基于單片機的電子萬年歷設計畢業論文-文庫吧

【正文】 ..................................................................... 17 程序流程圖 ................................................................................................................... 17 主程序流程 ............................................................................................................. 17 計算陽歷流程 ......................................................................................................... 17 IV 時鐘芯片讀寫程序流程 ......................................................................................... 20 .................................................................................. 20 操作與調試 ................................................................................................................... 21 .................................................................................................................. 21 單片機開發板實物圖 ............................................................................................. 22 總結與展望 ..................................................................................................... 25 參考文獻 ......................................................................................................... 26 致 謝 ............................................................................................................. 27 附 錄 ................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 1 第 1 章 緒論 課題的背景 隨著社會、科技的發展，人類得知時間，從觀天陽、擺鐘到現在電子鐘，不斷研究、創新。為了觀測時間的同時，能夠了接其他與人類密切相關的信息，比如星期、日期等，電子萬年歷誕生了，它集時間、日期、星期等功能于一身，具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡單等諸多優點，符合電子儀器儀表的發展趨 勢，具有廣闊的市場前景。 電子萬年歷的發展 二十一世紀的今天，最具代表性的計時產品就是電子萬年歷，它是近代世界鐘表業界的第三次革命。第一次是擺和擺輪游絲的發明，相對穩定的機械振蕩頻率源使鐘表的走時差從分級縮小到秒級，代表性的產品就是帶有擺或擺輪游絲的機械鐘或表。第二次革命是 石英晶體振蕩器 的應用，發明了走時精度更高的石英電子鐘表，使鐘表的走時月差從分級縮小到秒級。第 三次革命就是單片機數碼計時技術的應用（電子萬年歷），使計時產品的走時日差從分級縮小到 1/600 萬秒，從原有傳統指針計時的方式發展為人們日常更為熟悉的夜光數字顯示方式， 更加直觀明了，并增加了全自動日期、星期、溫度以及其他日常附屬信息的顯示功能，電子萬年歷的出現帶來了鐘表計時業界跨躍性的進步。 如今電子萬年歷飛入了尋常百姓家，掛式、臺式以及帶裝飾畫面等豐富的電子萬年歷數不勝數，不但滿足了精準的計時需求，還將計時帶上了科技時尚的味道。單片機技術所應用的功能控制芯片可進行多種功能的設置，如鬧鐘、報時、日歷查詢、語音 等；并改善了很多原有石英鐘不能解決的問題，例如：數字夜光顯示、數據存儲以及全自動溫度檢測等功能；這給傳統計時消費帶來了新的動力，越來越多的消費者選擇了電子萬年歷。 本次 電子萬年歷設計 對于本次畢業設計，首先，本課題對系統主要功能進行分析，確定該系統的主要功能是：陽歷日期顯示、時間顯示、農歷日期顯示、星期顯示、環境溫度顯示和定時鬧鈴，并可以修改時間，在修改時間的過程中，可以對月份天數自動判斷。 其次，要對選用的芯片進行學習，尤其是其工作時序，這是實現系統的關鍵。