基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

第第頁(yè)目錄TOC\o"1-3"\h\u18391基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷方案設(shè)計(jì) 367871.1單片機(jī)芯片的選擇 3164471.2顯示模塊選擇方案和論文 3221011.3時(shí)鐘芯片的選擇方案論證 4191701.4電路設(shè)計(jì)方案最終確定 588972系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 5114552.1主程序流程圖 58662.2子程序 6259393系統(tǒng)測(cè)試 67413.1硬件測(cè)試 6166853.2軟件測(cè)試 6240164總結(jié) 727686參考文獻(xiàn) 75207致謝 7基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)摘要:單片機(jī)具有體積小，成本低，抗干擾能力強(qiáng)，面向控制，可以實(shí)現(xiàn)分機(jī)各分布式控制等優(yōu)點(diǎn)。本文研究的萬(wàn)年歷系統(tǒng)就是利用單片機(jī)上述的優(yōu)點(diǎn)，采用目前市場(chǎng)性?xún)r(jià)比比較高的STC89C52單片機(jī)控制、以DS1302時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)、以LCD1602液晶屏顯示，系統(tǒng)主要有單片機(jī)控制電路，時(shí)鐘電路，顯示電路及校正電路四個(gè)模塊組成。本文闡述了系統(tǒng)的硬件工作原理，所應(yīng)用的各個(gè)接口模塊的功能以及工作過(guò)程。系統(tǒng)程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，用protel99se畫(huà)出電路圖,經(jīng)keil軟件進(jìn)行調(diào)試后在仿真軟件中進(jìn)行仿真測(cè)試，可以顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，并具有校準(zhǔn)功能和與即時(shí)時(shí)間同步的功能。此萬(wàn)年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路設(shè)計(jì)新穎、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，符合電子儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)、電子技術(shù)、DS1302時(shí)鐘芯片、C語(yǔ)言、萬(wàn)年歷系統(tǒng)1基于單片機(jī)的萬(wàn)年歷方案設(shè)計(jì)1.1單片機(jī)芯片的選擇本設(shè)計(jì)采用AT89S51芯片作為硬件核心，該芯片采用FlashROM，內(nèi)部具有4KBROM存儲(chǔ)空間,相對(duì)于本設(shè)計(jì)而言程序空間完全夠用。能于3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容,而且運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)具備ISP在線編程技術(shù),當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，避免芯片的多次拔插對(duì)芯片造成的損壞。1.2顯示模塊選擇方案和論文方案一：采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對(duì)較高,所以也不用此種作為顯示。方案二：采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描,LED數(shù)碼管價(jià)格雖適中,對(duì)于顯示數(shù)字也最合適,而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí),占用的單片機(jī)口線少。但是由于數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時(shí)往往會(huì)有很多障礙，所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。方案三：采用LCD液晶顯示屏,液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見(jiàn),對(duì)于電子萬(wàn)年歷而言，一個(gè)1602的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受,需要的接口線較多,但會(huì)給調(diào)試帶來(lái)諸多方便，所以此設(shè)計(jì)中采用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊。1.3時(shí)鐘芯片的選擇方案論證方案一：直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時(shí)鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。方案二：采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS130是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32.768kHz晶振。因此，本設(shè)計(jì)中采用DS1302提供時(shí)鐘。1.4電路設(shè)計(jì)方案最終確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AT89S51作為主控制系統(tǒng)；DS1302提供時(shí)鐘；DS18B20作為數(shù)字式溫度傳感器；LCD1602液晶屏作為顯示。2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)2.1主程序流程圖圖1由于LCM1602，DS18B20,DS1302的數(shù)據(jù)讀取及指令寫(xiě)入函數(shù)均已在各自的頭文件中完成在主程序中只須引用即可。2.2子程序由于本系統(tǒng)程序涉及的可編程器件有LCM1602，DS18B20以及DS1302，各芯片的控制字及數(shù)據(jù)讀寫(xiě)如果混雜，將會(huì)使程序可讀性大大降低，因此采用子程序的方法進(jìn)行調(diào)用并將其封裝于各自的頭文件中。3系統(tǒng)測(cè)試3.1硬件測(cè)試在Protues仿真結(jié)束后，于焊接板上完成了硬件組裝。在調(diào)試硬件時(shí)遇到過(guò)很多問(wèn)題，但只要細(xì)心、認(rèn)真檢查這些問(wèn)題都是可以避免的，主要問(wèn)題及解決辦法現(xiàn)列如下：(1)接通電源后LCM1602沒(méi)有正確的顯示。在不通電狀態(tài)下用萬(wàn)用表檢測(cè)電路是否正常連接，在檢查回路時(shí)發(fā)現(xiàn)有的點(diǎn)之間看似連接，但由于虛焊導(dǎo)致其并無(wú)電氣連接，只能對(duì)焊腳進(jìn)行在加工直到解決問(wèn)題。(2)電路工作一段時(shí)間之后有的芯片發(fā)熱嚴(yán)重。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)原來(lái)是有尖銳的管腳刺破鄰近的漆包線造成短路，斷掉該線并再次連接可解決問(wèn)題。3.2軟件測(cè)試由于本系統(tǒng)涉及到多個(gè)子程序，多個(gè)芯片的編程。首先必須對(duì)可編程芯片的控制字即其控制指令要熟記于心。其次，芯片很多都有時(shí)鐘輸入端，需要晶振支持。對(duì)芯片的讀寫(xiě)都需要在相應(yīng)的觸發(fā)沿到來(lái)時(shí)才能進(jìn)行。由于DS18B20是串行通信數(shù)據(jù)，只用一個(gè)口線傳輸，在處理采集的模擬信號(hào)時(shí)需要一定的時(shí)間，會(huì)對(duì)延時(shí)有較高要求。所以在調(diào)用溫度子程序時(shí)，先關(guān)閉定時(shí)器1中斷允許，在溫度子程序反回時(shí)再打開(kāi)定時(shí)器1中斷允許。4總結(jié)以上所述即是電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)全過(guò)程，經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)測(cè)試與分析,對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.經(jīng)過(guò)此設(shè)計(jì)，基本完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。硬件層面而言操作相對(duì)簡(jiǎn)單，界面比較友好。在軟件設(shè)計(jì)方面，對(duì)日歷算法和時(shí)間調(diào)整算法都做了比較詳細(xì)的闡述，可讀性較強(qiáng)。美中不足的是并沒(méi)有給出與陽(yáng)歷同步的陰歷算法，久經(jīng)思索卻終究未能達(dá)成。綜上所述，本設(shè)計(jì)雖然實(shí)現(xiàn)了電子萬(wàn)年歷的功能，但在硬件的選擇上應(yīng)該更優(yōu)化，使成本更低；在軟件方面也需要完善，一個(gè)真正實(shí)用的萬(wàn)年歷應(yīng)該具有計(jì)算陰歷歷法的功能。參考文獻(xiàn)【1】王質(zhì)樸呂運(yùn)鵬.MCS-51《單片機(jī)原理接口與應(yīng)用》-北京理工大學(xué)出版2009.【2】譚浩強(qiáng).《C程序設(shè)計(jì)》（第三版）-北京清華大學(xué)出版社2007.【3】魯廣英.《基于單片機(jī)電子萬(wàn)年歷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]》硅谷2010【4】沈紅衛(wèi).《基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M]》.北京-電