基于单片机的电子万年历的设计说明.doc

信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:_ 基于单片机的万年历系统设计 专业: 应用电子技术 班级: 应电08-2 　 学号:姓名:指导教师:二〇一〇年九月十日 / 信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名学号01班级应电08-2专业应用电子技术设计（或论文）题目电子万年历的设计指导教师职称工作单位与所从事专业联系方式备 注讲师学院21设计（论文）容：利用单片机控制和高性能时钟芯片设计一电子万年历要求该系统具有如下特点和功能：1.可显示公历与农历年、月、日和时、分、秒；2.走时准确，可调整公历年、月、日和时、分、秒；3.采用市电通过电源适配器供电，当市电停电时，不但万年历所有数据不丢失，且万年历照常运行（有后备电池供电，可供数年）；4.万年历设置运行到2099年进度安排：要有较为详细的时间安排（时间具体到周）；第2～4周：查找资料，选择参考方案； 第5～6周：确定方案；第7～8周：查找资料，进行单元电路的设计；第9～10周：整机电路整机与分析；第11～12周：整理报告，定稿； 第13～14周：制作PPT，准备答辩；第15周：答辩。

主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：[1] 王新颖.单片机原理与应用.:大学，2008[2] 忠平.单片机基础与最小系统实践.:航空航天大学，2006[6] 庆阳.8051单片机实践与应用.:清华大学，2003[4] 侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真.:电子工业，2008[5] 何立民.单片机应用技术选编.:航空航天，2006[6] 振江.流行单片机实用子程序与应用实例.:电子科技大学，2007[7] 王明顺.可涓流充电的串行实时时钟芯片DS1302.:电子工业，2009[8] 和平.单片机原理与接口程序设计.:航天航空大学，2008审批意见教研室负责人：年月日备注：任务书由指导教师填写，一式二份其中学生一份，指导教师一份目 录摘　要1第1章　绪论2第2章　设计方案32.1 系统基本方案选择和论证32.1.1 单片机的选择32.1.2 显示模块的选择32.1.3 键盘模块的选择32.1.4 时钟芯片的选择42.1.5 温度传感器的选择42.2 电路设计最终方案决定5第3章　硬件设计63.1 AT89C52单片机63.1.1 AT89C52的信号引脚83.2 DS1302时钟模块103.2.1 部结构与引脚113.2.2 工作原理123.2.3 寄存器和控制命令123.3 DS18B20温度采集模块143.3.1 部结构与引脚153.3.2 测温原理153.3.3 工作过程与时序163.4 键盘模块203.5 LCD显示模块21第4章　软件设计234.1 温度采集软件234.2 阳历软件设计244.3 阴历软件设计264.4 LCD显示系统294.5 按键系统304.6 系统主流程图31第5章　系统调试325.1 调试过程325.2 仿真结果33总　结34参考文献35附录1　整机电路图36附录2　元件明细表37附录3 系统主程序38摘　要电子万年历能显示：年、月、日、时、分、秒与星期信息，并具有可调整日期和时间功能。

选用的是单片机AT89C52来实现电子万年历的功能该电子万年历主要由单片机、LCD显示电路、DS18B20温度采集模块、DS1302时钟电路模块组成系统以硬件软件化为指导思想，充分发挥单片机功能，大部分功能通过软件编程来实现，电路简单明了，系统稳定性高，同时该系统还具有功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性由于该系统所用元器件较少，单片机所被占用的I/O口不多，因此系统具有较强的可扩展性软件程序均采用C语言编写，便于移植与升级报告详细介绍了整个系统的硬件组成结构、工作原理和系统的软件程序设计关键词　万年历；AT89C52；DS1302；DS18B20第1章　绪论随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以与其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求！因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。

