安徽機電職業(yè)技術學院畢 業(yè) 論 文 應用單片機萬年歷設計 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 應用電子專業(yè) 班 級 電子3102班 姓 名 劉同升 學 號 1301103054 2012 2013學年第一學期指導教師評語等級簽名日期安徽機電職業(yè)技術學院2013屆畢業(yè)生畢業(yè)設計（論文）成績評定單姓名劉同升專業(yè)應用電子技術班級電子3102課題評分標準分值得分指導教師評語（40分）設計方案合理、實用、經濟、原理分析正確、嚴密，內容完整。10計算方法正確，計算結果準確，程序設計正確簡潔，工藝合理。5元器件（材料）選擇合理，明細表規(guī)范。5圖面清晰完整，布局、線條粗細合理，符合國家標準。5文字敘述簡明扼要，書寫規(guī)范。5按時獨立完成，同學相互關心，遵守制度，認真負責。10合計得分： 指導教師簽名： 日期： 年 月 日評閱教師評分（30分）內容充實，有階段性成果，有應用價值。10圖紙、論文如實反映設計成果，有理論分析，又有實踐過程。10語句通順，思路清晰，符合邏輯。5圖標清晰，文字工整，字符和曲線標準化。5合計得分： 評閱教師簽名： 日期： 年 月 日答辯評分（30分）自述條理明確，重點突出。5基本概念清楚，回答問題正確。15專業(yè)知識運用靈活，解決問題技術措施合理。10合計得分： 答辯組長簽名： 日期： 年 月 日總得分：等級系主任簽名：日期： 年 月 日安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表題目 應用單片機萬年歷設計學生姓名 劉同升學 號1301103054指導教師劉本山系 部電氣系班 級電子3102順序號第 1 次學生完成畢業(yè)論文（設計）內容情況劉本山老師布置了我們寫有關課程方面的論文要求和畢業(yè)論文的格式要求。之后我就考慮寫那些內容。經過思考我覺得我還是寫一些和我們專業(yè)有相關性的內容，就寫了關于單片機的萬年歷設計方面的內容。寫好論文就要好好的了解單片機萬年歷的相關知識，所以我就查找資料，為寫論文打下堅實的基礎。 學生簽名：時間： 年 月 日教師指導內容記錄 教師簽名：時間： 年 月 日安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表題目 應用單片機萬年歷設計學生姓名 劉同升學 號1301103054指導教師劉本山系 部電氣系班 級電子3102順序號第2 次學生完成畢業(yè)論文（設計）內容情況 雖然題目決定了，但還是不知道如何開始，不過在網上看到了一些關于單片機萬年歷設計的一些資料，還有論文。就仿照他們的先寫些。雖然老師開始就發(fā)給我們寫論文的一些要求，但還是不知道做，不過多看啦也就好些啦，經過好幾天的努力把論文大體的方面寫好了。 學生簽名：時間： 年 月 日教師指導內容記錄 教師簽名：時間： 年 月 日安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表題目 應用單片機萬年歷設計學生姓名 劉同升學 號1301103054指導教師劉本山系 部電氣系班 級電子3102順序號第3 次學生完成畢業(yè)論文（設計）內容情況 按老師給的論文要求改了好多，也花費了好多時間，我把寫好的論文發(fā)給指導老師劉本山老師。當時雖然看到老師給發(fā)的寫論文的格式，在寫論文的過程中并沒有按要求做的很好 學生簽名：時間： 年 月 日教師指導內容記錄 教師簽名：時間： 年 月 日安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表題目 應用單片機萬年歷設計學生姓名 劉同升學 號1301103054指導教師劉本山系 部電氣系班 級電子3102順序號第4 次學生完成畢業(yè)論文（設計）內容情況 又改了好幾次，老師說統(tǒng)一在一個時間他，之后，劉老師統(tǒng)一發(fā)給我們論文哪方面有錯誤，我的論文字體和間距，還有文檔操作的錯誤等問題，之后我就按老師給回的改了好幾次，但還是沒改好，還是有好多問題，主要對WORD的操作不熟悉。 學生簽名：時間： 年 月 日教師指導內容記錄 教師簽名：時間： 年 月 日安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表題目 應用單片機萬年歷設計學生姓名 劉同升學 號1301103054指導教師劉本山系 部電氣系班 級電子3102順序號第5次學生完成畢業(yè)論文（設計）內容情況 回到學校把改正的論文交給劉老師看。經過劉老師當面的一些講解后，我又把論文按照老師說的不對的地方一一改正，真是好事多磨呀，不過還是老師當面教的效果好。 學生簽名：時間： 年 月 日教師指導內容記錄 教師簽名：時間： 年 月 日安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表題目 應用單片機萬年歷設計學生姓名 劉同升學 號1301103054指導教師劉本山系 部電氣系班 級電子3102順序號第6 次學生完成畢業(yè)論文（設計）內容情況 回到學校把改正的論文給劉老師看過后，老師說沒大問題了，可以打印了。到此我的論文終于要完成了，在這里我衷心的感謝劉老師在我寫論文過程中給予的幫助 學生簽名：時間： 年 月 日教師指導內容記錄 教師簽名：時間： 年 月 日摘 要 本文提出了一種基于AT89C51單片機的萬年歷設計方案，該方案以AT89C51單片機作為主控核心，與時鐘芯片DS1302、DS18B20溫度傳感器、按鍵、LCD顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設有5個獨立按鍵和一個LCD顯示器，能顯示豐富的信息，根據使用者的需要可以隨時對時間進行校準、選擇時間等，綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢具有廣闊的市場前景。