数字万年历设计报告.doc

2015年重庆大学“树声杯”电工技能大赛 数字万年历 设计报告 小组成员： 曾钟坤 杨典语 罗雨洁 2015年11月29日 摘要 本文介绍了基于AT89S52单片机的多功能电子万年历的硬件结构和软硬件设计方法。本设计由数据显示模块、温度采集模块、时间处理模块和调整设置模块四个模块组成。系统以AT89S52单片机为控制器，以串行时钟日历芯片DS1302记录日历和时间，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒，还具有时间校准等功能。此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景。 目录 摘要 II 目录 III 1 绪论 5 1.1 课题研究的背景 5 1.2课题的研究目的与意义 5 1.3课题解决的主要内容 5 2 系统的方案设计与论证 6 2.1单片机芯片设计与论证 7 2.2按键控制模块设计与论证 7 2.3时钟模块设计与论证 7 2.4温度采集模块设计与论证 7 2.5显示模块模块设计与论证 8 3 系统硬件的设计 9 3.1 AT89S51单片机 9 3.2时钟芯片DS1302接口设计与性能分析 12 3.3温度芯片DS18B20接口设计与性能分析 15 3.4 数码管显示模块 19 3.5按键模块设计 20 3.6复位电路的设计 20 4 系统的软件设计 22 4.1主程序流程图的设计 22 4.2 程序设计 23 5 系统的机体设计 28 5.1系统的模块组成 28 5.2 功能实现 28 结论 29 参考文献 30 收获体会 31 附录一 32 附录二——原件清单 45 1 绪论 1.1 课题研究的背景 随着科技的快速发展，时间的流逝,从观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新纪录。它可以对年、月、日、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。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。　　此万年历具有读取方便、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，具有广阔的市场前景。 二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。电子万年历的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。所以说电子万年历的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。 由于社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，促使电子万年历发展并且投入市场得到广泛应用。 1.3课题解决的主要内容 本课题所研究的电子万年历是单片机控制技术的一个具体应用，主要研究内容包括以下几个方面： （1）选用电子万年历芯片时，应重点考虑功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件。 （2）根据选用的电子万年历芯片设计外围电路和单片机的接口电路。 （3）在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，使系统电路尽量简单。 （4）根据硬件电路图，在开发板上完成器件的焊接。 （5）根据设计的硬件电路，编写控制AT89S52芯片的单片机程序。 （6）通过编程、编译、调试，把程序下载到单片机上运行，并实现本设计的功能。 （7）在硬件电路和软件程序设计时，主要考虑提高人机界面的友好性，方便用户操作等因素。 2 系统的方案设计与论证 单片机电子万年历的制作有多种方法，可供选择的器件和运用的技术也有很多种。所以，系统的总体设计方案应在满足系统功能的前提下，充分考虑系统使用的环境，所选的结构要简单使用、易于实现，器件的选用着眼于合适的参数、稳定的性能、较低的功耗以及低廉的成本。 系统的功能往往决定了系统采用的结构，经过成本，性能，功耗等多方面的考虑决定用三个8位74LS164串行接口外接LED显示器，RESPACK-8对单片机AT89S52进行供电，时间芯片DS1302连接单片机AT89S52。从而实现电子万年历的功能。 按照系统设计的要求，初步确定系统由电源模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块、温度测量模块和闹钟模块共六个模块组成，电路系统构成框图如图1所示。 图1 硬件电路框图 2.1单片机芯片设计与论证 方案一: 采用AT89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能用于3V的超低电压工作,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