基于单片机的万年历设计安工程毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的万年历设计安工程毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

.............................................................. 13 表 3 4 DS1302 控制字介绍 ................................................................................................ 13 表 3 5 DS18B20 的引脚功能描 述 ..................................................................................... 16 安徽工程大学毕业设计（ 论文） 1 引 言 电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。 进入二十一世纪，高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。 现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。 现在的世界，电子技术无处不在，电子手表、手机、数码相机、电视、计算机、机器人、大规模生产的工业流水线、因特网、航天飞机 、宇宙探测等等。 可以说，人们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。 随着社会、科技的发展，人类得知时间，从观太 阳、摆钟到现在电子钟，不断研究创新。 为了在观测时间的同时，能够了解其它与人类密切相关的信息，比如温度、星期、日期等，电子万年历诞生了，它集时间、日期、星期和温度功能于一身，具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点 ，符合电子仪器仪表的发展趋势。 伴随着电子技术的迅速发展，特别是 大规模集成电路出现， 电子技术给我们的 生活带来了根本性的改变。 尤其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。 电子万年历 的出现给人们的生活带来的诸多方便，作为一种附加功能，现在越来越广泛的被应用于各种电子产品中，具有广阔的市场前景。 通 过以往 的相关课程学习和理解 ，独立的完成了 电子万 年历的设计。 电子万年历作为电子类小产品不仅是市场上的宠儿，也是单片机设计 中一个很实用的题目。 因为这个课题有很好的开放性和可发挥性，对制作者的要求比 较高，不仅考察了对单片机的掌握能力，而且要求设计的电子万年历在操作上 简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。 所以，电子万年历制作无论从实用目的，还是从培养能力的角度来看都是很有价值的毕业设计课题。 本电子万 年历的设计在硬件方面主要采用 AT89C51 单片机作为主控核心，由 DS1302 时钟芯片提供时钟、 1602LCM 点阵液晶显示屏显示。 AT89C51 单片机是由Atmel公司推出 ，功耗小，电压可选用 4～ 6V电压供电； DS1302时钟芯片是美国 DALLAS公司推出的具有涓细电流充电功能的低功耗实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且 DS1302 的使用寿命长，误差小；数字显示是采用的 LCD 液晶显示屏来 直观的数字显示 ，可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等信息。 此外， 该电子万年历还具有时间校准等功能。 此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成 本低廉等诸多优点。 在软件方面，主要包括日历程序、时间调整程序，显示程序等。 所有程序编写完成后，在 Keil 软件中进行调试，确定没有问题后，在 Proteus 软件中嵌入单片机内进行仿真。 最后在老师同学的帮助以及自己的努力下完成了此次电子万年历的设计。 王习军 ：基于单片机的万年历设计 2 第 1 章 绪论 课题的背景与意义 很早以前，我们的先人就用“逝者如斯夫，不舍昼夜” 这样的话来感叹时光流逝，教育后人要珍惜时光，有所作为。 随着 人类社会 的进步和 科技的发展， 人 们计 量 时间的流逝 ,从 最初的 观太阳 到 摆钟 、机械表 到现在电子钟，人 们 不断研究，不断 创造 纪录。 