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安徽機電職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 論 文 應用單片機萬年歷設計 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 應用電子專業(yè) 班 級 電子3102班 姓 名 劉同升 學 號 1301103054 2012～ 2013學年第一學期 指導教師評語 等級 簽名 日期 安徽機電職業(yè)技術學院2013屆畢業(yè)生 畢業(yè)設計（論文）成績評定單 姓名 劉同升 專業(yè) 應用電子技術 班級 電子3102 課題 評分標準 分值 得分 指導教師評語（40分） 設計方案合理、實用、經(jīng)濟、原理分析正確、嚴密，內(nèi)容完整。 10 計算方法正確，計算結果準確，程序設計正確簡潔，工藝合理。 5 元器件（材料）選擇合理，明細表規(guī)范。 5 圖面清晰完整，布局、線條粗細合理，符合國家標準。 5 文字敘述簡明扼要，書寫規(guī)范。 5 按時獨立完成，同學相互關心，遵守制度，認真負責。 10 合計得分： 指導教師簽名： 日期： 年 月 日 評閱教師評分（30分） 內(nèi)容充實，有階段性成果，有應用價值。 10 圖紙、論文如實反映設計成果，有理論分析，又有實踐過程。 10 語句通順，思路清晰，符合邏輯。 5 圖標清晰，文字工整，字符和曲線標準化。 5 合計得分： 評閱教師簽名： 日期： 年 月 日 答辯評分（30分） 自述條理明確，重點突出。 5 基本概念清楚，回答問題正確。 15 專業(yè)知識運用靈活，解決問題技術措施合理。 10 合計得分： 答辯組長簽名： 日期： 年 月 日 總得分： 等級 系主任簽名： 日期： 年 月 日 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表 題　　目 應用單片機萬年歷設計 學生姓名 劉同升 學 號 1301103054 指導教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級 電子3102 順序號 第 1 次 學生完成 畢業(yè)論文 （設計） 內(nèi)容情況 劉本山老師布置了我們寫有關課程方面的論文要求和畢業(yè)論文的格式要求。之后我就考慮寫那些內(nèi)容。經(jīng)過思考我覺得我還是寫一些和我們專業(yè)有相關性的內(nèi)容，就寫了關于單片機的萬年歷設計方面的內(nèi)容。寫好論文就要好好的了解單片機萬年歷的相關知識，所以我就查找資料，為寫論文打下堅實的基礎。 學生簽名： 時間： 　年 　月 　日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 　年 　月 　日 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表 題　　目 應用單片機萬年歷設計 學生姓名 劉同升 學 號 1301103054 指導教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級 電子3102 順序號 第2 次 學生完成 畢業(yè)論文 （設計） 內(nèi)容情況 雖然題目決定了，但還是不知道如何開始，不過在網(wǎng)上看到了一些關于單片機萬年歷設計的一些資料，還有論文。就仿照他們的先寫些。雖然老師開始就發(fā)給我們寫論文的一些要求，但還是不知道做，不過多看啦也就好些啦，經(jīng)過好幾天的努力把論文大體的方面寫好了。 學生簽名： 時間： 　年 　月 　日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 　年 　月 　日 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表 題　　目 應用單片機萬年歷設計 學生姓名 劉同升 學 號 1301103054 指導教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級 電子3102 順序號 第3 次 學生完成 畢業(yè)論文 （設計） 內(nèi)容情況 按老師給的論文要求改了好多，也花費了好多時間，我把寫好的論文發(fā)給指導老師劉本山老師。