搜索
1江西科技师范大学毕业设计（论文三稿）题目(中文)：基于MCS51的电子万年历的设计（英文):ThedesignoftheelectroniccalendarbasedonMCS51院（系）：通信与电子学院专业：电子信息工程姓名：兰小玲学号：20122623指导教师：宗文军2016年4月22日目录成绩：23基于MCS51的电子万年历的设计摘要：随着现今世界信息化时代和经济的快速发展的来临，各式各样的小型智能家电产物陆续出现在我们的生活中。日历是人们不可或缺的日常用品。但一般日历都是纸制的，使用不便，寿命不长。电子万年历采用智能电子控制和显示技术，改善了纸制日历的缺陷。本设计以AT89C51单片机为核心，构成单片机主控制电路，结合DS1302时钟芯片和DS18B20温度芯片，完成时间的自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示。时间、日期调整由三个按键来实现，并可对闹铃开关进行设置。日历能显示年、月、日以及星期、时、分、秒。关键词：电子万年历51单片机时钟芯片温度芯片液晶显示器第一章引言跟着微电子技术和超大范围集成电路技术的不停进步，家用电子产物不光种类日益丰硕，还变得加倍经济实用，单片微型计算机体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点，在各个范畴得到了广泛普遍。电子万年历是一种非常广泛的日常计时工具，数字电子钟已经越来越流行，特别适用于车站、广场以及办公，还可用于家庭居室。LED数字显示的电子钟显示清晰直观、走时精准、能夜视，还能够延伸出其他功能。功能也越来越齐全，除了公历年、月份、日期、时分秒、礼拜显示及闹铃。但通过我们对各类电子钟的不停观察，总结发现目前市场的电子钟都出现一些不足之处，例如：时钟不精确、产物本钱太高、无环境温度显示等，这都给人们的使用带来了一些不便。为此设计了一种功能周全、计时精确、本钱便宜的基于MSC51的电子万年历。1.1研究背景与意义当今社会的电子技术可谓是发展迅速，特别是随着大规模或者超大集成电路的出现，给人类学习、工作、娱乐、以及生活、都带来了本质性的改变。尤其是单片机的应用产物已经进入了每家每户。电子万年历给人类带来了许多方便。利4用单片机制作的的电子万年历其编程灵活，便于功能扩展，高精度等特点，而且它走时精准、显示清晰，很是受大众欢迎。通过单片机设计的电子万年历，能够用软件编程进行功能的调整和改进，促使其可以精准显示年、月、日、时辰、礼拜的同时，还可以有许多其他功能。例如：设置闹钟、语音报时、显示温度等有一定的实用性，同时体积小、方便使用、方便携带，当然，还有其成本不高、计时准确、性能稳定、更新周期也短，维护方便等优点，至此、探索电子万年历有着非常现实的意义，同时也具有很大的实用价值。1.2电子万年历的发展现状现今，电子万年历技术已经进入了优化-家庭-环境的团队关系的阶段之间，它向着超微型、超高效以及集成电路的微型化方向成长，并为电子万年历上的集中控制奠基了根本。目前，市场上出售的电子万年历类别繁多，其中大致是基于单片机技术的电子系统。它们通常包括输入脉冲电路、单片机、晶振和复位电路、外部存储器电路和LED显示电路等构成。现今，电子万年历基本上是用于计时、自动报警、定时、时间查询以及自动控制。由于单片机技术以及数字集成电路技术的成长和高端的石英技术，使得如今的电子万年历系统具有体积小、耗电少、计时精确、机能稳定、维护方便、走时精准、携带方便等长处。其他，现今的市场上也有现成的数字万年历集成电路芯片买，而且价格实惠、用起来也很方便。1.3电子万年历的优势它是一种非常普遍的平常计时工具，它可以对年、月份、日期、时、分、秒来计时。它是采用数字电路设计的，以51系列单片机为核心，通过LCD液晶显示器来进行显示，能够同时显示阳历或是农历、年、月份、日刻、时、分、秒、礼拜、温度等内容。而且有可调整日期和时间的功能。像定时自动报警、按时5自动响铃、时间程序自动控制、定时广播、自动开闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至种种定时电器的自动应用等，但是所有这些，都是以钟表数字化为基础的。所以，探索万年历以及扩大它的应用，有着非常重要的现实意义。第二章、系统中主要芯片介绍2.1工作原理和电路设计框图电子万年历电路，它的内部是由主控制芯片AT89C51、时钟器件DS1302、温度传感器DS18B20、LCD12864液晶显示屏及键盘扫描电路组成。电子万年历配闹钟就是运用单片机加上一个时钟元件DS1302以及数个与门芯片组成一个可调整年、月份、日期、时刻、分秒，以及能够获取当前时刻的一个电路和闹钟功能。实现我们平常生活中的日历的作用。由于电路的硬件设计程序复杂，本电路采用89c51单片机作为控制核心，它具有在线编程功能，低功耗，可以在3V超低压工作；时钟电路由DS1302提供，它是一种高机能、低损耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月份、日刻、时、分、秒等来计时，还有闰年补偿特点，工作电压为2.5V-5.5V。