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1、徐州师范大学物电学院课程设计报告课 程 名 称： 单片机 题 目： 电子万年历 专 业 班 级： 07 物 41 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 日 期： 2010.06.25 指 导 教 师： 物电学院教务部印制说明：1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指导并确认签字。2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并填写成绩评定表。3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。答辩小组成员应由 2 人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。4、报告正文字数一般应不少于 3000 字，也可由指导教
2、师根据本门课程设计的情况另行规定。5、平时表现成绩低于 6 分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不及格处理。6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。7、此表格式为徐州师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。一、课程设计目的、任务和内容要求：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
3、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。具体设计任务如下：1熟悉电子万年历的工作原理；2写出电子万年历的设计方案；3用硬件加以实现；4写课程设计报告。设计功能：1.基本功能 具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能； 万年历具有闰月识别显示功能； 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；2. 特色功能 万年历具有节能显示功能； 具有测量室内温度功能
4、；二、进度安排：第 13 天： 查找资料，熟悉电子万年历的设计原理，给出设计总体方案；第 46 天： 各模块的详细设计；第 712 天： 硬件连线，调试；第 1314 天：写课程设计报告。三、主要参考文献：1. 张齐，朱宁西 单片机系统设计与开发 华南理工大学 电子机械出版社，20082. 陈正振 电子电路设计与制作 广西交通职业技术学院信息工程系 20073. 张友德，赵志英，涂时亮 单片微型机 复旦大学 复旦大学出版社，2006 指导教师签字： 年 月 日徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- I -目 录摘 要 . IIAbstract . II1 课题背景（或绪论、概述）. 12
5、 设计要求与方案论述. 22.1 设计要求.2 2.2 创新要求 .22.3 系统的方案选择 .2 2.4 电路设计最终方案 .3 3 系统的硬件设计与实现. 43.1 电路设计框图. .4 3.2 硬件设计原理概述.43.3 主要模块的设计.4 4 系统的软件设计与实现. 74.1 程序流程框图 .7 4.2 子程序的设计.75 总 结 .10 参考文献 .11附录 主要程序代码 .12 徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- II -摘 要本设计基于 AT89s52 单片机，结合 DS1302 时钟芯片设计了一个数字万年历，显示部分用数码管动态显示，初始时间可由按键设置，此外还具有温
6、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 display function and the pow
7、er-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徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 1 -1 绪论万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。1.1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。在单片机的选择上使用 A
8、T89S52 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。1.2 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。徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 2 -2 设计要求与方案论证2.1设计要求
9、：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，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要
10、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
11、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。徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 3 -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、秒计数。采用此种方案虽
12、然减少芯片的使用，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。徐州师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 4 -3.系统的硬件设计与实现3.1 电路设计框
13、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3.3.1 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 引脚为电源端. 如图 3.3.1 所示徐州