關鍵字： 單片機、 萬年歷目 錄目錄I第一章 緒論1 1.1 課題的背景11.2 電子萬年歷的應用11.3 技術指標和要求1第二章 總體方案22.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證32.2 系統(tǒng)設計結構圖4第三章 硬件設計5 3.1 系統(tǒng)硬件概述53.2 系統(tǒng)的模塊電路設計53.3 總硬件設計12第四章 軟件設計144.1 軟件設計方案144.2 各模塊分析14第五章 系統(tǒng)調試225.1 硬件調試235.2 軟件仿真聯(lián)調265.3 功能仿真效果285.4 調試心得31第六章 結論與展望32致謝33參考文獻34附錄35 第一章 緒 論1.1 課題的背景 在當代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關系，每個人都受到時間的影響。為了更好的利用我們自己的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開始的機械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數字式鐘表，即使現(xiàn)在鐘表千奇百怪，但是它們都只是完成一種功能計時功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過程中逐漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒有更大程度上的滿足人們的需求。隨著電子技術的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路產生而出現(xiàn)的微型計算機，給人類生活帶來了極大的方便。走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響、汽車，到處都可以見到單片機應用的蹤影。如果說微型計算機技術的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學研究得到了質的飛躍，那么也可以毫不夸張的說：“單片機技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測控領域帶來了一次新的工業(yè)革命”。因此，單片機技術的開發(fā)和應用水平已經逐步成為一個國家自動化發(fā)展水平的標志之一。 萬年歷是采用數字電路實現(xiàn)對時、分、秒數字顯示的計時裝置, 隨著科技的快速發(fā)展，時間的流逝,至從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀錄。它們可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時,還具有潤年補償等功能,且使用壽命長、誤差小、使用方便，電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便。目前,國際上的電子萬年歷正從模擬模式向數字式、由集成化向智能化的方向飛速發(fā)展。1.2 電子萬年歷的應用 電子萬年歷廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們常生活中不可少的必需品，由于數字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表，鐘表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數字化為基礎的。因此，研究萬年歷及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。1.3 技術指標和要求1、設計具有年、月、日、時、分、秒等功能；2、使用按鍵開關可實現(xiàn)日期和時間的調整；3、具備年、月、日、時、分、秒校準功能；4、具有溫度的實時顯示的調整的功能。5、具有鬧鐘功能；第二章 總體方案 本章重點主要是從系統(tǒng)結構圖來闡述了硬件的設計，以及從方案上對比選擇各個電路部分的元件，目的是使系統(tǒng)達到一個低成本、高質量、穩(wěn)定可靠的設計。2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證1. 主控制器的選擇 采用51系列單片機來實現(xiàn)。目前單片機技術比較成熟，功能也比較強大。硬件電路主要由微處理控制器單元、鍵盤控制模塊、時鐘模塊、溫度傳感器模塊、液晶顯示模塊等模塊構成。由于AT89C51單片機片內有4K字節(jié)的在線編程Flash存儲器，可以擦寫1000次，具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復功能，對設計開發(fā)非常實用。利用單片微型計算機及外圍電路編寫軟件程序來設計萬年歷，簡單靈活，而且可擴展各種功能，能完全達到設計要求，體現(xiàn)了現(xiàn)代計算機工具的方便、簡捷、準確性。綜上所述，選用AT89C51單片機作為電子萬年歷芯片的控制單片機。 2. 顯示模塊選擇方案和論證 采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對于電子萬年歷而言，一個1602的液晶屏即可，價格也還能接受,需要的接口線較多,但會給調試帶來諸多方便。