单片机的电子万年历设计
一、绪论 1
(一)课题研究的背景和意义 1
(二)课题研究的内容 1
二、方案设计 2
(一)设计要求 2
(二)系统基本方案选择 2
(三)显示模块选择方案 2
(四)时钟芯片的选择方案 2
(五)电路设计最终方案决定 3
三、硬件设计 3
(一)整体设计框图 3
(二)单片机及其外围电路 3
(三)LCD1602显示电路 5
(四)DS1302时钟电路 6
(五)闹钟设计 8
四、软件设计 9
(一)主程序设计 9
(二)DS1302程序设计 9
(三)LCD显示程序流程图 10
五、PROTEUS仿真 11
(一)编程环境PROTEUS 11
(二)用PROTEUS ISIS对电子万年历的硬件电路设计 11
(三)用PROTEUS ISIS进行电子万年历的仿真测试 13
总结 15
附录 16
附录一 原理图 16
附录二 PCB板设计 17
附录三 仿真图 18
附录四 源代码 19
参考文献 45
致谢 46
一、绪论
(一)课题研究的背景和意义
当今社会,人们的生活水平有了飞跃的提升,生活的节奏也明显加快了许多,尤其是上班族对时间的要求越来越高,人们需求的是精准的数字计时。
目前,很多计时产品都涌入市场,其中具有代表性的就是万年历。万年历 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072*
的出现,打破了世界的平静,与前两次的世界钟表相比,它紧接其后。起初,人类发明的钟表,靠摆钟的摆动和和震动来记录的时间,精度不是很高,那是被成为首次的钟表革命。其次,后面一次改革是利用石英晶体产生振荡而被广泛的应用,用这种技术,比前次的设计,精度更高,也更加受人们的欢迎。到现在,最后一次的改变就是电子万年历的应用,使计时产品的差别从分级缩小到1/600万秒,从原来古老指针计时的方式演变为人们每天更为知晓的夜光数字显示方式,一目了然,并增添了可以显示日期、星期、温度以及其他日常附属信息它更贴近消费者的生活需求!因此,电子万年历的发明带来了钟表计时业界飞跃性的进步。
电子万年历在我国生产的有很多品种,大致上来说以研究具有多功能电子万年历为首要,使万年历电子万年历除去显示原来的时间,日期外还具有闹铃,报警等功能。万年历的完善在当今社会越来越重视。数字化技术的告诉发展在二十一世纪尤为突出,在数字化飞速发展的时代单片机主导这很重要的角色。当今的紧急任务是利用单片机来使万年历的开发与研究,因为在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等许多场合都有它,可以讲电子万年历出现在人们生活的每个角落。现在信息变换不断和高新技术的进一步发展使得电子万年历投入市场得到广泛应用。
本设计利用原有的万年历的基础,进一步设计了软件,硬件相结合适用于教学上的万年历设计。在设计软件的同时还应对硬件部分有充分了解,有了软件和硬件相结合才有助于我们对设计题目有很深的了解,有助于软件设计。
本次设计的万年历电路,相对其他万年历有几点优势:
1.本万年历可以设置定时闹钟的功能,相对市面上一些万年历,这是此次设计的一个改进。
2.在硬件电路上,改善了控制时钟的按键电路,3个按键实现时钟的调节,更加有益于设计的整体结构的美观。
(二)课题研究的内容
万年历所研究的是利用单片机来控制的一个具体应用,主要研究内容主要包括以下几个方面:
1.挑选电子万年历芯片时,功能实在、使用方便、单片存储、低功耗、抗断电的器件为主要考虑对象。
2.在设计外围电路和单片机的接口电路要选最合适的设计芯片。
3.在对电子万年历实物焊接时要使结构简单实用,容易实现功能和系统电路简易。
4.在通用电路板上利用元器件,根据硬件电路图来焊接完成电路。
5.编写控制AT89C52芯片的单片机程序要根据设计的硬件电路。
6.按照编程、编译、调试,来进行软件仿真。仿真通过后把程序下载到单片机上运行,以此实现电子万年历的功能。
7.软件设计时必须要有完善的思路,要做到程序简单,调试方便。
二、方案设计
本次基于单片机的万年历的设计,以单片机为主控制芯片,用单片机最小系统电路、时钟电路和LCD液晶显示电路,来实现实时时钟的在LCD液晶显示屏上面显示时钟的功能。
(一)设计要求
1.万年历能显示年、月、日。
2.万年历能显示时、分、秒、星期。
3.万年历具有闹铃功能。
(二) 系统基本方案选择
方案一:
选用嵌入式系统来实现控制,此系统功能强大,执行命令和动作的效果都很突出,但是从本次设计要求来看,不需要用这个复杂的控制系统,嵌入式程序设计比较复杂,而且一个嵌入式系统价格比较昂贵,从设计成本的角度考虑,放弃此方案。
方案二:
采用AT89C52,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,所以不会对芯片造成损坏。
综合比较,选择采用AT89C52作为主控制系统。
(三) 显示模块选择方案
方案一:
采用点阵式数码管显示,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,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。
方案二:
采用LCD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,清晰可见,可适度高,所以选择液晶显示屏作为系统输出。
综合比较,选择LCD液晶显示屏,来显示实时的时间。
(四)时钟芯片的选择方案
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。所以不采用此方案。
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2.5V~5.5V范围内,2.5V时耗电小于300nA。
综和比较,选择DS1302时钟芯片来作为万年历的时钟芯片。
(五)电路设计最终方案决定
本次万年历的设计综合上面的方案比较,最终采用AT89S52作为主控制系统; DS1302提供时钟;LCD液晶显示屏作为显示。以此确定了设计的总体方案设计。
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