基于单片机的数字万年历设计通信工程毕业设计论文.docx
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基于单片机的数字万年历设计通信工程毕业设计论文
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毕业论文设计
题目:
基于单片机的数字万年历设计
学生姓名:
郑得利
学生学号:
系别:
电气信息工程学院
专业:
通信工程
届别:
2013届
指导教师:
朱士永
基于单片机的数字万年历设计
学生:
郑得利
指导教师:
朱士永
淮南师范学院电气信息工程学院
摘要:
本文借助电路仿真软件Protues对基于AT89S51单片机的电子万年历的设计方法及仿真进行了全面的阐述。
该电子万年历在硬件方面主要采用AT89C51单片机作为主控核心,由DS1302时钟芯片提供时钟、1602LCM点阵液晶显示屏显示。
AT89C51单片机是由Atmel公司推出的,功耗小,电压可选用4~6V电压供电;DS1302时钟芯片是美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电功能的低功耗实时时钟芯片,它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能,而且DS1302的使用寿命长,误差小;数字显示是采用的LED液晶显示屏来显示,可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等信息。
此外,该电子万年历还具有时间校准等功能。
在软件方面,主要包括日历程序、时间调整程序,显示程序等。
所有程序编写完成后,在Keil软件中进行调试,确定没有问题后,在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真。
论文主要研究了液晶显示器LCM及时钟芯片DS1302,温度传感器DS18B20与单片机之间的硬件互联及通信,对数种硬件连接方案进行了详尽的比较,在软件方面对日历算法也进行了论述。
研究结果表明,由于万年历的应用相当普遍,所以其设计的核心在于硬件成本的节约软件算法的优化,力求做到物美价廉,才能拥有更广阔的市场前景。
关键词:
单片机;DS1302;DS18B20;LCM1602
DesignofthedigitalPerpetualCalendarbasedonSinglechipmicrocomputer
Student:
delizheng
tutor:
yongshizhu
Instituteofelectricalandinformationengineeringofnormaluniversity
ABSTRACT:
ThispapermainlydiscussthedesignandsimulationofelectroniccalenderbasedonAT89S51withthethecontrolcenter,clockprovidedbytheDS1302clockchip,1602LEDdotmatrixLCDdisplay.AtmelCorporationAT89C51microcontrollerisproductedbyAtmelCorporation,lowpowerconsumption,voltagecanbeselected4V~6Vvoltagepowersupply;DS1302clockchip,launchedintheUnitedStateswithDALLASsmallcurrentchargingfunctionrealtimeclockchip,lowpowerconsumption,itcanbeyears,month,date,day,andotherfunctions,andDS1302longlife,smallerror;LEDdigitaldisplayisusedinLCDdisplaysthatcandisplayin,month,day,week,.Inaddition,theelectroniccalendarisalsoatimecalibrationfunctions.Intermsofsoftware,includingcalendarprogram,timetoadjustprocedures,displayprocedures.Allprogrammingiscomplete,theKeilsoftwaredebugging,makesurethereisnoproblem,intheProteussoftwareembeddedwithinthesimulatedMCU.ThisarticlefocusonliquidcrystalscreenLCM1602andclockchipDS1302,temperaturesensorDS18B20whichconnectedandcommunicatedwithMicrocontroller.Severalsolutionswillalsocomparedwitheachother.Onsoftwareside,calendercalculationwillbediscussedaswell.Theresultsareasfollows:
aselectroniccalenderarewidelyusedinourdailylife.Itshouldbechipandconvenientsoastowinmoreprofit.
