单片机课程设计-电子万年历设计报告

《单片机课程设计-电子万年历设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计-电子万年历设计报告（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、河南城建学院课程设计报告单片机课程设计课题：电子万年历设计系 别： 电气与电子工程系专 业： 电子信息工程姓 名： 学 号： 河南城建学院2011 年 12 月 28 日河南城建学院课程设计报告成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定） 。二、评分设计报告评分 答辩评分 平时表现评分评分项目 任务完成情 况（ 20分）课程设计报告质量（ 40分）表达情况（ 10分）回答问题情 况（ 10分）工作态度与纪律（ 10分）独立工作能力（ 10分）合 计（ 100分）得分课程设计成绩评定班级 姓名 学号成绩： 分（折合等级 ）指导教师签字 年 月 日河南城建学院课程

2、设计报告目 录摘要Abstract.1 绪论（课题背景、概述、目的）.12 设计要求与方案论述.32.1 设计要求.32.2 创新要求 .32.3 系统的方案选择.32.4 电路设计最终方案 .53 系统的硬件设计与实现.63.1 电路设计框图.63.2 硬件设计原理概述.63.3 主要模块的设计.64 系统的软件设计与实现.104.1 程序流程框图.104.2 程序的设计.105 总结 .14参考文献 .15附录 1 硬件电路全图16附录 2 程序17河南城建学院课程设计报告- I -摘 要本设计基于 AT89s51 单片机，结合 DS1302 时钟芯片设计了一个数字万年历，显示部分用数码管

3、动态显示，初始时间可由按键设置，此外还具有温度显示功能，掉电保护功能。万年历还具有节能模式，具有很强的实用性。关键词：单片机 万年历 数码管显示 温度AbstractThis paper is designed based on the AT89s52 SCM, Combining DS1302 clock chip. Display section is using digital tube dynamic display ; Initial time can be set by the button ; In addition , it has the temperature displa

4、y function and the power-off protected function. Besides, it has energy saving mode;This calendar has strong Digital tube display practicability.Keywords：scm;calendar; digital tube display; temperature display河南城建学院课程设计报告- 1 -1 绪论1.1 设计背景电子万年历是实现对年，月，日，时，分，秒数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭，车站， 码头，办公室，银行大厅等场所，成为人们

5、日常生活中的必需品。数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，在此基础上完成的万年历精度高，功能易于扩展。可扩展成为诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等电路。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用有着非常现实的意义。本设计就是数字时钟简单的扩展应用。万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。1.2 硬件部分硬件部分主要由 AT89S52 单片机，LED 显示电路，以及调时按键电路等组成。在

6、单片机的选择上使用 AT89S52 单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。采用 4-16 译码器作为选择端，控制共阴数码管动态显示，结合时钟芯片 DS1302 和温度传感器 18B20显示时间和温度。制作前在 Proteus 软件中嵌入单片机内进行仿真可以更好的进行硬件布局。河南城建学院课程设计报告- 2 -1.3 软件部分软件方面主要包括日历程序、时间调整程序，显示程序等。程序采用 C 语言编写，以便更简单地实现调整时间及阴历显示功能。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。河南城建学院课程设计报告- 3 -2

7、 设计要求与方案论证2.1 设计要求：2.1.1 具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能；2.1.2 万年历具有闰月识别显示功能；2.1.3 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；2.2 创新要求2.2.1 万年历具有阴历显示功能；2.2.2 具有测量室内温度功能；2.3 系统基本方案选择和论证2.3.1 单片机芯片的选择方案和论证：方案一: 采用 89C51 芯片作为硬件核心，采用 Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于 3V 的超低压工作,而且与 MCS-51 系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备 ISP 在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程

8、序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二:采用 AT89S52,片内 ROM 全都采用 Flash ROM；能以 3V 的超底压工作；同时也与 MCS-51 系列单片机完全该芯片内部存储器为 8KB ROM 存储空间，同样具有 89C51 的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程河南城建学院课程设计报告- 4 -序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。所以选择采用 AT89S52 作为主控制系统.2.3.2 显示模块选择方案和论证：方案一：采用 LED 液晶显示屏 ,液

9、晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用 LED 液晶显示屏.方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示.方案三：采用 LED 数码管动态扫描,LED 数码管价格适中 ,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。所以采用了 LED 数码管作为显示。2.3.3 时钟芯片的选择方案和论证：方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计

10、数。采用此种方案虽然减少芯片的使河南城建学院课程设计报告- 5 -用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。所以不采用此方案。方案二：采用 DS1302 时钟芯片实现时钟，DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高,位的 RAM 做为数据暂存区，工作电压2.5V5.5V 范围内，2.5V 时耗电小于 300nA.2.4 电路设计最终方案综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用 AT89S52 作为主控制系统; DS1302 提供时钟;数字式温度传感器;LED 数码管动态扫描作为显示。河南城建学院课程设计报告- 6 -3.系

11、统的硬件设计与实现3.1 电路设计框图图 2.1 电路设计框图3.2 系统硬件概述本电路是由 AT89S52 单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在 3V 超低压工作；时钟电路由 DS1302 提供，它是一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与 CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。温度的采集由 DS18B20构成；显示部份由 17 个数码管，74ls154 译码器构成。使用动态扫描显示方式对数字的显示。3.3 主要模块的设计3

12、.3.1 单片机主控制模块的设计AT89S52 单片机为 40 引脚双列直插芯片,有四个 I/O 口P0,P1,P2,P3, MCS-51 单片机共有 4 个 8 位的 I/O 口（P0、P1、P2、P3） ，每一条 I/O 线都能独立地作输出或输入。单片机的最小系统如下图所示,18 引脚和 19 引脚接时钟电路,XTAL1 接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器河南城建学院课程设计报告- 7 -的输入,XTAL2 接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第 9 引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20 引脚为接地端,40 引脚为电源

13、端. 如图 3.3.1 所示图 3.3.1 主控制系统3.3.2 时钟电路模块的设计图 3.3.2 示出 DS1302 的引脚排列，其中 Vcc1 为后备电源，Vcc2 为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 两者中的较大者供电。当 Vcc2 大于Vcc1+0.2V 时，Vcc2 给 DS1302 供电。当 Vcc2 小于 Vcc1 时，DS1302 由 Vcc1 供电。 X1 和 X2 是振荡源，外接 32.KHz 晶振。RST 是复位 /片选线，通过把 RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST 输入有两种功能：首先，RS

14、T 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当 RST 为高电平时，所有的数据传送被初始河南城建学院课程设计报告- 8 -化，允许对 DS1302 进行操作。如果在传送过程中 RSTS 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电动行时，在 Vcc大于等于 2.5V 之前，RST 必须保持低电平。中有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平，I/O 为串行数据输入端（双向） 。SCLK 始终是输入端。图 3.3.2 DS1302 的引脚图3.3.3 温度传感器模块河南城建学院课程设计报告- 9 -图 3.3.318B20 的引脚图3.3.4 显示模块的设计如图 3.3.4 所示，采用动态扫描显示，由 17 个数码管，4-16 译码器 74LS154 接 1K 限流电阻接到共阴数码管的 CoM 端作为选通位码,每位选择相应的列，P0 口输出数据再接 9013 三极管送达数码管。图 3.3.4 显示模块河南城建学院课程设计报告- 10 -4.系统的软件设计4.1 程序流程框图图 4.1 程序流程框图4.2 子程序的设计4.2.1 读、写 DS13