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单片机的万年历设计

2021-02-19 20:22编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要经济的不断发展,使得国民在物质生活方面有了更高的追求,尤其是在便捷性上、多样性上。传统的时间显示的手表挂钟只能单方面显示时间,检测不出温度,如果要知晓当天温度只能在上网查询。为了方便人们的生活,设计出一款有时间显示,有温度显示的万年历迫在眉睫。本文介绍以单片机STC89C52位核心,包括了时间显示、温度采集、数据处理、调整设计4个模块,采用了DS18B20为温度获取感测原件,DS1302为时间、月、日获取元件,在考虑到要显示时间和温度,所以采取的显示元器件是LCD1602液晶,我的设计在完成后依旧能够有对时间校准的功能,方便操作,在视觉上,因为可设计成壁挂式,显示直观显眼,在功能上,有时间温度显示能及时校准,功能齐全,相信以后会有很大的市场。摘 要 1
目 录
ABSTRACT 2
一、引言 4
(一)研究背景 4
(二)研究意义 4
(三)研究内容 4
二、整体方案设计 6
(一)总体方案设计 6
(二)方案论证 6
(三)系统各个模块的最终方案 8
三、硬件系统的设计 9
(一)单片机最小系统的设计 9
(二)电源电路设计及电路图 10
(三)按键电路设计 11
(四)温度传感器设计 12
(五)时钟芯片设计 15
(六)液晶显示电路设计 16
四、系统软件设计 18
(一)系统主程序设计 18
(二)时钟芯片子程序的设计 18
(三)DS18B20子程序的设计 20
五、系统调试 21
(一)仿真调试 21
(二)电路PCB图 21
(三)焊接与组装 22
(四)实物调试 23
(五)制作问题 24
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
附录一系统电路图 28
附录二 元器件清单 30
附录三 实物图 31
附录四 源程序 32
一、引言
(一)研究背景
 

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随着社会经济的发展,人们生活水平也有所提高,电子产品逐渐的走进了千家万户。电子行业的发展也从手机、电脑等基本通信娱乐产品慢慢的广泛化发展,越来越多的电子产品步入家庭中。为了满足人们对观看时间便捷性的需求,电子产品的研制不但在其外观功能上有着不断地创新和改良,从最初的摆钟到现在的手表电子钟,同时功能更加强更加智能化人性化,在这不断的行业竞争中推动下,钟表万年历也在不断地更新换代。
钟表是日常生活不可缺少的部件,犹如鱼离不开水一样,如果人们离开了钟表,就只能回到原始的观看太阳,这样我们的日程安排就会大幅度缩水,工作效率下降。目前市场上存在的大多数钟表和万年历只有显示时间的,温度的冷暖只能通过查询后才知道,所以,为了方便快捷的生活,设计出一款同时能够显示时间和温度的万年历是非常重要的。
(二)研究意义
设计之前我做过市场问卷调查,对万年历钟表要求拥有的功能的调查,统计显示,要有计步功能的有20%,有心跳测量功能的有20%,有温度显示功能的达到了50%。我的设计是同时拥有时间显示和温度显示的完全符合市场大多数人的要求。我的设计采用的是单片机STC89C52位核心部件,由时钟显示、温度采集、信息处理、校准,四个部分构成的,时间温度的显示是通过LCD1602液晶显示器完成的,DS18B20是温度采集的电子元器件,DS1302是时间显示元器件,通过时间元器件、温度元器件收集时间温度后,传递给单片机处理,最后让1602液晶显示出来。不仅打破了传统的不能显示温度的万年历的设计,同时能够随时校准时间,有夜视功能,方便快捷,显示直观。由此看来的话本设计具有很大的潜力和深远的研究意义。
(三)研究内容
对于整个设计的规划,需要我对于以下几个方面的内容进行着重的研究与讨论:
1.论文概述了当前市场所存的万年历的现状以及他的主要弊端,提出我的设计基于单片机的时间温度显示万年历设计的研究意义和商场前景。
2.论文介绍主要硬件选择的论证,硬件电路的设计以及电路图的绘制和实物的焊接工作。
3.论文介绍了硬件系统中涉及的主程序和构成主程序的一些子程序。
4.论文介绍了模块的主要原理,通过温度时间采集元器件采集后,经过单片机处理传递给液晶显示屏显示出来。
二、整体方案设计
我的设计主要由单片机以及他的最小系统为整个系统的核心,利用SW电源开关控制整个系统的开关,用DS1302来获取时间和年月日,用DS18B20来获取温度,单片机在接收到信号数据后,处理总结,最后传输给LCD1602液晶显示器显示出来,者就是我的设计的原理。
(一)总体方案设计
本设计是基于单片机的万年历的设计,采取现有最新一代的高速,低功耗的52单片机为系统的控制核心。编程用到的就是当下最流行最适宜的C语言。利用利用SW电源开关控制整个系统的开关,用DS1302来获取时间和年月日,用DS18B20来获取温度,单片机在接收到信号数据后,处理总结,最后传输给LCD1602液晶显示器显示出来,我的设计有独立按键,来对时间及年月日进行校正调节,所以,拥有四个按键,加号键、日历查看键、减号键、选择键、设置键,不同键来达到设置时间年月的功能。此外,本设计拥有闹钟功能。设计中使用的9012三极管起到放大信号驱动电路的作用,系统的整体框图如图1所示。
图1 系统框图
(二)方案论证
每一样设计都有不同的组装方法,同时元器件也有不一样的选择,我的设计是设计出万年历,根据要实现的显示时间和显示温度的功能,我要通过查阅资料和结合不同场所使用后要挑选的元器件大致有时间处理元器件、温度搜集原件、显示元件。
1、 控制系统的选择
作为本系统的控制核心,其运算精度和功能的多样性是我所需求的,万年历设备对于控制器的抗干扰能力又提出了更高的要求。
方案一:采取52单片机作为我的设计的微处理器。52单片机具有运算速度快,功耗低,抗干扰能力强等性能有点。运用了C语言,编写后可读性强。
方案二:采取FPGA(可编程门阵列)作为系统的处理器。FPGA是将所有的元器件都集成在芯片中,是的其运算能力强,体积小、处理速度快等优点。
对于两种方案俩将的话,他们的运算速度,抗干扰性以及功耗等特点都符合我的设计要求,在运算方面FPGA的运算能力更高。但是用于万年历FPGA未免显得大材小用了,提高了整个设计的成本,不利于万年历的市场推广。所以我选择方案一作为控制器。

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