Keyword:
Microcontroller,DS1302;DS18B20;LCD1602
目录
前言3
1方案设计4
1.1概述4
1.1.1实时时钟研究的背景及意义4
1.1.2系统的总体设计5
1.2系统基本方案选择和论证6
1.2.1单片机芯片的选择6
1.2.2显示模块选择方案和论证6
1.2.3时钟芯片的选择方案和论证6
1.2.4电路设计最终方案决定7
2硬件电路设计7
2.1系统硬件概述7
2.2单片机最小系统8
2.3单片机的复位电路9
2.4时钟芯片电路11
2.4.1时钟芯片引脚介绍11
2.4.2时钟芯片DS1302介绍12
2.51602LCD液晶显示屏13
2.5.11602字符型LCD简介13
2.5.21602引脚功能说明13
2.6蜂鸣器闹铃电路14
2.7按键调整电路14
2.8显示模块15
3软件部分设计16
3.1程序流程框图16
3.2时间设置子程序流程16
3.3程序设计问题17
3.3.1按键抖动问题17
3.3.2蜂鸣器设置18
3.3.3液晶显示的设置18
3.3.4中断设置18
3.3.5时钟芯片设置19
4开发工具Proteus与Keil21
4.1Proteus软件21
4.1.1Proteus简介21
4.1.24大功能模块22
4.1.3ISIS智能原理图输入系统23
4.1.4Proteus简单应用23
4.2Keil软件24
4.2.1Keil软件简介24
4.2.2Keil软件调试功能24
4.3本章小结25
5系统测试26
5.1硬件测试26
5.2软件测试26
结束语26
致谢27
参考文献28
附录29
前言
随着社会、科技的发展,人类得知时间,从观太阳、摆钟到现在电子钟,不断研究、创新。
为了在观测时间的同时,能够了解其它与人类密切相关的信息,比如温度、星期、日期等,电子万年历诞生了,它集时间、日期、星期和温度功能于一身,具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点,符合电子仪器仪表的发展趋势。
伴随着电子技术的迅速发展,特别是随大规模集成电路出现,给人类生活带来了根本性的改变。
由其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。
电子万年历的出现给人们的生活带来的诸多方便,作为一种附加功能,现在越来越广泛的被应用于各种电子产品中,具有广阔的市场前景。
通过以往对工业自动化的相关课程学习和理解独立完成制作电子万年历的设计。
电子万年历作为电子类小产品不仅是市场上的宠儿,也是是单片机设计培训中一个很实用的题目。
因为这个课题有很好的开放性和可发挥性,对制作者的要求比较高,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。
而且要求设计的电子万年历在操作上力求简洁,功能上尽量齐全,显示界面也要出色。
所以,电子万年历制作无论从实用目的,还是从培养能力的角度来看都是很有价值的毕业设计课题。
本电子万年历的设计在硬件方面主要采用AT89S51单片机作为主控核心,由DS1302时钟芯片提供时钟、1602LCM点阵液晶显示屏显示。
AT89S51单片机是由Atmel公司推出的,功耗小,电压可选用4~6V电压供电[1];DS1302时钟芯片是美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电功能的低功耗实时时钟芯片,它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能,而且DS1302的使用寿命长,误差小;数字显示是采用的LED液晶显示屏来显示,可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等信息。
此外,该电子万年历还具有时间校准等功能。
在软件方面,主要包括日历程序、时间调整程序,显示程序等。
所有程序编写完成后,在Keil软件中进行调试,确定没有问题后,在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真。
最后在老师同学的帮助以及自己的努力下完成了此次电子万年历的设计。
1方案设计
1.1概述
1.1.1实时时钟研究的背景及意义
在现实我们生活中每个人都可能有自己的时钟,光阴在永不停息的流逝,有了时钟人们就能随着时间有计划的过着每一天。
然而现在绝大部分的时钟有的需要不断地跟换电池,有些时钟需要外接电源,如果一旦电池没电或者外接电源无法供电,时钟就会停止计时了。
而美国DALLAS公司的新型时钟日历芯片DS1302就能解决这一问题。
该器件能提供实时时钟(RTC)日历、定时闹钟。
少于31天的月份,月末日期可自动调整,其中包括闰年补偿。
该器件还可以工作于24小时货代PM指示的12小时格式。
一个精密的温度补偿电路用来监视Vcc的状态。
本时钟还具有环保、走时无噪音、低功耗等非实时时钟不具有的功能。
该实时时钟不但可以作为家用,而且更可以在公共场合使用,如车站、码头、商场等场所。
1.1.2系统的总体设计
采用AT89C52作为主控单片机,时钟模块选用DS1302作为时钟芯片,温度模块选用DS18B20作为温度传感器,显示模块选用LCD1602,设置部分选用按键电路。
AT89C52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作:
0Hz~33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程IO口线、三个16位定时器计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
DS1302实时时钟芯片功能丰富,可以用来直接代替IBMPC上的时钟日历芯片DS12887,同时,它的管脚也和MC146818B、DS12887相兼容。
由于DS1302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;DS1302中自带有锂电池,外部掉电时,其内部时间信息还能够保持10年之久;对于一天
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