當時雖然看到老師給發(fā)的寫論文的格式，在寫論文的過程中并沒有按要求做的很好 學生簽名： 時間： 　年 　月 　日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 　年 　月 　日 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表 題　　目 應用單片機萬年歷設計 學生姓名 劉同升 學 號 1301103054 指導教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級 電子3102 順序號 第4 次 學生完成 畢業(yè)論文 （設計） 內(nèi)容情況 又改了好幾次，老師說統(tǒng)一在一個時間他，之后，劉老師統(tǒng)一發(fā)給我們論文哪方面有錯誤，我的論文字體和間距，還有文檔操作的錯誤等問題，之后我就按老師給回的改了好幾次，但還是沒改好，還是有好多問題，主要對WORD的操作不熟悉。 學生簽名： 時間： 　年 　月 　日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 　年 　月 　日 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表 題　　目 應用單片機萬年歷設計 學生姓名 劉同升 學 號 1301103054 指導教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級 電子3102 順序號 第5次 學生完成 畢業(yè)論文 （設計） 內(nèi)容情況 回到學校把改正的論文交給劉老師看。經(jīng)過劉老師當面的一些講解后，我又把論文按照老師說的不對的地方一一改正，真是好事多磨呀，不過還是老師當面教的效果好。 學生簽名： 時間： 　年 　月 　日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 　年 　月 　日 安徽機電職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）指導過程記錄表 題　　目 應用單片機萬年歷設計 學生姓名 劉同升 學 號 1301103054 指導教師 劉本山 系 部 電氣系 班 級 電子3102 順序號 第6 次 學生完成 畢業(yè)論文 （設計） 內(nèi)容情況 回到學校把改正的論文給劉老師看過后，老師說沒大問題了，可以打印了。到此我的論文終于要完成了，在這里我衷心的感謝劉老師在我寫論文過程中給予的幫助 學生簽名： 時間： 　年 　月 　日 教師指導 內(nèi)容記錄 教師簽名： 時間： 　年 　月 　日 摘 要 本文提出了一種基于AT89C51單片機的萬年歷設計方案，該方案以AT89C51單片機作為主控核心，與時鐘芯片DS1302、DS18B20溫度傳感器、按鍵、LCD顯示等模塊組成硬件系統(tǒng)。在硬件系統(tǒng)中設有5個獨立按鍵和一個LCD顯示器，能顯示豐富的信息，根據(jù)使用者的需要可以隨時對時間進行校準、選擇時間等，綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、成本低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢具有廣闊的市場前景。 關鍵字： 單片機、 萬年歷 目 錄 目錄 I 第一章 緒論 1 1.1 課題的背景 1 1.2 電子萬年歷的應用 1 1.3 技術指標和要求 1 第二章 總體方案 2 2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 3 2.2 系統(tǒng)設計結構圖 4 第三章 硬件設計 5 3.1 系統(tǒng)硬件概述 5 3.2 系統(tǒng)的模塊電路設計 5 3.3 總硬件設計 12 第四章 軟件設計 14 4.1 軟件設計方案 14 4.2 各模塊分析 14 第五章 系統(tǒng)調試 22 5.1 硬件調試 23 5.2 軟件仿真聯(lián)調 26 5.3 功能仿真效果 28 5.4 調試心得 31 第六章 結論與展望 32 致謝 33 參考文獻 34 附錄 35 第一章 緒 論 1.1 課題的背景 在當代繁忙的工作與生活中，時間與我們每一個人都有非常密切的關系，每個人都受到時間的影響。為了更好的利用我們自己的時間，我們必須對時間有一個度量，因此產(chǎn)生了鐘表。鐘表的發(fā)展是非常迅速的，從剛開始的機械式鐘表到現(xiàn)在普遍用到的數(shù)字式鐘表，即使現(xiàn)在鐘表千奇百怪，但是它們都只是完成一種功能——計時功能，只是工作原理不同而已，在人們的使用過程中逐漸發(fā)現(xiàn)了鐘表的功能太單一，沒有更大程度上的滿足人們的需求。隨著電子技術的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計算機，給人類生活帶來了極大的方便。走入家庭，從洗衣機、微波爐到音響、汽車，到處都可以見到單片機應用的蹤影。如果說微型計算機技術的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學研究得到了質的飛躍，那么也可以毫不夸張的說：“單片機技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測控領域帶來了一次新的工業(yè)革命”。