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1、课 程 设 计 说 明 书 课程名称： 单片机技术 设计题目： 基于单片机的万年历设计 院 （部）： 电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学 号： 专业班级： 电子信息工程 指导教师： 2013年 5月 21日课 程 设 计 任 务 书设计题目 基于单片机的万年历设计学生姓名所在院部电子信息与电气工程学院专业、年级、班电子信息工程设计要求：1、设计制作一个用LCD1602显示的带温度显示的万年历；2、具有年、月、日、星期、时、分、秒、温度等显示功能； 3、具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；4、具有闹钟显示、调节设定、整点鸣叫功能。学生应完成的工作： 设计一个万年历系统，四个人一组，自由
2、组合，组长分配各自任务。首先应该搜集相关资料拟定硬件方案，完成硬件电路的的设计，其次编写相应程序，然后在Proteus软件上仿真直到达到设计要求，然后用Altium Designer绘制原理图，最后根据设计原理图进行系统的安装调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。该生主要负责系统的制作与调试。参考文献阅读：1童诗白.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2005. 2阎 石.数字电子技术（第五版）M.北京：高等教育出版社，2005.3张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社，2010. 4周灵彬，任开杰.基于Proteus的电路与PCB设计M.北京：电子工业出版
3、社，2010.5穆秀春，冯新宇，王宇.Altium Designer原理图与PCB设计M.北京：电子工业出版社，2011.工作计划： 5月6号：搜集资料；5月7号：方案论证并拟定硬件方案；5月8号：讨论优化并确定硬件方案；5月9号10号：讨论确定程序流程并绘制流程图； 5月13号：根据流程图编写程序并且进行软件的仿真与调试；5月14号15号：系统的制作并撰写课程设计报告；5月16号：烧录程序并调试； 5月17号：完成课程设计报告的撰写。任务下达日期：2013 年 5 月 6 日任务完成日期：2013 年 5 月17 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 万 年 历摘 要：以AT89S52为主控
4、芯片设计了一个带温度显示的万年历系统，该系统具有年、月、日、星期、时、分、秒、闹钟显示和调整，并且还能显示温度和按键提示音、整点鸣叫、定时闹钟鸣叫等功能。其中显示部分采用LCD1602显示，时钟部分采用DS1302时钟芯片，温度部分采用DS18B20单线温度传感器。报时鸣叫采用有源蜂鸣器并用三极管驱动。软件方面采用C语言编程，利用Keil uVision4软件编写C语言程序并且生成HEX文件。先将程序通过Proteus软件仿真，通过之后再烧录到单片机中。该设计的优点是充分利用了LCD1602的显示功能完成了万年历应该具有的功能并且还扩展了温度和闹钟。不足之处是受到LCD1602显示功能的限制没
5、能显示农历日期和汉字，而且报时部分只是发出滴滴声而不是语音报时。关键词： 万年历；AT89S52；LCD1602；温度传感器；时钟芯片；按键 目 录1.设计背景 11.1时钟的用途及精度的需求11.2万年历的使用现状及设计目的12.设计方案22.1任务分析22.2方案选择和论证 23. 方案实施 63.1原理图设计 6 3.2万用板焊接的步骤、注意事项及技巧113.3系统的制作与调试 144.结果与结论165.收获与致谢176.参考文献187.附件 19 7.1电路原理图19 7.2 Proteus仿真图20 7.3电路工作中实物图21 7.4元器件清单23 7.5源程序清单 241.设计背景
6、1.1时钟的用途及精度的需求时间，对人们来说是非常宝贵的，准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要。随着时间的流逝，科学技术的不断发展和提高，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好、更方便、更精确的显示时间，这就要求人们不断设计研发出新型的时钟。高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。 1.2
7、万年历的使用现状及设计目的如今万年历已经在人们生活中广泛的使用，它不仅是记录日期和时间的工具，而且也成为了一种装饰品。现在的万年历可以说是多种多样，外观精美。放在家里既可以计时也可作为风景壁画，因此越来越受到大众消费者的喜爱。本次课程设计通过利用AT89S52单片机和DS1302芯片以及外围的按键和LCD显示器等部件，设计一个基于单片机的万年历。设计的万年历通过液晶显示器显示，并能通过按键对时间以及闹钟进行设置。目的来模拟真实产品中万年历的工作原理，具有很强的实用性和现实意义。2.设计方案2.1任务分析目的是设计一个带温度显示的万年历系统，该系统具有年、月、日、星期、时、分、秒、闹钟显示和调整
8、功能，并且还能显示温度和按键鸣叫、整点鸣叫、定时闹钟鸣叫等功能。软件方面采用C语言编程，利用Keil uVision4软件编写C语言程序并且生成HEX文件。先将程序在Proteus仿真，通过之后再烧录到单片机中。最后系统制作并调试，完成课程设计报告并提交。2.2方案选择和论证2.2.1 显示模块选择方案和论证方案一： 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,且难度也相对较高,所以不用此种作为显示。方案二：采用LED数码管动态扫描。LED数码管价格便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大，且显示容量不够，所以也不用此种方案。方
9、案三：采用LCD液晶显示屏。液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字，显示多样,清晰可见,且价格适中，所以采用了LCD液晶作为显示。2.2.2 时钟模块的方案选择和论证方案一： 直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序算法实现年、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。软件算法复杂不易实现，所以不采用此方案。方案二： DS12C887 实时时钟芯片功能丰富， 能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决子“千年”问题；DS12C887 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还
10、能够保持10 年之久；DS12C887 中带有128 字节RAM，其中有11 字节RAM用来存储时间信息，4 字节RAM用来存储DS12C887的控制信息，称为控制寄存器，113 字节通用RAM 使用户使用；但是它是采用的并行操作占用IO口的数量过多。而且价格昂贵。方案三： 采用DS1302时钟芯片实现时钟，减小了单片机的负担。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,工作电压2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA.成本较低且占用IO口较少，综合考虑所以采用这种方案。2.2.3 按键控制模块的方案选择和论证方案
11、一： 直接加减：使用7按键，1按键切换闹钟，6按键对时分秒分别加减，控制方式相当简单，但需要较多按键与I/O口，功能一般，成本较高。方案二： 矩阵键盘：使用16按键对时分秒直接设置，能最为灵活的对数字钟进行设置，功能强大，但控制方式相对困难，成本较高，需要较多按键与I/O口。方案三： 换位调整：使用4按键，1键设置闹钟，1键设置调整时间，1键调整，1键确定，此种控制方式采用按键复用方法，占用I/O口少，成本低廉，但功能完全满足设计要求。经过反复比较，在3种方案中选取了第3种换位调整，此方案成本低，功能已经足够满足数字钟的需要，而且硬件软件均比较简单。2.2.4 温度采集模块方案选择 DS18B
12、20数字温度传感器接线方便，独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。因此DS18B20完全满足设计要求。 AT89S522.2.5 方案的整体框图 DS1302 电源模块 DS18B20 复位电路 LCD1602 时钟电路 蜂 鸣 器 按 键 图1 整体方框图2.2.6设计流程图程序部分小组的拟定方案开始相关引脚的特殊位定义相关数字及字母数组设