通过三线接口与CPU进行同步通信，并可通过突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个用来临时存放数据的RAM寄存器。可产生年、月份、日期、时刻、分、秒。以及通过与门芯片和按键开关来实现年、月、日、时、分、秒的调节。具体框架结构图如下：62.2系统概述本次设计电路是以AT89C51的最小系统为控制核心，时钟电路由高精度低功耗的DS1302提供，采用了三线接口与CPU进行同步通信，输入部分就是采用的4个独立按键S1、S２S3、S4。显示部分采用的是LCD12864液晶显示器，D0~D7口与单片机P0口相连。2.3主要器件的结构及其特性2.3.1AT89C51的管脚说明AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。7特性概述：AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P18口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。/EA：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.3.2ds1302的管脚说明1.VCC1是后备电源，而VCC2是主电源。当主电源关闭时，还可以维持时钟继续工作。ds1302是通过VCC1或VCC2之间更大的一方来提供电源。当VCC2≥VCC1＋0.2V时，VCC2给ds1302提供电源。当VCC2小于VCC1时，VCC1给ds1302提供电源。X1和X2是振荡源，需要再接一个32.768kHz的晶振。RST是复位/片选端，通过把RST输入驱动置“1”来开启全部数据的接送。2.RST输入2种特点：第一，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送到移位寄存器；第二，RST提供中止单字节或者是多字节数据的输送方法。当RST为“1”时，所有的数据输送便会被初始化，可以对ds1302执行操作。若在输送过程中RST置为“0”，就会中止这次数据输送，I/O管脚改为高阻态。9上电工作后，在VCC≥2.5V之前，RST必须保持“0”。仅当在SCLK为“0”时，才能够把RST置为“1”。3.I/O是串行数据输入输出端(双向)，SCLK是时钟输入端。4.ds1302的寄存器：ds1302包括了12个寄存器，当中有7个寄存器与日历、时钟有联系，存放的数据位是BCD码形式。而且，ds1302也有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器以及跟RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器能够一次性顺序读写，除充电寄存器之外的所有寄存器内容。5、ds1302的管脚特点：5.ds1302的控制字：6、ds1302的控制字节（1）控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，若它为0，就无法把数据10写到ds1302中，位6为1时说明存取RAM数据\若为0，就说明存取日历时钟数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)若为0，说明要执行写操作，为1说明要执行读操作，控制字节都是从最低位开始输出。（2）当控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入ds1302，数据输入从低位开始。同理，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出ds1302的数据，读数据时也是从低位0至高位7。2.3.3ds18b20的管脚说明ds18b20是普遍使用的温度传感器，其传感器的体积小，而且成本低，抗干扰性强，精度也高的特点。ds18b20的存储器、含有高速暂存器RAM跟可电擦除RAM，可电擦除RAM里又含有温度触发器TH与TL，以及一个配置寄存器。ds18b20能够用外部电源VDD，或者是使用芯片里面的寄生电源。1、ds18b20的基本特性a)通用电压范畴较广，电压范畴：3.0到5.5V，在寄生电源模式下，能够用数据线供电。b)特别的单线接口方式，ds18b20在跟微处理器连接时、只需要一条口线就能实现微处理器与ds18b20的两向通讯。c)温度范畴是－55摄氏度到+125摄氏度，当温度是-10到+85摄氏度时精度是±0.5摄氏度d)可编程的分辨率是9～12位，其相对应的可分辨温度有：0.5摄氏度、0.25摄氏度、0.125摄氏度以及0.0625摄氏度，能够进行高精度测温。e)负压特性：当电源极性接反，芯片并不会由于发热而有所损坏，却无法正常使用。2、ds18b20的外观与内部构造11它包括四部分：64