應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì)

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安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 論 文 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 應(yīng)用電子專業(yè) 班 級(jí) 電子3102班 姓 名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 2012～ 2013學(xué)年第一學(xué)期 指導(dǎo)教師評(píng)語 等級(jí) 簽名 日期 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013屆畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評(píng)定單 姓名 劉同升 專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) 班級(jí) 電子3102 課題 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 分值 得分 指導(dǎo)教師評(píng)語（40分） 設(shè)計(jì)方案合理、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、原理分析正確、嚴(yán)密，內(nèi)容完整。 10 計(jì)算方法正確，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，程序設(shè)計(jì)正確簡潔，工藝合理。 5 元器件（材料）選擇合理，明細(xì)表規(guī)范。 5 圖面清晰完整，布局、線條粗細(xì)合理，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 5 文字?jǐn)⑹龊喢鞫笠?，書寫?guī)范。 5 按時(shí)獨(dú)立完成，同學(xué)相互關(guān)心，遵守制度，認(rèn)真負(fù)責(zé)。 10 合計(jì)得分： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)分（30分） 內(nèi)容充實(shí)，有階段性成果，有應(yīng)用價(jià)值。 10 圖紙、論文如實(shí)反映設(shè)計(jì)成果，有理論分析，又有實(shí)踐過程。 10 語句通順，思路清晰，符合邏輯。 5 圖標(biāo)清晰，文字工整，字符和曲線標(biāo)準(zhǔn)化。 5 合計(jì)得分： 評(píng)閱教師簽名： 日期： 年 月 日 答辯評(píng)分（30分） 自述條理明確，重點(diǎn)突出。 5 基本概念清楚，回答問題正確。 15 專業(yè)知識(shí)運(yùn)用靈活，解決問題技術(shù)措施合理。 10 合計(jì)得分： 答辯組長簽名： 日期： 年 月 日 總得分： 等級(jí) 系主任簽名： 日期： 年 月 日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)過程記錄表 題　　目 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 指導(dǎo)教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級(jí) 電子3102 順序號(hào) 第 1 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 內(nèi)容情況 劉本山老師布置了我們寫有關(guān)課程方面的論文要求和畢業(yè)論文的格式要求。之后我就考慮寫那些內(nèi)容。經(jīng)過思考我覺得我還是寫一些和我們專業(yè)有相關(guān)性的內(nèi)容，就寫了關(guān)于單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。寫好論文就要好好的了解單片機(jī)萬年歷的相關(guān)知識(shí)，所以我就查找資料，為寫論文打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)過程記錄表 題　　目 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 指導(dǎo)教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級(jí) 電子3102 順序號(hào) 第2 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 內(nèi)容情況 雖然題目決定了，但還是不知道如何開始，不過在網(wǎng)上看到了一些關(guān)于單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì)的一些資料，還有論文。就仿照他們的先寫些。雖然老師開始就發(fā)給我們寫論文的一些要求，但還是不知道做，不過多看啦也就好些啦，經(jīng)過好幾天的努力把論文大體的方面寫好了。 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)過程記錄表 題　　目 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 指導(dǎo)教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級(jí) 電子3102 順序號(hào) 第3 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 內(nèi)容情況 按老師給的論文要求改了好多，也花費(fèi)了好多時(shí)間，我把寫好的論文發(fā)給指導(dǎo)老師劉本山老師。當(dāng)時(shí)雖然看到老師給發(fā)的寫論文的格式，在寫論文的過程中并沒有按要求做的很好 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)過程記錄表 題　　目 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 指導(dǎo)教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級(jí) 電子3102 順序號(hào) 第4 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 內(nèi)容情況 又改了好幾次，老師說統(tǒng)一在一個(gè)時(shí)間他，之后，劉老師統(tǒng)一發(fā)給我們論文哪方面有錯(cuò)誤，我的論文字體和間距，還有文檔操作的錯(cuò)誤等問題，之后我就按老師給回的改了好幾次，但還是沒改好，還是有好多問題，主要對WORD的操作不熟悉。 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)過程記錄表 題　　目 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 指導(dǎo)教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級(jí) 電子3102 順序號(hào) 第5次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 內(nèi)容情況 回到學(xué)校把改正的論文交給劉老師看。經(jīng)過劉老師當(dāng)面的一些講解后，我又把論文按照老師說的不對的地方一一改正，真是好事多磨呀，不過還是老師當(dāng)面教的效果好。 