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1、南华大学电气工程学院单片机原理及应用课程设计单片机原理及应用课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：一、设计一多功能数字钟以一昼夜24小时为一个计数周期。二、主要技术指标与要求：（1）基本功能a 准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；b小时的计时为12进位，分和秒的计时为60进位；c 校时功能。（2）扩展功能a定时控制；b整点报时。c 星期提示d其他功能（显示温度、湿度等） 2对课程设计成果的要求包括图表、原理图、仿真图等：设计电路，编写程序，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程
2、要求，使用proteus软件绘出原理图,器件的选择要有计算依据。3主要参考文献：1李朝青. 单片机原理及接口技术. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2005,53龚运新. 单片机C语言开发技术. 北京:清华大学出版社, 2006,94孙涵芳. MCS-51系列单片机原理及应用M. 北京: 北京航空航天大学出版社 1996,45贾好来. MCS51单片机原理及应用 机械工业出版社 2007年6陈海宴. 51单片机原理及应用基于Keilc与Proteus北京: 北京航空航天大学出版社 2010,74课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容12014-9-6布置任务，教师讲解设计方法
3、及要求22014-9-6至11查找阅读资料，初定方案,小组会议讨论并确定方案32014-9-11至16硬件电路设计及程序编写42014-9-16至19仿真、实验并写说明书，小组讨论52014-9-19答辩指导教师汪普林日期： 2014 年 9 月 19 日前言随着科技的快速发展，从摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。目前，单片机技术的应用产品已经走进了千家万户，电子时钟的出现给人们的生活带来了诸多方便，随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用，单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用
4、中独占鳌头，单片机开发技术已成为电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。单片机单芯片的微小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具，于是基于单片机的醒目而时尚的电子多功能时钟顺应而生。基于单片机的电子多功能时钟结合了时钟和日历的功能，将其二者融为一体，在显示时间的同时还能显示日期和年、月，它主要是通过单片机来读取时钟芯片的时间、日期，然后送给显示设备显示出来。而电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是是单片机实验中
5、一个很常用的题目。因为它的有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用，而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色，数字显示的时钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用，壁挂式LED数码管显示的日历钟逐渐受到人们的欢迎。LED数字显示的日历钟显示清晰直观、走时准确、可以进行夜视，并且还可以扩展出多种功能。目录前言3目录4摘要6ABSTRACT71. 系统的方案设计与论证81.1 单片机芯片设计与论证91.2按键控制模块设计与论证91.3时钟模块设计与论证91.4温度采集模块设
6、计与论证101.4.1 温度测量的步骤101.4.2 DS18B20的操作时序101.5 显示模块模块设计与论证111.5.1 1602字符型LCD简介111.5.2 1602引脚功能说明111.5.3 1602LCD的指令说明及时序121.5.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表141.5.5 1602LCD的一般初始化（复位）过程151.5.6 1602LCD的电路连接151.6 蜂鸣器闹铃电路162 系统硬件的设计172.1 AT89S51单片机172.2 时钟芯片DS1302接口设计与性能分析202.2.1 DS1302性能简介202.2.2 DS1302接口电路设计212.
7、3 温度芯片DS18B20接口设计与性能分析232.3.1 DS18B20性能简介231.DS18B20的主要特性232.3.2 DS18B20接口电路设计242.3.3 DS18B20的工作时序242.4 LCD显示模块272.4.1 LCD1602的特性及使用说明272.4.2 LCD1602与MCU的接口电路282.5 按键模块设计282.6 复位电路的设计283 系统的软件设计303.1主程序流程图的设计30主程序流程313.2时间设置子程序流程313.3 闹钟设置子程序流程32参考文献33附录：单片机多功能时钟程序34心得与感悟54摘要本文介绍了基于AT89S52单片机的多功能电子万
8、年历的硬件结构和软硬件设计方法。本设计由数据显示模块、温度采集模块、时间处理模块和调整设置模块四个模块组成。系统以AT89S52单片机为控制器，以串行时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。温度采集选用DS18B20芯片，万年历采用直观的数字显示，数据显示采用1602液晶显示模块，可以在LCD上同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，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，具有广阔的市场前景。关键字：时钟显示 调整 温度计 液晶显示ABSTRACTThis paper intr
9、oduces the based on AT89S52 multi-function electronic calendar of the hardware structure and software and hardware design method. This design by data display module, temperature acquisition module, time processing module and set module four modules. With AT89S52 single-chip microcomputer system for
10、the controller to serial clock calendar chip DS1302 record calendar and time, it can be to date and time, minutes and seconds for the time, also has a leap year compensation and other functions. Temperature gathering choose DS18B20 chip, calendar by using object digital display, data showed that the
11、 1602 liquid crystal display module, can be in the LCD shows at the same time year, month, day, Sunday, when, minutes and seconds, still have time calibration etc. Function. This calendar has read the convenient, direct display, functional diversity, simple circuit, low cost, and many other advantag
12、es, has a broad market prospect. Key words：The clock display adjustment thermometer LCD display1. 系统的方案设计与论证单片机电子万年历的制作有多种方法，可供选择的器件和运用的技术也有很多种。所以，系统的总体设计方案应在满足系统功能的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要简单使用、易于实现，器件的选用着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗以及低廉的成本。系统的功能往往决定了系统采用的结构，经过成本，性能，功耗等多方面的考虑决定用三个8位74LS164串行接口外接LED显示器，RESPACK-
13、8对单片机AT89S52进行供电，时间芯片DS1302连接单片机AT89S52。从而实现电子万年历的功能。按照系统设计的要求，初步确定系统由电源模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块、温度测量模块和闹钟模块共六个模块组成，电路系统构成框图如图1所示。图1 硬件电路框图1.1 单片机芯片设计与论证方案一: 采用AT89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能用于3V的超低电压工作,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烧入程序时，对芯片的
14、多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二:采用AT89S52芯片作为硬件核心,采用Flash ROM，能以3V的超低电压工作，而且与MCS-51系列单片机完全兼容，该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间。同样具有AT89S52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。由于AT89S52内部具有8KBROM存储芯片并且支持ISP在线编程，因此采用AT89S52作为主控芯片。1.2 按键控制模块设计与论证方案一：采用矩阵键盘，由于按键多可实现数值的直接键入，但在系统中需要CPU不间断的
15、对其端口扫描。方案二：采用独立按键，查询简单，程序处理简单,可节省CPU资源。因系统中所需按键不多，为了释放更多的CPU占有时间，操作方便，故采用方案二。1.3 时钟模块设计与论证方案一：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。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。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作为数据暂存区，工作电压2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.由于DS1302时钟芯片计数时间精度高，而且具有闰年补偿功能等优点，故采用方