现在，电子技术日新月异，各种关系到人们生活的 电子产品琳琅满目，我们已经快告别活跃很久的纯机械时代，并且逐渐由机械化仪器转型为电子仪器。 从前的摆钟、机械手表已经被电子表，数字万年历所替代。 近观 近年来我国经济的发展局势，经济发展的支柱产业 —— 电子产业获得快速良好的发展，各种电子产品应接不暇充次着我们的生活，大街小巷随处可见，几乎人手一部的手机，从最初的打电话发短信，到现在无所不能的智能机 也更新了好几代。 随着电子产品的更新速度的加快，各种功能更加强大，款式新颖的电子产品也在不断地问世。 单片机应用技术飞速发展，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。 单片机是集 CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。 它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。 而 51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 基于单片机的电子万年历便是这一发展潮流中最经典的缩影，电子万年历满足了人们对于获取准确时间的要求。 电子万年历 的出现给人们的生活带来了巨大方便。 生活在步伐加快竞争压力巨大的社会里，时间就是金钱，时间就是生命，时间对人们显得特别的宝贵，其所拥有的作用更是可以不言而喻。 它在学校里、车站里、港口中、剧院中、医院中、办公室里等许多公共场所的应用是非常广泛的。 但传统的数字万年历除显示时间之外，功能过于简单，不能很好地满足人们的需求，逐渐失去了往日的市场。 为了跟上电子技术的更新和发展，为了人们对生产、生活的需求，各种 功能强大的新式万年历不断涌现出，它的功能更全面而且更加人性化。 电子万年历作 为电子产品，以其体积小，携带方便、实用，美观等优势一直占领着广阔的 市场，与此同时它也一直成为单片机设计培训中很常用的一个课题。 基于这个课题有极好的的开发思维和发挥想象力的作用，并且它还可以通过逻辑实现许多功能，因此往往对我们设计者的要求很高，有一定的难度，电子万年历的设计不仅考察了我们对单片机知识的掌握能力，而且也更加突出了对单 片机的扩展应用知识的掌握。 并且还要求设计的电子万年历在使用上简单，功能上要 齐全，人机交互友好美观人性化。 因 此基于单片机的电子万年历无论从实用的方面还是培养能力的方面来看都有巨大的价值。 电子万年历的现状与发展 二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。 电子万年历的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。 所以说电子万年历的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。 安徽工程大学毕业设计（ 论文） 3 由于社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，促使电子万年历发展并且投入 市场得到广泛应用。 这次毕业设计通过对它的学习，应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。 目前，单片机技术已经 进入了我们的产业中，家用电器、汽车电子行业，工业自动化等 都有单片机的存在，单片机已经融入企业，融入人们每一天的生活。 而电子 万年历不过只是单片机最突出的代表，它 最被人们所熟知，所接受，它优化着人们与家庭和环境的整体关系，电子 万年历向着超微型、超高 效的方面发展，而且他已经越来越微型化，越来越集成化，这些都为电子万年历上的集中控制提供了必不可缺的基础。 目前，市场上有出售的各种各样数字万年历，它们品种很多 而且 实现了各种功能，其中绝大部分是基于单片机设计的电子控制系统。 它们一般都是由输入脉冲电路、单片机芯片、晶振和复位电路、外部存储器和 LCD 显示电路组成。 当今，电子万年历主要还是用于帮助人们计时、能自动报时、定时、供人们查询日期以及能自动控制等方面。 因为单片机技术和数字集成电路技术的 迅速发展和采用了最先进的石英技术，使得如今我们所认识和接触的电子万年历都具有体积小、省电、计时准确、性能稳定、方便维护、携带方便等诸多优点。 除此之外，现在市场上已经有开发的电子万年历集成电路芯片出售，而且价格便宜， 使用 起来也比一般 的电子 万年历方便许多。 从 日历的发展历程来看，已经有数千年的历史。 现代日历已经很少接触到那些纸质的或者不常见的类型。 因为 随着我们对 日历的使用范围的不断扩大，功能也会日益增加，种类更是会越来越多。 