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1、电子万年历设计报告书 课程设计(论文) 题目名称电子万年历 课程名称单片机原理与应用 学生姓名谭海清 学号0640842135 系、专业信息工程系电子信息工程 指导教师顾思思 2022年12 月15 日 摘要 随着科技的快速发展，人们对时间的观察，从原始的观测太阳到摆钟再到如今的电子钟，不断创新纪录。本次设计的电子万年历系统采用AT89S52单片机为控制核心，能够显示从2000至2099年的年、月、日、星期、时、分、秒并进行整点报时。同时还可显示一年中的公历节日并对当前环境温度进行实时测量。系统具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔
2、的市场前景。 关键词：单片机;多功能万年历。 ABSTRACT Along with technical fast development, the people to the time observation, from primitive observed the sun to pendulum clock until now electron clock, innovated unceasingly the record. This designs electronic ten thousand calendar system uses at89S52 monolithic integr
3、ated circuit is the control core, can demonstrate from 2000 to 2099 year, month, Japan, week, divides, the second and carries on the integral point to report time. Simultaneously may also demonstrate that one year the solar calendar holiday and carries on the real-time measurement to the current amb
4、ient temperature. The system has the read to be convenient, the demonstration is direct-viewing, the function is diverse, the electric circuit is succinct, cost inexpensive and so on many merits, conforms to the electronic instrumentation measuring appliances trend of development, has the broad mark
5、et prospect. KEY WORDS: monolithic integrated circuit; multi-purpose ten thousand calendars. 目录 一、设计要求与方案论证 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 系统基本方案选择和论证 (1) 1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (1) 1.2.2 显示模块选择方案和论证 (1) 1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证 (2) 1.2.4 温度传感器的选择方案与论证 (2) 二.系统硬件设计.2 2.1 电路设计框图 (2) 2.2 系统硬件概述 (3) 2.3 主要单元电路的设计 (3) 2.3.
6、1单片机主控制模块的设计 (3) 2.3.2时钟电路模块的设计 (4) 2.3.3温度采集模块设计 (4) 2.3.4 电路原理及说明 (5) 2.3.5液晶显模块12864的设计及其控制 (6) 2.3.6稳压电源设计 (7) 三、系统软件设计 (7) 3.1程序设计流程图 (7) 3.2时钟程序段的程序设计.9 3.3温度程序段的程序设计 (13) 3.4主程序段的调试程序 (15) 四. 系统测试与仿真 (17) 4.1仿真 (17) 4.2测试 (18) 4.3测试结果分析与结论 (18) 五结束语句 (18) 5.1设计总结 (18) 5.2致谢词 (19) 参考文献 (19) 附录
7、一：系统电路图 (20) 附录二：元器件清单 (21) 一、设计要求与方案论证 1.1 设计要求： 系统具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能； 系统具有温度计功能； 系统具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能； 1.2 系统基本方案选择和论证 1.2.1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烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片
8、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。综合选择所以采用方案二作为主控制系统。 1.2.2 显示模块选择方案和论证： 方案一： 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,图形,显示多样,清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LCD液晶显示
9、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。 所以采用了LED数码管作为显示。 综合以上方案，考虑实际价格因素，降低设计难度，使整个设计达力求完美，最后决定选用LCD12864液晶模块。 1.2.3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。采用此种方案虽然减少
10、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. 1.2.4温度传感器的选择方案与论证: 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，
11、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、测量范围广等优点。 1.3 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: 采用AT89S52作为主控制系统; DS1302提供时钟;数字式温度传感器;LCD12864液晶显示屏完成显示。 二.系统的硬件设计与实现 2.1 电路设计框图 2.2 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
12、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，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。DS1302内部有一个31*8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；温度的采集由DS18B20构成；显示部份由LCD12864液晶显示模块完成显示任务。 2.3 主要单元电路的设计 2.3.1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
13、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-1 所示 ： 30p F P O W E R 图2.1 主控制系统 2.3.2时钟电路模块的设计 图-2示出DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后
14、备电源，Vcc2为主电源。在 主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者 中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V 时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小 于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.KHz 晶振。 RST 是复位/片选线，通过把RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存 器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST 为高电平时， 所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RSTS 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。上电动行时，在 Vcc 大于等于2.5V 之前，RST 必须保持低电平。中有在SCLK 为低电平时，才 能将RST置为高电平，I/O为串行数据输入端（双向）。