2022年基于51_52单片机的电子万历方案设计书2.docx
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1、精品学习资源(2) 开题报告(3) 中文摘要及关键词(4) 英(外)文摘要及关键词(5) 正文(6)(附录)(7) 参考文献(8) 致谢摘要单片机应用技术飞速进展,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种外表的掌握,从运算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时掌握和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等,这些都离不开单片机;单片机是集 CPU ,RAM ,ROM ,定时,计数和多种接口于一体的微掌握器;它体积小,成本低,功能强,广泛应用于智能产业和工业自动化上;而51 系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种;这次毕业设计通过对它的学习
2、,应用,从而达到学习、设计、开发软、硬的才能;本文通过对一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计,从而达到学习、明白单片机相关指令在各方面的应用;系统由主掌握器AT89C51、时钟电路 DS1302、显示电路、按键电路、和复位电路等部分构成,能实现时钟日历显示的功能,能进行时、分、秒的显示;关键词 :单片机,农历查询 ,万年历欢迎下载精品学习资源目录第一章 引 言 3 其次章 设计方案论证.42 1 方案论证与设计. 错误!未定义书签;2.1.1 掌握部分的方案挑选 .42.1.2 显示部分的方案挑选 42.1.3 系统基本方案挑选和论证 . 42 2 单片机原理 .52 3 LED 显
3、示数码管 .5第三章 运算部分 .63.1主要单元电路的器件.63.1.1 单片机主掌握模块.63.1.2 时钟电路模块. 73.2其他模块器件83.2.1 74LS164.83.2.2 CON8. .93.2.3 其他元器件 . 第四章 结构设计部分 .104.1 显示部分设计.10.94.1.1 万年历优化算法 . 错误!未定义书签;4.2实现时钟,日历显示设计124.2.1 DS1302 的寄存器 . 124.2.2 DS1302 实时显示时间的软硬件.124.2.3 DS1302 与 CPU 的连接 124.3整体设计 错误!未定义书签;4.4系统软件设计144.4.1 程序流程框图.
4、 14第五章 试验测试部分 .185.1硬件测试 . 185.2软件测试 185.3测试结果分析与结论185.3.1 测试结果分析 . 18欢迎下载精品学习资源5.3.2 测试结论 . . 19第六章 结论 .20 第七章 谢辞 .21 参考文献 22附录一:系统程序清单 23第一章 引言随着微电子技术的高速进展,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,在工业掌握、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需把握的技术;而电子万年历作为电子类小
5、设计不仅是市场上的宠儿,也是是单片机试验中一个很常用的题目;由于它的有很好的开放性和可发挥性,因此对作者的要求比较高,不仅考察了对单片机的把握才能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,显示界面也要杰出;数字显示的日历钟已经越来越流行,特殊是适合在家庭居室、办公室、大厅、会议室、车站和广场等使用,壁挂式LED数码管显示的日历钟逐步受到人们的欢迎;LED 数字显示的日历钟显示清楚直观、走时精确、可以进行夜视,并且仍可以扩展出多种功能;所以,电子万年历无论作为竞赛题目仍是练习题目都是很有价值;其次章 设计方案论证21方案论证与设计2.1.1. 控制部分的方案选择
6、a) 用可编程规律器件设计;可采纳ALTERA 公司的 FLEX10K系列 PLD 器件;设计起来结构清楚,各个模块,从硬件上设计起来相对简洁,掌握与显示的模块间的连接也会比较便利;但是考虑到本设计的特点, EDA 在功能扩展上比较受局限,而且EDA 占用的资源也相对多一些;从成本上来讲,用可编程规律器件来设计也没有什么优势;欢迎下载精品学习资源b) 用凌阳 16 位单片机设计;凌阳16 位单片机有丰富的中断源和时基,便利本试验的设计;它的精确度相当高,并且C 语言和汇编兼容的编程环境也很便利来实现一些递归调用;I/O 口功能也比较强大,便利使用;用凌阳16 位单片机做掌握器最有特色的就是它的