从 80 年代开始，万年历随着单片机和超大规模集成芯片的快速发展，为电子万年历的完美诞生奠定了最根本的基础，其中有物质基础也有思想的基础。 而近几年来，电子 万年历的发展方向已经不是追求多样了，而是朝着精密的走时、良好的稳定性、使用很方便、耗电量 很小、走时延续的时间长、体积小、功能多、制造成本较低等方向发展。 我所见过最新的电 子 万年历，它除了具有了我们常见万年历功能外，而且还具有倒计时、多点的定时、语音报时、音乐播放、实时温度测量和显示等功能。 在硬件设计方面它并没有太大的变化，主要是通过增加诸多软件部分来实现所需要的一些高级功能。 我们不难想像，在科学技术飞速发展的同时，各种各样的高新技术的出现已经被广泛应用到我们的生活中。 电子万年历产品也必是将沿着体积小、耗电少、性能稳定、计时准确、 维护方便、携带方便等方向发展。 我 想通过本次设计能实现公历显示，时间显示、实时温度显示、闹钟 等功能。 主要的工作量在软件调试部分，设计的程序在电子 万年 历设计系统中实现我需要的功能。 设计 的主要工作及章节安排 本设计主要围绕对电子万年历系统的设计为主线展开，主要包括硬件 部分 设计，软件 部分 设计。 其中硬件 部分 设计 包括复位电路的设计、时钟电路的设计、按键电路的设计、单片机控制电路设计、电子万年历的显示电路设计等。 软件部分要设计出各个功能模块的控制程序。 本设计 所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容及工作重点包括以下几个方面： （ 1） 选用电子万年历芯片时，应重点考虑性能稳定、使用方便 、低功耗、抗断电的器件。 （ 2）根据选用的电 子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。 王习军 ：基于单片机的万年历设计 4 （ 3）通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行， 实现本设计的功能。 （ 4） 在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现， 系统电路尽量简单。 （ 5） 在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户操作等因素。 本章小结 本章 说明 了本 设计 的选题来源及研究 的 意义，讲述了 电子万年历系统 在国内外的发展过程及当前 的 现状，其中叙述了 电子万年历系统 的 特 点 和优点 ，根据 本次设计 的 要求，明确了后续章节主要 研究的内容。 安徽工程大学毕业设计（ 论文） 5 第 2 章 设计方案论证 电子万年历系统概述 本设计是利用按键 输入控制信号，将控制指令传送给 AT89C51 主控单片机，通过单片机处理数据 ，配合复位电路和时钟电路来驱动 LCD 的显示、温度采集和闹铃播放，从而实现 电子万年历的各项功能。 单片机是整个设计 的核心部分，它既是协调整个系统工作的控制器，又是数据处理器。 Atmel 公司的 AT89S 系列能完成本次设计 所需要求的所有功能，所以选用单片机 AT89C51；时钟芯片采用 DALLAS 公司的 DS1302 时钟芯片，采用锂电池为 DS1302 供电，掉电保护， 保证时间数据不会丢失；按键电路采用四个按键，分别实现调整时间 和日 期、设置闹钟、显示时间温度等 ；显示电路采用 LCD1602字符 液晶显示器，显示字体清晰。 本设计选用 简单的蜂鸣器来播放音乐。 本设计 的基本结构框图如下所示： 图 2 1 系统硬件结构框 图 设计任务和主要内容 本设计是基于单片机的电子 万年历设计，控制核心为 AT89C51 单片机，采用 模块化的设计，设计了诸多功能模块， 主要包括单片机核心控制系统、实时时钟显示模块、环境温度实时检测模块、语音输出模块、人机接口通信模块等。 单片机控制模块是 整个系统的核心部分，它既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。 它由单片机、复位电路、晶振电路、时钟电路等外围电路组成。 实时时钟芯片采用的是带 RAM 的时钟芯片 DS1302。 该芯片可以进行时分秒的计数，具有 10000 年日历查询和显示，可以编程接口，通过加入外部电池供电可以实现掉电保存功能，并且可以加入报警功能。 温度检测模块采用的是 DALLAS 公司所生产的单线数字温度传 感器 DS18B20，它具有 独特的单线总线接口方式，具有接口简单、抗干扰能力强、工作稳定可靠、精度高、使用方便等优点。 语音输出模块是提示用户系统的闹钟定时状态或对系统进行操作时所发出错误警DS18B20 温度传感器。