因此，單片機技術的開發(fā)和應用水平已經(jīng)逐步成為一個國家自動化發(fā)展水平的標志之一。 萬年歷是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時、分、秒數(shù)字顯示的計時裝置, 隨著科技的快速發(fā)展，時間的流逝,至從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀錄。它們可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時,還具有潤年補 償?shù)裙δ?且使用壽命長、誤差小、使用方便，電子萬年歷的出現(xiàn)給人們的生活帶來的諸多方便。目前,國際上的電子萬年歷正從模擬模式向數(shù)字式、由集成化向智能化的方向飛速發(fā)展。 1.2 電子萬年歷的應用 電子萬年歷廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們常生活中不可少的必需品，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數(shù)字鐘的精度,遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，但是所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究萬年歷及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。 1.3 技術指標和要求 1、設計具有年、月、日、時、分、秒等功能； 2、使用按鍵開關可實現(xiàn)日期和時間的調整； 3、具備年、月、日、時、分、秒校準功能； 4、具有溫度的實時顯示的調整的功能。 5、具有鬧鐘功能； 第二章 總體方案 本章重點主要是從系統(tǒng)結構圖來闡述了硬件的設計，以及從方案上對比選擇各個電路部分的元件，目的是使系統(tǒng)達到一個低成本、高質量、穩(wěn)定可靠的設計。 2.1 系統(tǒng)基本方案選擇和論證 1. 主控制器的選擇 采用51系列單片機來實現(xiàn)。目前單片機技術比較成熟，功能也比較強大。硬件電路主要由微處理控制器單元、鍵盤控制模塊、時鐘模塊、溫度傳感器模塊、液晶顯示模塊等模塊構成。由于AT89C51單片機片內(nèi)有4K字節(jié)的在線編程Flash存儲器，可以擦寫1000次，具有掉電模式，而且具有掉電狀態(tài)下的中斷恢復功能，對設計開發(fā)非常實用。 利用單片微型計算機及外圍電路編寫軟件程序來設計萬年歷，簡單靈活，而且可擴展各種功能，能完全達到設計要求，體現(xiàn)了現(xiàn)代計算機工具的方便、簡捷、準確性。綜上所述，選用AT89C51單片機作為電子萬年歷芯片的控制單片機。 2. 顯示模塊選擇方案和論證 采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見,對于電子萬年歷而言，一個1602的液晶屏即可，價格也還能接受,需要的接口線較多,但會給調試帶來諸多方便。 本次電子萬年歷設計需要顯示的參數(shù)多，數(shù)碼管需要的數(shù)量較多，綜合性價比，所以采用了LCD液晶顯示屏。 3. 時鐘芯片的選擇方案和論證 采用DS1302時鐘芯片實現(xiàn)時鐘，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2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。 本次設計在時間顯示方面需要盡可能的減少誤差，與現(xiàn)實時間同步，所以在時鐘方面選用了DS1302芯片。 4. 溫度傳感器的選擇方案與論證 采用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，此類傳感器為數(shù)字式傳感器而且僅需要一條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸，易于與單片機連接，可以避免A/D模數(shù)轉換模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路。另外，數(shù)字式溫度傳感器還具有測量精度高、測量范圍廣等優(yōu)點。 本設計為盡可能的減少誤差，所以采用DS18B20溫度傳感器作為溫度采集模塊。 5. 電路設計最終方案決定 綜上各模塊的選擇方案與論證，確定最后的主要硬件資源如下：采用AT89C51作為主控制系統(tǒng)；DS1302提供時鐘；DS18B20作為數(shù)字式溫度傳感器；LCD1602液晶屏作為顯示。 