7、可编程音频处理,可完成语音的录制播放和识别;这些都便利对设计进行扩展,使设计更加完善;成本也相对低一些;2.1.2 显示部分的方案选择a) 液晶显示方式;液晶显示成效出众,可以运用菜单项来便利操作,但是在显示时,特殊是使用秒表功能时扫描速度跟不上,屏幕会有明显的闪耀;而且由于61 板的储备空间有限,液晶显示就不能与语音播抱程序同时实现;这些大大影响了电子万年历的性能;b) 相比液晶显示,采纳8 段数码管既经济实惠,在成效上也可以加入语音报时功能,操作比较液晶显示来说虽然略显繁琐,但总体也仍可以做到比较人性化;所以,最终挑选LED 数码管显示方案;2.1.3 系统基本方案挑选和论证1. 单片机芯
8、片的挑选方案和论证: 方案一 :采纳 89C51 芯片作为硬件核心,采纳 Flash ROM ,内部具有 4KB ROM 储备空间 ,能于 3V 的超低压工作,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具备 ISP 在线编程技术 , 当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成肯定的损坏;方案二 :采纳 AT89S52, 片内 ROM 全都采纳 Flash ROM ;能以 3V 的超底压工作;同时也与MCS-51 系列单片机完全该芯片内部储备器为8KB ROM 储备空间,同样具有89C51 的功能,且具有在
9、线编程可擦除技术,当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,不需要对芯片多次拔插,所以不会对芯片造成损坏;所以挑选采纳AT89S52 作为主掌握系统 .2. 显示模块挑选方案和论证:方案一: 采纳 LED 液晶显示屏 ,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字 ,图形 ,显示多样 ,清楚可见 ,但是价格昂贵 ,需要的接口线多 ,所以在此设计中不采纳LED 液晶显示屏 .方案二:采纳点阵式数码管显示,点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,对于显示文字比较适合 ,如采纳在显示数字显得太铺张,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示.方案三:采纳LED数码管动态扫
10、描,LED数码管价格适中 ,对于显示数字最合适,而且采纳动态扫描法与单片机连接时 ,占用的单片机口线少;所以采纳了 LED 数码管作为显示;3. 时钟芯片的挑选方案和论证:方案一:直接采纳单片机定时计数器供应秒信号,使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数;采纳此种方案虽然削减芯片的使用,节省成本,但是,实现的时间误差较大;所以不采纳此方案;方案二:采纳 DS1302 时钟芯片实现时钟, DS1302 芯片是一种高性能的时钟芯片,可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,而且精度高,位的 RAM做为数据暂存区,工作电压2.5V 5.5V 范畴内, 2.5V 时耗电小于 3
11、00nA.4. 电路设计最终方案打算综上各方案所述 ,对此次作品的方案选定: 采纳 AT89S52 作为主掌握系统;DS1302 供应时钟;数字式温度传感器; LED 数码管动态扫描作为显示;2.2 单片机原理单片机就是简化的微型运算机;CPU 中本身自带储备器ROM 和 RAM ;CPU 片内也有总线; IC (集欢迎下载精品学习资源成电路)技术是将电路通过特殊工艺做在一块硅基片上封装成芯片,比如CPU ,片外储备器等等;将单片机 CPU (比如51 系列),晶振,储备器,地址锁存器,规律门,七段译码器(显示器),按钮(类似键盘),扩展芯片,接口等通过PCB 工艺(比如 SMT 贴片,或者插
12、装)做在环氧树脂板上;这样才是 一个 完整 的单 片( 做 在一 块PCB板 上) 的 微型 计算机 ;2.3 LED 显示数码管常见的 LED 显示具有清楚光明的特点;是显示接口也是绝大多数单片机应用系统必备的部件之一;发光二极管组成的显示器是单片机应用产品中最常用的廉价输出设备;它由如干个发光二极管按肯定的规律排列而成;当某一个发光二极管导通时,相应的一个点或一笔画被点亮,掌握不同组合的二极管导通,就能显出各种字符;1. 显示器的结构常用的 7 段显示器的结构如下列图,发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器,阴极连在一起的成为共阴显示器; 1 位显示器由 8 个发光二极管组成,其中7
13、个发光二极管 a g 掌握 7 个笔画的亮或暗,另一个掌握一个小数点的亮和暗,这种笔画的七段显示器能显示的字符较少,字符的外形有些失真,但失控简洁,使用便利;第三章运算部分3.1 主要单元电路的器件3.1.1 单片机主掌握模块AT89S52 单片机为40 引脚双列直插芯片,有四个 I/O 口 P0,P1,P2,P3, MCS-51 单片机共有 4 个 8 位的I/O 口( P0、P1、P2、P3),每一条 I/O 线都能独立地作输出或输入;如下列图;1. 内部结构按功能分为 8 部分: CUP,程序储备器,数据储备器,时钟电路,串行口,并行I/O 口,中断系统, 定时 /计数器;2. 引脚定义
