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1、黄石理工学院毕业设计论文题 目：基于MCS-51的万年历设计 院 系： 专 业： 姓 名： 指导老师： 黄 石 理 工 学 院 毕 业 设 计 论 文摘 要本设计是一个基于MCS-51单片机实现的万年历。本文首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,其次，详细阐述了程序的各个模块和实现方法。本设计以数字集成电路技术为基础，AT89C51单片机技术为核心。本文编写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。本系统以单片机的C语言进行软件设计，为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序
2、设计的逻辑关系更加简洁明了。系统通过字符型液晶显示数据，所以具有人性化的操作和直观的显示效果。可以显示时间、公历日期、星期，并有闹铃、语音报时及检测温度的功能。关键词： 单片机； 液晶模块 ；语音报时；温度传感器；IAbstract The design is a based on the MCS-51 perpetual calendar. This article first describes the system hardware principle of work,and attaches by the system structure diagram performs to exp
3、lain,emphatically introduced this system applies various hardware connection technology and each interface module function and the workprocess, next, it is elaborated the procedure of each module and how they realized. This design is based on the digital IC, and the core of AT89C51 MCU technique. Th
4、is article writed with the guiding of software and hardware unifies, take the hardware as thefoundation, writing each programme for each functions module. This systems software design whth the MCU C language, in order to be advantageous for theexpansion and change, the software design uses the desig
5、n of modularization, so that the logical of the programmer become clear and it is easy to understand .This system use the character LCD to show the data，so it has the humanize operation and the intuitionistic show effect. It can show the time, Gregorian calendar, week, bell, pronunciation of time an
6、d the temperature examination.The keyword：MCU; LCD module; The pronunciation of time; Temperature sensor.目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 方案论证32.1 功能要求32.2 方案确定3第3章 系统硬件设计63.1 电源部分的设计63.1.1 变压器式直流稳压电源63.1.2 开关式直流稳压电源73.1.3 开关式直流稳压电源的设计73.2 主电路的设计83.2.1 主要芯片的选择83.2.2 主电路原理分析93.3 单片机外围芯片简介103.3.1 1602LCD显示
7、模块103.3.2 温度传感器DS18B20133.3.3 语音芯片ISD142016第4章 程序设计194.1 总体设计194.2 主程序的设计204.3 INT1中断服务程序224.4 各功能模块的设计224.4.1 显示子程序224.4.2 日历、时间校正子程序234.4.3 定时处理子程序234.4.4 温度检测及处理子程序254.4.5 语音报时子程序274.4.6 延时子程序28第5章 调试及性能分析295.1 软件调试295.2 硬件调试295.3 性能分析30结束语31致谢32附录一 系统原理图33附录二 系统的PCB图和元件安装图34附录三 程序清单35主要参考文献54第1章
8、 绪论1.1 单片机的发展概况单片机一词最初源于“Single Chip Microcomputer”,它忠实地反映了早期单片机的形态和本质。随后按照面向对象，突出控制功能，在片内集成了许多外围叫路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成Microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。鉴于它完全作为嵌入式微控制器。由于国内对单片机一词已约定成俗，因此仍沿用至今。但对“单片机”一词的理解，不应现限于“Single Chip Microcomputer”，而应接轨于国际上对单片机的标准称呼“Micro Control