溫度檢測采用 DS18B20，由于 DS18B20是單總線溫度傳感器，所以，對其控制需要較嚴格 2 的時序。通過查閱資料和仿真掌握單總線數字溫度傳感器的時序要求和工作流程，該系統主要應用了 DS18B20的跳過 ROM匹配、溫度轉換、讀取溫度指令等。 最后，時鐘芯片采用 DS1302， DS1302為三總線時鐘芯片，為了能夠使其正常工作，要學習其中的寄存器格式、寄存器特殊位作用、讀取時間寄存器數據、寫入時間寄存器數據等。 DS1302時鐘芯片內部沒有集成備用電源，所以，要對其掉電保護環節進行考慮和設計。 顯示器件選用 12864液晶模塊，由于液晶模塊在寫入指令或數據 后，要經過一段時間才能完成內部動作，所以，對其讀寫控制時要有必要的延時，以等待液晶模塊完成內部動作，才能使寫入的數據或指令有效。帶字庫型液晶模塊有基本指令集和擴充指令集，本設計不需要顯示圖片，所以，采用基本指令集。在時間設定環節，要有設定提示，本系統以游標閃爍方式提示用戶當前所修改的數據。 3 第 2 章 設計要求與方案論證 設計要求 基本要求： （ 1）具有 顯示 年、月、日、星期、時、分、秒等功能； （ 2）萬年歷具有閏月識別顯示功能； （ 3）具備年、月、日、星期、時、分、秒 校準功能； （ 4）具備溫度報警、節日提醒、鬧鐘功能 。 方案論證 控制部分的方案選擇 方案一： 用可編程邏輯器件設計。可采用 ALTERA 公司的 FLEX10K 系列 PLD 器件。設計起來結構清晰，各個模塊，從硬件上設計起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。但是考慮到本設計的特點， EDA在功能擴展上比較受局限，而且 EDA占用的資源也相對多一些。 但是 用可編程邏輯器件 設計 成本 較高 。 方案二： 用 8位單片機設計。 8位單片機有豐富的中斷源和時基，方便設計。它的準確度相當 高，并且 C語言和匯編兼容的編程環境也很方便來實現一些遞歸調用。 I/O口功能也比較強大，方便使用。用 8位單片機做控制器最有特色的就是它的可編程音頻處理，可完成語音的錄制播放和識別。這些都方便對設計進行擴展，使設計更加完善。成本也相對低一些。 所以本次設計選用 8位單片機設計。 顯示部分的方案選擇 方案一： LED數碼管動態掃描。相對于液晶顯示比較經濟實惠，但液晶顯示比數碼管顯示美觀， LED數碼管在操作上比較繁瑣。 方案二： 點陣式數碼管顯示。點陣式數碼管顯示對于顯示文字比較適合，如采用在 顯示數字顯得太浪費，且價格也相對較高，所以也不用此種作為顯示。 方案三： 液晶顯示方式。顯示功能強，效果 直觀 ，可用菜單項來方 便操作。 所以本次設計選擇液晶顯示。 4 單片機芯片的選擇方案和論證 方案一： 采用 89C51芯片作為硬件核心，采用 Flash ROM，內部具有 4KB ROM 存儲空間，而且與 MCS52系列單片機完全兼容，但是運用于電路設計中時由于不具備 ISP在線編程技術；當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要 捎 入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。 方案二 ： 采用 AT89S52，片內 ROM全都采用 Flash ROM；同時也與 MCS52系列單片機完全該芯片內部存儲器為 8KB ROM 存儲空間，同樣具有 89S51的功能，且具有在線編程可擦除技術，當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要寫入程序時，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。 所以選擇采用 AT89S52作為主控制系統。 時鐘芯片的選擇方案和論證 方案一： 直接采用單片機定時計數器提供秒信號，使用程序實現年、月、日、星期、時、分、秒計數。采用此種方案 雖然減少芯片的使用，節約成本，但是，實現的時間誤差較大。所以不采用此方案。 方案二： 采用 DS1302 時鐘芯片實現時鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時鐘芯片，可自動對秒、分、時、日、周、月、年以及閏年補償的年進行計數，而且精度高 ， 工作電壓 ～。 所以本次設計采用 DS1302時鐘芯片實現時鐘。 5 第 3 章 硬件設計 電路的設計框圖 本設計采用 AT89S52 作為主控制系統；采用 DS1302 提供 時鐘；采用 12864液晶顯示作為顯示部分；采用 24C02C作為存 儲模塊；采用 DS18B20溫度傳感作為溫度采集系統；采用四按鍵調整系統；采用蜂鳴器報警系統。 本電路是由 AT89S52 單片機為控制核心，具有操作簡單的優點；時鐘電路由 DS1302提供，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 ～ 。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。DS1302 內部有一個 31*8 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器。可產生年、月、 日、周日、時、分、秒，具有使用壽命長，精度高和低功耗等特點，同時具有掉電自動保存功能；溫度的