14、及功能1) .电源准时钟引脚Vcc:接 +5V 电源Vss:接地XTAL1和 XTAL2 :时钟引脚,外接晶体引线端;当使用芯片内部时钟时,此两引脚端用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号;2) .掌握引脚RST/Vpq :RST 是复位信号输入端, Vpd 是备用电源输入端;当RST 输入端保持2 个机器周期以上高电平常,单片机完成复位初始化操作;欢迎下载精品学习资源当主电源 Vcc 发生故障而突然下降到肯定低电压或断电时,第2 功能 Vpd 将为片内 RAM 供应电源以爱护片内 RAM 中的信息不丢失;ALE/PROG :地址锁存答应信号输入端;在存取外储备器
15、时,用于锁存低8 位地址信号;当单片机正常工作后, ALE端就周期性地以时钟振荡频率的1/6 固定频率向外输出正脉冲信号;此引脚的第2 功能PROG 是对片内带有4K 字节 EPROM 的 8751 固外程序时,作为编程脉冲输入端;PSEN:程序储备器答应输出端;当片外程序储备器的读选通信号,低电平有效;CPU 从外部程序储备器取指令时, PSEN 信号会自动产生负脉冲,作为外部程序储备器的选通信号;EA/Vpp :程序储备器地址答应输入端;当EA 为高电平常, CPU 执行片内程序储备器指令,但当PC 中的值超过 0FFFH 时,将自动转向执行片外程序储备器指令;当EA 为低电平常, CPU
16、 只执行片外程序存 储器指令;3) .I/O 口引脚P0.0P0.7:P0 口 8 位双向 I/O 口; P1.0P1.7:P1 口 8 位准双向 I/O 口; P2.0P2.7:P2 口 8 位准双向 I/O 口; P3.0P3.7:P3 口 8 位准双向 I/O 口;3. 片外总线结构分为三部分:数据总线Data BusDB ) ,地址总线 Address Bus AB ) ,掌握总线 Control BusCB.AT89S523.1.2 时钟电路模块1. DS1302 的结构及工作原理DS1302 是美国 DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、
17、 日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V 5.5V ;采纳三线接口与CPU 进行同步通信,并可采纳突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据; DS1302 内部有一个 318 的用于临时性存放数据的RAM 寄存器; DS1302 是 DS1202 的升级产品,与DS1202 兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时供应了对后背电源进行涓细电流充电的才能;2. 引脚功能及结构图 1 所示出 DS1302 的引脚排列 ,其中 Vcc1 为后备电源, VCC2 为主电源;在主电源关闭的情形下,也能欢迎下载精品学习资源保持时钟的连续运行;DS1302 由 Vcc
18、1 或 Vcc2 两者中的较大者供电;当Vcc2 大于 Vcc1 0.2V 时, Vcc2 给 DS1302 供电;当 Vcc2 小于 Vcc1 时, DS1302 由 Vcc1 供电; X1 和 X2 是振荡源,外接32.768kHz 晶振; RST 是复位 /片选线,通过把RST 输入驱动置高电平来启动全部的数据传送;RST 输入有两种功能: 第一, RST 接通掌握规律,答应地址/ 命令序列送入移位寄存器;其次,RST 供应终止单字节或多字节数据的传送手段;当RST 为高电平常,全部的数据传送被初始化,答应对DS1302 进行操作;假如在传送过程中 RST 置为低电平,就会终止此次数据传
19、送,I/O 引脚变为高阻态;上电运行时,在Vcc2.5V 之前,RST 必需保持低电平;只有在SCLK为低电平常,才能将RST 置为高电平; I/O 为串行数据输入输出端双向,后面有具体说明; SCLK 始终是输入端;3. 数据输入输出 I/O在掌握指令字输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时,数据被写入 DS1302 ,数据输入从低位即位 0 开头;同样,在紧跟 8 位的掌握指令字后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿读出 DS1302 的数据,读出数据时从低位 0 位到高位 7;3.2 其他模块器件3.2.1 74LS164它是个串入并出的8 位移位寄存器,它常用于单片机系统中,下面终止一下
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