9、ler Unit”（MCU）。单片机的发展大致可分为四个阶段：第一阶段：单片机探索阶段。以Intel公司MCS-48，Motorola公司6801为代表，属低档型8位机。第二阶段：单片机完善阶段。以Intel公司MCS-51，Motorola公司68HC05为代表，属高档型8位机。此阶段，8位单片机体系进一步完善，特别是MCS-51系列单片机在世界和我国得到了广泛的应用，奠定了它在单片机领域的经典地位，形成了事实上的8位单片机标准结构。第三阶段：8位机和16位机争艳阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。此阶段Intel公司推出了16位的MCS-96系列单片机，世界其他芯片制造商也纷纷推出了性能
10、优异的16位单片机，但由于价格不菲，其应用面受到一定的限制。相反MCS-51系列单片机，由于其性能价格比高，却得到了广泛的应用，并吸引了世界许多知名制造厂商，竟相使用以80C51为内核，扩展部分测控系统中使用的电路技术、接口技术、A/D、D/A和看门狗等功能部件，推出了许多与80C51兼容的8位单片机。强化了微控制器的特征，进一步巩固和发展了8位单片机的主流地位。第四阶段：微控制器全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，世界各大电气、半导体厂商普遍投入，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机以及小型廉价的专用型单片机，百花齐放，全面发展，单片机已进
11、入一个可广泛选择和全面发展的应用时代。1.2 MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机最初是HMOS制造工艺，其芯片根据片内ROM结构可分为8031（片内无ROM），8051（片内有4KB掩膜ROM），8751（片内有4KB EPROM），统称为51系列单片机。其后又有增强型52系列，包括8032、8052、8752等。HMOS工艺的缺点是功耗较大，随着CMOS工艺的发展，Inter公司生产了CHMOS工艺的80C51芯片，大大降低了功耗，并引入了低功耗管理模式，使低功耗具在可控性。CHMOS工艺的80C51芯片，根据片内ROM结构，也有80C31、80C51、87C51三种类型，引脚与5
12、1系列兼容，指令相同。随后，Intel公司将80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给世界许多著名IC制造厂商，如philips、NEC、Atmel、AMD、Dallas、siemens、Fujutsu、OKI、华邦、LG等。在保持与80C51单片机兼容的基础上，这些公司融入了自身的优势，扩展了针对满足不同测控对象要求的外围电路。这样，80C51单片机就变成了众多芯片制造厂商支持的大家族，成了事实上的标准MCU芯片。1.3 单片机的应用目前，单片机已渗透到我们工作、生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹了。导弹的飞行装置靠的是单片机，网络数据通信及传输，工业自动化控制，智能I
13、C卡系统及各类家用电器的控制都离不开单片机。单片机的特点是体积小，在其增加一些外围电路之后，就能成为一个完整的应用系统。例如，我们日常生活中所用的数字电子秤，其内部就有一块单片机芯片，再加上传感器、液晶屏和一些附加电路，就形成了一个完整的应用系统。由此可见，单片机的可扩展性是不错的，应用也相当灵活。单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益。更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了应用系统传统的设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现的大部分功能，现在用单片机通过软件方法来实现。这种以软件取代硬件的技术，不仅提高了系统的可靠性，还简化了硬件的设计；不仅缩小了系统的体积，还降低了
14、成本。现代电子、电器产品及设备的智能化水平不断提高，在人机界面设计上不但有了文字标识、发光管指示、显像屏显示等视觉表达，而且还有各种听觉表达，如最简单的“滴滴、嘟嘟”讯响声、稍丰富些的音乐声，甚至用人的语言直接对用户“说话”等。用简单的数码语音集成电路可以实现一句或多句语句的播放，如掩模芯片中的“欢迎光临”、“有电危险、请勿靠近”等，还有如ISD系列、APR9600（IVS1560）等芯片可由开发人员或用户任意录制、播放需要的一段或几段语音等。在听觉表达中最复杂的就是语音的组合，它是将用户预存的多段语音按指定顺序连续播放，将字或词汇组合成一句话、甚至一段话播放出来，从而实现最准确、定量的语义表
15、达，例如“嘟，现在温度37.5度，温度偏高”、“现在时间五点二十五分三十三秒”等。传统语音组合电路的设计十分复杂，开发工具十分昂贵，语音录制及软件编制工作量巨大，而且组合出来的语音效果也不甚理想，尤其在投资不大的产品、系统中最为突出，从而制约了这一技术的应用和发展。只在近几年来，模拟存储语音技术的ISD芯片及其廉价的开发编辑工具问世后，情况才大为改观。现在已有专业公司开发出通用ISD语音组合模块，用户只需要在ISD语音芯片中分段录入要求的词汇，即可方便地用单片机控制输出这些词汇的任意组合成句、成段，词汇的语音容量从20秒至480秒甚至更长，以至可以容纳所有的中文汉字发音。 在日常生活及工农业生产中常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。美国达拉斯（DALLAS）半导体公司生产的新型DS18B20温度检测器件, 它是单片结构,无需外加A/ D