本文介绍了基于AT89C52单片机设计的电子万年历首先介绍单片机的发展与其在中低端领域中的优势以与课题的开发意义，接着介绍了AT89C52单片机的硬件结构，并在此基础上实现了万年历基本电路的设计，然后使用单片机C语言进行万年历程序的设计，程序采用模块化结构，使得逻辑关系简单明了，维护方便第2章　设计方案2.1 系统基本方案选择和论证2.1.1 单片机的选择方案一：采用传统的AT89C52作为电机的控制核心单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛方案二：采用FTC10F04单片机，还带有非易失性Flash程序存储器它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多其主要特点如下：8KB Flash ROM，可以擦除1000次以上，数据保存10年方案比较：由于本系统对CPU运算速度要求很高，需要执行很复杂的运算，方案一成本比较低，适合做设计，方案二运算速度高，性能好，所以两种方案都有可取之处选用方案一作为主方案，方案二作为备用方案2.1.2 显示模块的选择方案一：使用传统的LED数码管显示。

数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度比较高，称重轻，精确可靠，操作简单数码管采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少但显示不够直观，太过单调，电源设计复杂方案二：使用液晶显示屏显示时间数字 液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以与影象稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点方案比较：LED数码管虽然操作简单，实用性高，但显示太过单调而本设计显示容量大，采用LCD液晶显示画面效果好，直观明了，故选用方案二2.1.3 键盘模块的选择在对日期和时间进行控制，对日期和时间进行调节校准过程中，系统需要产生激励电流，因此需要用按键方案一：使用独立式键盘独立式键盘是指直接用I/O口线构成的单个按键电路独立式按键电路配置灵活，软件结构简单方案二：使用矩阵式键盘矩阵式键盘是由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上，行线、列线分别连接到按键开关的两端其特点是简单且不增加成本，这种键盘适合按键数量较多的场合方案比较：因为本设计键盘部分简单需要的按键少，故采用独立式按键选择方案二。

2.1.4 时钟芯片的选择方案一：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、年以与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2.5V～5.5V围，2.5V时耗电小于300nA.方案比较：虽然采用单片机定时计数器提供秒信号可实现功能且减少芯片的使用，但误差较大，而DS1302时钟芯片是一种高性能芯片，精度高还具有闰年补偿功能，所以采用方案二2.1.5 温度传感器的选择方案一：使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差方案二：采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。

另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量围广等优点方案比较：选用DS18B20数字式温度传感器，与单片机连接简单，成本低，还具有测量精度高、测量围广等优点而热敏电阻作为传感器，成本高，误差大所以选用方案二2.2 电路设计最终方案决定综上各方案所述，对此次作品的方案选定： AT89C52单片机，部自带有6KB的Flash存储器与256KB RAM单元，不需另外扩展EEPROM与静态RAM，可以下载程序，易于日后的升级DS1302时钟日历芯片，稳定性高误差小数字式温度传感器DS18B20，测量准确，误差小围广LCD液晶显示，显示清晰直观明了第3章　硬件设计该系统硬件设计总体思想是以单片机为控制系统，接受感应信息并进行处理后，将控制指令传出，对各个系统进行对应操作硬件设计总体框图如图3-1所示AT89C52 主控模块键盘模块DS18B20温度采集模块LCD 显示模块DS1302时钟模块图 3-1 硬件设计框图主控模块：根据输入信息进行处理，并将控制数据传出显示模块：显示相关的容时钟模块：提供时钟数据温度采集模块：感应和提供温度键盘模块：对系统进行操作3.1 AT89C52单片机单片机实质上是一个芯片。

它具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点，单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，广泛的应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器、电子玩具等各个领域ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，并采用先进工艺制造，还带有非易失性Flash程序存储器它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多其主要特点如下：8KB Flash ROM，可以擦除1000次以上，数据保存10年技术特点有：256字节部RAM；电源控制模式；时钟可停止和恢复；空闲/掉电模式；6个中断源；4个中断优先级；4个8位I/O口；全双工增强型TUAR；3个16位定时/计数器：T0、T1(标准80C51)和增加的T2（捕获和比较）；全静态工作方式：0～24MHZ；AT89C52单片机的基本结构请参见图3-2，各部分情况介绍如下：中央处理器（CPU）：中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能AT89C52的CPU能处理8位二进制数或代码部数据存储器（部RAM）：AT89。