2.2 系統(tǒng)設計結構圖 根據(jù)系統(tǒng)設計的要求和設計思路，確定該系統(tǒng)的系統(tǒng)設計結構圖。如圖2-1所示。硬件電路主要由主控制器、鍵盤控制模塊、溫度傳采集模塊、DS1302時鐘模塊、液晶顯示模塊構成。 圖2-1 系統(tǒng)結構設計圖 第三章 硬件設計 第六章 結論與展望 至此，關于畢業(yè)設計的所有內(nèi)容就介紹完了，進行這次畢業(yè)設計一切都是從零開始，從最簡單查資料、了解各個元件的功能起步，再確定設計方案、畫流程圖、編寫程序到最后進行仿真，這次課題設計可以說成功完成。系統(tǒng)的硬件、軟件設計合理,功能完備,運行穩(wěn)定、可靠。實驗結果表明此萬年歷實現(xiàn)后具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場前景。 在整個設計過程中，充分發(fā)揮了人的主觀能動性，自主學習，學到了許多沒學到的知識。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考查資料，和同學討論，向老師請教，理清了思路，完成對程序的編寫。通過設計提高了對單片機的認識，進一步熟悉和掌握單片機的結構及工作原理。通過實際程序設計和調試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調試技術，提高軟件設計、調試能力；通過這次設計熟悉以單片機核心的應用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，掌握硬件電路設計的基本方法和技術，掌握相關電路參數(shù)的計算方法。最終較好的完成了設計，達到了預期的目的，完了最初的設想。 但是由于時間和個人能力的原因，整個系統(tǒng)看起來還是顯得非常的簡單，只實現(xiàn)了一些最基本的功能，還有許多不足和可以擴展的地方，這些有待以后來彌補，還望各位老師予以指正和修改。 致 謝 大學三年的學習和生活就要隨著這篇論文的結束而結束了。有許許多多的不舍，也有許許多多的感謝要說。畢業(yè)論文，實時上就是綜合的運用三年所學知識去分析、解決一個問題，在做畢業(yè)論文的過程中，把所學知識梳理一遍，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。在設計中，我遇到過很多問題，比如課題需要用什么元器件，主電路圖如何設計，程序該怎么編寫等都是一點頭緒都沒有，但是我在設計的這一段時間里查詢了大量的資料：硬件設計、原理圖繪制、程序編寫測試與調試，并且在指導老師的幫助下我學會和懂得了很多，逐漸完成了對硬件與軟件編程兩方面設計，掌握了硬件調試、軟件調試基本方法，這些都將使我終生受益。無論是在理論學習階段，還是在論文的選題、資料的查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，都得到了劉本山老師無微不至的悉心指導和幫助。我愿借此機會向指導老師表示衷心的感謝！ 其次要感謝所有教育過我的老師！是你們纏手給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎。我還要向關心和支持我學習的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關系、關注和支持！ 大學的生活讓我有了堅強的性格，冷靜的頭腦和永遠樂觀的態(tài)度。最重要的是讓我有了責任感，對自己、對家人和對社會的責任感。 我愿在未來的學習和工作中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關心、幫助和支持我的所有領導、老師、同學和朋友。 參考文獻 [1] 李光飛 .李良兒.樓然苗.單片機C程序設計實例指導[M].北京:航空航天大學出版社，2006 [2] 戴佳.戴衛(wèi).51單片機C語言應用程序設計實例精講[M].北京： 電子工業(yè)出版社，2007 [3] 陳景初.單片機應用系統(tǒng)設計與實踐[M].北京: 北京航空航天大學出版社,2006 [4] 楊子文.單片機原理及應用[M].西安:西安電子科技大學出版社, 2006 [5] 沈紅衛(wèi).單片機應用系統(tǒng)設計實例與分析[M].北京：北京航空航天大學出版社,2003 [6]李廣弟.朱月秀.王秀山．單片機基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004 [7]余錫存.曹國華.單片機原理及接口技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2004 [8]周航慈.單片機程序設基礎[M]. 北京：北京航空航天大學出版，1991 附 錄 主程序：