基于單片機的電子萬年歷的設計文獻綜述.doc

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四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 文 獻 綜 述 基于單片機的電子萬年歷的設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 指導教師： 四川理工學院自動化與電子信息學院 二O一五年三月 前 言 在當代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關系，每個人都受到時間的影響。為了更好的利用我們自己的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產(chǎn)生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開始的機械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字式鐘表，即使現(xiàn)在鐘表千奇百怪，但是它們都只是完成一種功能——計時功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒有更大程度上的滿足人們的需求。因此在這里，我想能不能把一些輔助功能加入鐘表中。人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀錄。發(fā)展到現(xiàn)在人們廣泛使用的萬年歷。本文主要查閱近幾年有關萬年歷的文獻期刊。 諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究萬年歷及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒等信息，還具有時間校準等功能。 正文 1.本課題的研究意義 低功耗實時時鐘電路DS1302。它可以對年、月、日、周、日、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小。對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒和溫度等信息，還具有時間校準等功能。該電路采用AT89S51單片機作為核心，功耗小，能在3V的低壓工作，電壓可選用3—5V電壓供電。 近些年我國開始重視電子萬年歷的開發(fā)與設計，但是中國電子萬年歷出現(xiàn)的問題中，許多不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結構不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集行產(chǎn)品；技術密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在消弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術創(chuàng)新能力薄弱；管理水平落后等。中國電子萬年歷產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國電子萬年歷產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選著發(fā)展方向 2.本課題國內外研究現(xiàn)狀 當今社會，應用單片機的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的足跡?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等，這些都離不開單片機。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的工程師和科學家?？萍荚桨l(fā)達，智能化的東西就越多。學習單片機是社會發(fā)展的必然需求，也是大學期間的必修課。 在國內單片機學習呈上升趨勢，但是很多人學習時沒有頭緒，不知道從何下手。面對種類繁多的各類開發(fā)板，仿真器，讓初學者無所事從，不但多花錢還多走不少彎路，學生學習單片機沒有大的資金投入，能夠做到少花錢多辦事才是最好的。 8051系列是我們在大學課堂中學習的。因此本課題圍繞8051系列單片機設計，從電路圖繪制，PCB板設計，硬件焊接，程序設計，在線仿真到各項功能實現(xiàn)，目的在于讓學生將課堂上學來的理論知識與實踐相結合，提高對單片機的認識，學習專業(yè)軟件的操作，熟悉制作過程，掌握一門技能，加強專業(yè)知識的掌握。也增加學生的實踐經(jīng)歷，為學生就業(yè)提供一個可選方向，拓展就業(yè)渠道。 3.本課題研究的關鍵問題及方法 采用89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內部具有4KB ROM 存儲空間,能于3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機完全兼容,但是運用于電路設計中時由于不具備ISP在線編程技術, 當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。 采用AT89S52,片內ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底壓工作；同時也與MCS-51系列單片機完全該芯片內部存儲器為8KB ROM 存儲空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術，當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。所以選擇采用AT89S52作為主控制系統(tǒng)。為了減少時間上的誤差，本設計采用專業(yè)的時鐘芯片DS1302，它價格低廉、使用方便，可對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。 