电子万年历设计开题报告.doc

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1、 毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：成明轩学 号：专 业：电子信息工程设计(论文)题目：基于单片机的万年历设计指 导 教 师:王妮2012年3月16日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告文 献 综 述1.引言万年历在我国已经有1000多年的历史，相传为商朝的万年所创，故为纪念他的功绩而将该历法命名为“万年历”。万年历古时通称时宪书或通书，是按照某一特定历法的推算法则编排年、月、日、节气等以供查考得工具书，是人类创造的文化成果之一。如今随着电子技术的迅速发展，特别是大规模集成电路的出现，给人类生活带来了根本性的改变，尤其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户，其中电子万年历的出现给人

2、们的生活带来诸多的方便。万年历目前已经不再局限于以纸张的形式出现，以电脑软件或者电子产品形式出现的万年历被称为电子万年历。与传统万年历相比，电子万年历越来越得到大众的青睐，采用电子时钟作为时间显示已经成为一种时尚。2.电子万年历的设计意义及市场前景随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，精准数字计时的消费需求也是越来越多。二十一世纪的今天,最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发

3、明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到 1/600 万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求。因此，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。目前市场上各式各样的电子时钟数不胜数，但多数是只针对时间显示，功能单一，不能满足人们日常生活需求。本文提出了一种基于AT89S52单片机的万年历设计方案，毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本方案以AT89S

4、52单片机为主控核心，与时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、按键、LCD显示等模块组成硬件系统。在硬件系统中设有独立按键和LCD显示器，能显示年、月、日、时、分、秒及星期等信息，同时用DS18B20温度传感器来接收外部的温度信号，让单片机接收并输出电脉冲信号，在液晶显示屏上显示测量到的温度，并且根据使用者的需要可以随时对时间进行校准、选择时间等。综上所述，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。3.技术可行性随着国内超大规模集成电路的出现，微处理器及其外围芯片有了迅速的发展。集成技术的最新发展之一是将C

5、PU 和外围芯片，如程序存储器、数据存储器、并行 I/O 口、串行 I/O 口、定时/计数器、中断控制器及其他控制部件集成在一个芯片之中，制成单片计算机( Single-Chip Microcomputer) 。而近年来推出的一些高档单片机还包括有许多特殊功能 单元，如 A/D、D/A 转换器，调制解调器，通信控制器，锁相环，DMA，浮点运算单元，PWM 控制输出单元，PWM 输出时的死区可编程控制功能等。因此，只要外加一些扩展电路及必要的通道接口就可以构成各种计算机应用系统，如工业流水线控制系统、作为家用电器的主控制器、分布式控制系统的终端节点或作为其主控制节点起中继的作用、数据采集系统、自

6、动测试系统等。单片机的出现，并在各技术领域中得到如此迅猛的发展，与单片机构成计算机应用系统所形成的下述特点有关：1单片机构成的应用系统有较大的可靠性。这些可靠性的获得除了依靠单片机芯片本身的高可靠性以及应用有最少的联接外，还可以方便地采用软、硬件技术.。2. 系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统，应用系统有较高的软、硬件利用系数。3. 由于构成的应用系统是一个计算机系统，相当多的测、控功能由软件实现，故具有柔性特征，不须改变硬件系统就能适当地改变系统功能。4有优异的性能、价格比。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告4.系统总体设计思路此设计即液晶屏上显示年、月、日、时、

7、分、秒及星期原理框图如图2.1，电路一般包括以下几个部分：键盘、单片机、温度传感器及显示电路。单片机主控制模 块显示模块键盘模块温度采集模块时钟模块图2.1单片机实现液晶显示万年历以及温度总框图对于各部分：（1）为使时钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的，键盘用来校正液晶上显示的时间。（2）单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。（3）温度传感器用来测量外部的确定温度值。（4）单片机发送到信号经过显示电路通过译码最终在液晶屏上显示出来。5.系统基本方案选择与论证5.1单片机芯片的选择方案和论证：方案一采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB R

8、OM 存储空间,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一定的损坏。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告方案二 采用AT89S52,片内ROM全都采用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存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，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

9、不会对芯片造成损坏。综上，选择采用AT89S52作为主控制系统。5.2时钟芯片的选择方案和论证：方案一直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。方案二 采用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2.5V5.5V范围内，2.5V时耗电小于300nA。综上，选择采用DS1302时钟芯片实现时钟功能。 5.3温度传感器的选择方案与论证:方案一使用热敏电阻作为

10、传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告方案二采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。综上，选择DS18B20作为温度传感器。5.4显示模块的选择方案与论证：方案一使用液晶显示屏显示

11、时间数字。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强，控制方便，时序简单，技术成熟等特点。方案二使用传统的LED数码管显示。数码干具有低能耗、低损耗、寿命长、操作简单、资源占用较少等优点，但不如液晶显示屏显示得直观清晰，而且需要占用主控制器许多端口，驱动电路也更加复杂，显示的信息也没有液晶的丰富。综上，选择LCD液晶屏作为显示屏，本次设计选择1602字符型液晶显示屏。5.5键盘模块的选择方案与论证：方案一使用独立式键盘。独立式键盘是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。独立式按键电路配置灵活，软件

12、结构简单。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告方案二使用矩阵式键盘。矩阵式键盘是由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上，行线、列线分别连接到按键开关的两端。其特点是简单且不增加成本，这种键盘适合按键数量较多的场合。综上，因为系统需要的按键不多，所以采用方案一独立式键盘。键盘具体设置为三个按键，功能分别为状态调整（确认）、加一、减一。调整键可对万年历时间设置进行移位和确认，加一键是对相应调整位进行加一操作（每按一次加一），减一键是对相应调整位进行减一操作（每按一次减一）。电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89S52作为主控制系统; DS1302提供时钟;D

13、S18B20作为数字式温度传感器;1602字符型液晶屏作为显示。独立式键盘模块1602字符型液晶屏显示模块AT89S52主控制模块DS18B20温度采集模块DS1302时钟模块图3.1基于芯片AT89S52万年历系统的框图毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告主要参考文献：1 全新实用电路集粹丛书编辑委员会.报警器、警示器应用电路集粹.机械工业出版社，20052 康华光. 电子技术基础模拟部分（第四版）. 高等教育出版社，20043 康华光. 电子技术基础数字部分（第四版）. 高等教育出版社，20044 陈永甫. 常用电子元件及其应用. 人民邮电出版社，20055 杨帮文. 实用电子小制作精选

14、. 人民邮电出版社，20066 张宪. 电子电路制作指导. 化学工业出版社，20067 张毅刚等. MCS51单片机应用设计. 哈尔滨工业大学出版社，19908 何立民. 单片机应用技术选编. 北京航空航天大学出版社，1996毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1.怎样从DS1302得到时间数据？思路：系统的时间要从DS1302里取得，所以在软件编写过程中要参照DS1302时序图对读数据函数、写数据函数进行编写。2.从DS1302得到数据怎样在LCD1602上进行具体显示？思路：先对LCD1602进行初始化设置，要想把时间在相应的位置进行显示，首先要对其位置进行软件定义，然后才能把DS1302取得的数据在之前设置的位置上进行分配。3.键盘对时间的设置调整？思路：要想对时间进行调整首先要选对相应的模式，所以首先需要定义一个“模式设置”键，当切换到相应的模式时再进行相应的调节。另外还要定义一个加键和一个减键，当然加键和减键必须选择“模式设置”键后才有效，所以在程序编写时要在“模式设置”按下之后的情况下再对加键和减键子程序进行编写。