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)過程記錄表 題　　目 應(yīng)用單片機(jī)萬年歷設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉同升 學(xué) 號(hào) 1301103054 指導(dǎo)教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級(jí) 電子3102 順序號(hào) 第6 次 學(xué)生完成 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 內(nèi)容情況 回到學(xué)校把改正的論文給劉老師看過后，老師說沒大問題了，可以打印了。到此我的論文終于要完成了，在這里我衷心的感謝劉老師在我寫論文過程中給予的幫助 學(xué)生簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 教師指導(dǎo) 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時(shí)間： 　年 　月 　日 摘 要 本文提出了一種基于AT89C51單片機(jī)的萬年歷設(shè)計(jì)方案，該方案以AT89C51單片機(jī)作為主控核心，與時(shí)鐘芯片DS1302、DS18B20溫度傳感器、按鍵、LCD顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設(shè)有5個(gè)獨(dú)立按鍵和一個(gè)LCD顯示器，能顯示豐富的信息，根據(jù)使用者的需要可以隨時(shí)對時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)、選擇時(shí)間等，綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢具有廣闊的市場前景。 關(guān)鍵字： 單片機(jī)、 萬年歷 目 錄 目錄 I 第一章 緒論 1 1.1 課題的背景 1 1.2 電子萬年歷的應(yīng)用 1 1.3 技術(shù)指標(biāo)和要求 1 第二章 總體方案 2 2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 3 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 4 第三章 硬件設(shè)計(jì) 5 3.1 系統(tǒng)硬件概述 5 3.2 系統(tǒng)的模塊電路設(shè)計(jì) 5 3.3 總硬件設(shè)計(jì) 12 第四章 軟件設(shè)計(jì) 14 4.1 軟件設(shè)計(jì)方案 14 4.2 各模塊分析 14 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 22 5.1 硬件調(diào)試 23 5.2 軟件仿真聯(lián)調(diào) 26 5.3 功能仿真效果 28 5.4 調(diào)試心得 31 第六章 結(jié)論與展望 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 附錄 35 第一章 緒 論 1.1 課題的背景 在當(dāng)代繁忙的工作與生活中，時(shí)間與我們每一個(gè)人都有非常密切的關(guān)系，每個(gè)人都受到時(shí)間的影響。為了更好的利用我們自己的時(shí)間，我們必須對時(shí)間有一個(gè)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(jī)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(jì)時(shí)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。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)，給人類生活帶來了極大的方便。走入家庭，從洗衣機(jī)、微波爐到音響、汽車，到處都可以見到單片機(jī)應(yīng)用的蹤影。如果說微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么也可以毫不夸張的說：“單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的工業(yè)革命”。因此，單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平已經(jīng)逐步成為一個(gè)國家自動(dòng)化發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 萬年歷是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對時(shí)、分、秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置, 隨著科技的快速發(fā)展，時(shí)間的流逝,至從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。它們可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí),還具有潤年補(bǔ) 償?shù)裙δ?且使用壽命長、誤差小、使用方便，電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便。目前,國際上的電子萬年歷正從模擬模式向數(shù)字式、由集成化向智能化的方向飛速發(fā)展。 1.2 電子萬年歷的應(yīng)用 電子萬年歷廣泛用于個(gè)人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們常生活中不可少的必需品，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究萬年歷及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 1.3 技術(shù)指標(biāo)和要求 1、設(shè)計(jì)具有年、月、日、時(shí)、分、秒等功能； 2、使用按鍵開關(guān)可實(shí)現(xiàn)日期和時(shí)間的調(diào)整； 3、具備年、月、日、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能； 4、具有溫度的實(shí)時(shí)顯示的調(diào)整的功能。 5、具有鬧鐘功能； 第二章 總體方案 本章重點(diǎn)主要是從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來闡述了硬件的設(shè)計(jì)，以及從方案上對比選擇各個(gè)電路部分的元件，目的是使系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)低成本、高質(zhì)量、穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)。 2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 1. 主控制器的選擇 采用51系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。目前單片機(jī)技術(shù)比較成熟，功能也比較強(qiáng)大。硬件電路主要由微處理控制器單元、鍵盤控制模塊、時(shí)鐘模塊、溫度傳感器模塊、液晶顯示模塊等模塊構(gòu)成。由于AT89C51單片機(jī)片內(nèi)有4K字節(jié)的在線編程Flash存儲(chǔ)器，可以擦寫1000次，具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)功能，對設(shè)計(jì)開發(fā)非常實(shí)用。 利用單片微型計(jì)算機(jī)及外圍電路編寫軟件程序來設(shè)計(jì)萬年歷，簡單靈活，而且可擴(kuò)展各種功能，能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，體現(xiàn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)工具的方便、簡捷、準(zhǔn)確性。