本次電子萬年歷設計需要顯示的參數多，數碼管需要的數量較多，綜合性價比，所以采用了LCD液晶顯示屏。3. 時鐘芯片的選擇方案和論證 采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，它是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數據。主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。本次設計在時間顯示方面需要盡可能的減少誤差，與現(xiàn)實時間同步，所以在時鐘方面選用了DS1302芯片。4. 溫度傳感器的選擇方案與論證 采用數字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數字式傳感器而且僅需要一條數據線進行數據傳輸，易于與單片機連接，可以避免A/D模數轉換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。本設計為盡可能的減少誤差，所以采用DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。5. 電路設計最終方案決定 綜上各模塊的選擇方案與論證，確定最后的主要硬件資源如下：采用AT89C51作為主控制系統(tǒng)；DS1302提供時鐘；DS18B20作為數字式溫度傳感器；LCD1602液晶屏作為顯示。 2.2 系統(tǒng)設計結構圖 根據系統(tǒng)設計的要求和設計思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設計結構圖。如圖2-1所示。硬件電路主要由主控制器、鍵盤控制模塊、溫度傳采集模塊、DS1302時鐘模塊、液晶顯示模塊構成。 圖2-1 系統(tǒng)結構設計圖 第三章 硬件設計第六章 結論與展望至此，關于畢業(yè)設計的所有內容就介紹完了，進行這次畢業(yè)設計一切都是從零開始，從最簡單查資料、了解各個元件的功能起步，再確定設計方案、畫流程圖、編寫程序到最后進行仿真，這次課題設計可以說成功完成。系統(tǒng)的硬件、軟件設計合理,功能完備,運行穩(wěn)定、可靠。實驗結果表明此萬年歷實現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。 在整個設計過程中，充分發(fā)揮了人的主觀能動性，自主學習，學到了許多沒學到的知識。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題，經過靜下心來思考查資料，和同學討論，向老師請教，理清了思路，完成對程序的編寫。通過設計提高了對單片機的認識，進一步熟悉和掌握單片機的結構及工作原理。通過實際程序設計和調試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調試技術，提高軟件設計、調試能力；通過這次設計熟悉以單片機核心的應用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，掌握硬件電路設計的基本方法和技術，掌握相關電路參數的計算方法。最終較好的完成了設計，達到了預期的目的，完了最初的設想。 但是由于時間和個人能力的原因，整個系統(tǒng)看起來還是顯得非常的簡單，只實現(xiàn)了一些最基本的功能，還有許多不足和可以擴展的地方，這些有待以后來彌補，還望各位老師予以指正和修改。 致 謝 大學三年的學習和生活就要隨著這篇論文的結束而結束了。有許許多多的不舍，也有許許多多的感謝要說。畢業(yè)論文，實時上就是綜合的運用三年所學知識去分析、解決一個問題，在做畢業(yè)論文的過程中，把所學知識梳理一遍，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。在設計中，我遇到過很多問題，比如課題需要用什么元器件，主電路圖如何設計，程序該怎么編寫等都是一點頭緒都沒有，但是我在設計的這一段時間里查詢了大量的資料：硬件設計、原理圖繪制、程序編寫測試與調試，并且在指導老師的幫助下我學會和懂得了很多，逐漸完成了對硬件與軟件編程兩方面設計，掌握了硬件調試、軟件調試基本方法，這些都將使我終生受益。無論是在理論學習階段，還是在論文的選題、資料的查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，都得到了劉本山老師無微不至的悉心指導和幫助。我愿借此機會向指導老師表示衷心的感謝！其次要感謝所有教育過我的老師！是你們纏手給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎。我還要向關心和支持我學習的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關系、關注和支持！ 大學的生活讓我有了堅強的性格，冷靜的頭腦和永遠樂觀的態(tài)度。最重要的是讓我有了責任感，對自己、對家人和對社會的責任感。我愿在未來的學習和工作中，以更加豐厚的成果來答謝曾經關心、幫助和支持我的所有領導、老師、同學和朋友。參考文獻1 李光飛 .李良兒.樓然苗.單片機C程序設計實例指導M.北京:航空航天大學出版社，20062 戴佳.戴衛(wèi).51單片機C語言應用程序設計實例精講M.北京： 電子工業(yè)出版社，20073 陳景初.單片機應用系統(tǒng)設計與實踐M.北京: 北京航空航天大學出版社,20064 楊子文.單片機原理及應用M.西安:西安電子科技大學出版社, 20065 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