电子万年历设计论文.doc

桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文） PAGE 26 第1章 引 言 随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。单片机以体积小、功能全、性价比高等诸多优点，在工业控制、家用电器、通信设备、信息处理、尖端武器等各种测控领域的应用中独占鳌头，单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。 而电子万年历作为电子类小设计不仅是市场上的宠儿，也是单片机实验中一个很常用的题目。因为它有很好的开放性和可发挥性，因此对设计者的要求也比较高，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。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。数字显示的日历钟已经越来越流行，特别是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用。 集温度、时间、日历、星期于一体，采用液晶显示，设计电路更加简单直观，省去了用数码管显示的电路复杂性。通过按键可以调整更改时间和日历，并且还可以设置闹钟，这样就组成了一个多功能的万年历。 第2章 方案论证 2.1 方案设计与论证 2.1.1 控制部分的方案选择 用可编程逻辑器件设计，使用FPGA构造数字电子系统，设计者可以不用考虑芯片内部的具体结构，也不用顾虑与外部的电路连接。设计者只需依据电路所要完成的具体逻辑功能，然后设法用软件描述出来即可。至于数据在芯片内部的处理过程，设计者不用考虑，但设计者可以通过仿真软件观察和验证数据的处理结果。这种设计方法，极大地降低了设计难度，提高了工作效率，但设计成本较高。 用单片机来作为主控制部分，实现时间、温度同步显示的万年历，为了使用的方便性，还可以通过设置按键来更改时间和闹钟。这正是利用了51单片机的多管脚功能性，4个8位并行I/O口，定时计数端口，中断端口，这使得操作起来更加方便，通过软件可以随时的调整和更改，使得更加精确。 通过认真的分析与讨论，最终决定采用单片机来作为主控制部分，这样制作也方便，价格也相对较低。 2.1.2 显示部分的方案选择 可以通过数码管来显示时钟的日历、时间、温度，使用数码管的优点是直观清楚，适合用在光线较暗的地方，但是数码管的功耗大，显示单一，并且在电路制作上布线复杂，难度较高。 显示电路还可以采用液晶1602来实现。液晶显示器具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等诸多优点，在本题的制作中，用液晶来实现数字信息的显示是比较合适的一种选择。 2.2 系统整体方案的设计与论证 通过初步的选择，我们最终决定采用单片机AT89C52作为时钟的主控制部分，LCD1602作为显示部分，时钟信号采用芯片DS1302，DS18b20温度传感器用作温度采集，通过设置4个按键来实现时间的调整，闹钟的开关。这五个主要部分基本上就实现了集日历、时间、星期、温度、闹钟于一体的多功能万年历。精确度高，显示直观，轻巧的优越性具有很高的使用价值。 第3章 硬件电路设计 3.1 系统硬件设计框图 此系统的硬件部分主要由主控制器单片机，显示电路，时钟电路，温感电路构成。系统电路框图如图3-1所示。 时钟电路DS1302 时钟电路DS1302 温感器DS18B20 AT89C52单片机 液晶显示 闹钟 按键控制 图 3-1 3.2 主控电路 时钟主控电路由单片机AT89C52芯片控制，8位P0口作为数据的输出通道，外接时钟电路，复位电路，蜂鸣器，温度传感器。P3.4管脚接收时钟芯片DS1302发出的时钟信号，P3.3管脚与时钟芯片的数据传输口相连，收发读写信号，P3.2管脚用来驱动蜂鸣器，P2.4-P2.7管脚分别接按键，用来调整修改时间。P1.4管脚与温度传感器DS18B20相连，接收温感信号。 3.3 AT89C52主要性能介绍 AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在线系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使AT89C AT89C52 8k字节Flash，256字节RAM,32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结，单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。