重要里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。51系列单片机是国内目前应用最广泛的8位单片机之一，单片机的使用使得仪器的智能化、小型化、可靠化方面都得到了很大的改善，让很多仪器的原理与设计都发生了很大变化。目前，单片机得到了越来越多爱好者的推广，可谓是”众人拾柴火焰高”，特别是近些年来，基于51单片机电子产品的层出不穷，表明单片机在电子产品行业起着举足轻重的作用，各大城市公共场所出现大屏幕电子时钟已是很常见的现象。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本设计要为某工厂无人值班自动生产线设计一个分两班生产的定时系统，能够显示时间，同时在开工和停工的时候打铃。要求： 1、该自动生产线分两班生产。第一班要求早7时30分自动线开始加工，中午11：30停工；12:30开始，16:30结束；第一班结束。第二班时间：17:30-21:30,22:00-第二天1:00。 2、能够显示时间。 3、开工、停工能够打铃。 4、具有预置功能。

电路的原理框图：见附件

一．51单片机最小系统单元：