現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如DS1302、 DS1307、PCF8485等。這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛地采用。本文介紹的實時時鐘電路DS1302是DALLAS公司的一種具有涓細電流充電能力的電路，主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內部有一個318的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。 由于使用LED數(shù)碼管顯示在電路調試時往往會有很多障礙，所以本設計顯示采用LCM1602。液晶顯示屏，其顯示功能強大，可顯示大量文字、圖形，顯示多樣、清晰可見 。本電子萬年歷，共設計四個按鍵，一個模式鍵，也就是我們用來選定被修改的數(shù)字的；兩個調整鍵，一個“加”鍵和一個“減”鍵，當按下模式鍵，選定要調整的數(shù)字的時候，“加”、“減”可以幫我們調到所需的狀態(tài)，可以依靠按鍵隨時對日期時間進行調整；一個鬧鐘模式切換鍵，可方便切換屏幕顯示內容。本設計添加了一個蜂鳴器作為聲音源。該蜂鳴器主要作用于鬧鐘鬧鈴以及時鐘的整點報時。整點報時功能為12小時制（如23點，報時為23-12=11，響11下）。 結論 本課題從理論到實際應用，用AT89C51單片機與8位模數(shù)轉換芯片74LS164等一些電路的組合，成功的設計出了一個電子萬年歷。而且所設計的電子萬年歷設計也按當初要求的能夠在PROTEUS中進行仿真，并且能夠很精確的顯示年歷?？梢哉f該電子萬年歷具有很高的實用價值。 在軟件設計的過程中，利用了Keil這個軟件在程序錄入和調試的時候的優(yōu)越性，讓我能夠在編寫軟件的時候很方便的發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤，現(xiàn)在已經(jīng)能夠使用Keil對所設計的程序進行調試。對于PROTEUS這款軟件，也能熟練掌握電路設計仿真。由于平時沒有接觸過這兩個軟件，加上畢業(yè)設計的時間有限，對于他們的連接調試程序，未能熟練掌握，但以后有機會的話會再好好學習的。 本次設計的電子萬年歷也存在的不足的地方，有待于以后的改進。 參考文獻 [1]賈金玲.微機計算機原理與接口技術課程設計指導[M].重慶：重慶大學出版社，2001.12 [2]李宏偉.可編程單片機外圍芯片PSD的原理及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.1 [3]萬福君.單片機微機原理系統(tǒng)設計與應用[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2003.7 [4]何立民.單片機應用系統(tǒng)的功率接口技術[M].北京：北京航空航天出版社，1993.3 [5]張海藩. 軟件工程（第二版）[M].北京:人民郵電出版社，2006 [6]雷霖.微機自動檢測與控制系統(tǒng)設計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2003.4 [7]陳偉仁.MCS-51單片機外圍接口設計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2003.6 [8]馬家辰.MCS-51系列單片機實用子程序集錦[M].北京：清華大學出版社，1994.2 [9]余錫存.單片機原理與接口技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001.7 [10]蔡美琴.MCS-51單片機原理與應用[M]. 北京：高等教育出版社，1992.8 [11]應根裕，胡文波，邱勇.平板顯示技術[M]. 北京：人民郵電出版社，2003.3 [12]謝嘉奎，宣月清.電子線路（非線性部分）[M]. 北京：高等教育出版社，2006.12 [13]魏濤.背投影彩色電視機的原理[J].電視技術，1999，（11） [14]陶海敏.利用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)“時間鎖”的方法[J]. 2003,(03) [15]于復生,宋現(xiàn)春,艾興,王偉.時鐘芯片DS1302及其在數(shù)據(jù)記錄中的應用[J].電子技術應用，2000,(03) [16]黃玉蓉.單片機開發(fā)系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].公安大學學報(自然科學版)，2001,(06) [17]陳紅仙, 陳小平.Keil Monitor-51仿真板的制作與使用[J].電子技術應用,2002,(07) [18]張錚,蘇旭武,張道德.多功能單片機實驗板的開發(fā)與應用[J].湖北工業(yè)大學學報,2003，（03） [19]孫方平,王靜. 8051單片機C51集成開發(fā)系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息,2004,(05) [20]Philips. 80C51-based 8-Bit Microcontrollers[M].Tsinghua University Press,1994 [21]Souza, Crista. Atmel’s 8-bit MCU platform crafted for FPGA[J].Electronic Engineering Times, 2003, (Issue 1290) :p38,1/3p [22]I.Scott MacKenzie. MCU platform built on 8-bit core raises performance bar[J].Electronic Engineering Times, 2008, (Issue 1517) :p48-51,2p [23]Adel S. Sedra, Kenneth C.Smith. Microelectronics Circuits[J].Holt Rinehart Winston(3rd Edition),1991