綜上所述，選用AT89C51單片機(jī)作為電子萬年歷芯片的控制單片機(jī)。 2. 顯示模塊選擇方案和論證 采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對于電子萬年歷而言，一個(gè)1602的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受,需要的接口線較多,但會(huì)給調(diào)試帶來諸多方便。 本次電子萬年歷設(shè)計(jì)需要顯示的參數(shù)多，數(shù)碼管需要的數(shù)量較多，綜合性價(jià)比，所以采用了LCD液晶顯示屏。 3. 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。 本次設(shè)計(jì)在時(shí)間顯示方面需要盡可能的減少誤差，與現(xiàn)實(shí)時(shí)間同步，所以在時(shí)鐘方面選用了DS1302芯片。 4. 溫度傳感器的選擇方案與論證 采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機(jī)連接，可以避免A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)為盡可能的減少誤差，所以采用DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。 5. 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 綜上各模塊的選擇方案與論證，確定最后的主要硬件資源如下：采用AT89C51作為主控制系統(tǒng)；DS1302提供時(shí)鐘；DS18B20作為數(shù)字式溫度傳感器；LCD1602液晶屏作為顯示。 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和設(shè)計(jì)思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。如圖2-1所示。硬件電路主要由主控制器、鍵盤控制模塊、溫度傳采集模塊、DS1302時(shí)鐘模塊、液晶顯示模塊構(gòu)成。 圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 第三章 硬件設(shè)計(jì) 第六章 結(jié)論與展望 至此，關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容就介紹完了，進(jìn)行這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一切都是從零開始，從最簡單查資料、了解各個(gè)元件的功能起步，再確定設(shè)計(jì)方案、畫流程圖、編寫程序到最后進(jìn)行仿真，這次課題設(shè)計(jì)可以說成功完成。系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)合理,功能完備,運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此萬年歷實(shí)現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，充分發(fā)揮了人的主觀能動(dòng)性，自主學(xué)習(xí)，學(xué)到了許多沒學(xué)到的知識(shí)。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時(shí)遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考查資料，和同學(xué)討論，向老師請教，理清了思路，完成對程序的編寫。通過設(shè)計(jì)提高了對單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。通過實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)，提高軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試能力；通過這次設(shè)計(jì)熟悉以單片機(jī)核心的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，掌握硬件電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，掌握相關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法。最終較好的完成了設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的目的，完了最初的設(shè)想。 但是由于時(shí)間和個(gè)人能力的原因，整個(gè)系統(tǒng)看起來還是顯得非常的簡單，只實(shí)現(xiàn)了一些最基本的功能，還有許多不足和可以擴(kuò)展的地方，這些有待以后來彌補(bǔ)，還望各位老師予以指正和修改。 致 謝 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)和生活就要隨著這篇論文的結(jié)束而結(jié)束了。有許許多多的不舍，也有許許多多的感謝要說。畢業(yè)論文，實(shí)時(shí)上就是綜合的運(yùn)用三年所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問題，在做畢業(yè)論文的過程中，把所學(xué)知識(shí)梳理一遍，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。在設(shè)計(jì)中，我遇到過很多問題，比如課題需要用什么元器件，主電路圖如何設(shè)計(jì)，程序該怎么編寫等都是一點(diǎn)頭緒都沒有，但是我在設(shè)計(jì)的這一段時(shí)間里查詢了大量的資料：硬件設(shè)計(jì)、原理圖繪制、程序編寫測試與調(diào)試，并且在指導(dǎo)老師的幫助下我學(xué)會(huì)和懂得了很多，逐漸完成了對硬件與軟件編程兩方面設(shè)計(jì)，掌握了硬件調(diào)試、軟件調(diào)試基本方法，這些都將使我終生受益。無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料的查詢、開題、研究和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都得到了劉本山老師無微不至的悉心指導(dǎo)和幫助。我愿借此機(jī)會(huì)向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝！ 其次要感謝所有教育過我的老師！是你們纏手給我的專業(yè)知識(shí)是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎(chǔ)。我還要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)系、關(guān)注和支持！ 大學(xué)的生活讓我有了堅(jiān)強(qiáng)的性格，冷靜的頭腦和永遠(yuǎn)樂觀的態(tài)度。最重要的是讓我有了責(zé)任感，對自己、對家人和對社會(huì)的責(zé)任感。 我愿在未來的學(xué)習(xí)和工作中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友。 參考文獻(xiàn) [1] 李光飛 .李良兒.樓然苗.單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)[M].北京:航空航天大學(xué)出版社，2006 [2] 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