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河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告1河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告毕业论文题目：基于单片机的万年历设计专业（方向）：测控技术与仪器学生信息：学号：126250姓名：严斯涛班级：测控C121班指导教师信息：教师号：姓名：杨伟东职称：教授报告提交日期：2012年3月30日一．课题的目的与意义一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。从古至今，时间是人们生活中不可缺少的重要伴侣。如果没有时间的概念，社会将停滞不前。从古代的圭表、水漏，到后来的机械钟表以及当今的电子钟，都充分显现出了时间的重要。因此利用当今先进的科技致力于电子钟的研究将能更好的服务于人们的生活。随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。由其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。电子万年历的出现给人们的生活带来的诸多方便。万年历是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，但是所有这些，都是河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告2以钟表数字化为基础的。因此，研究万年历及扩大其应用，有着非常现实的意义。本系统采用了以广泛使用的单片机技术为核心，软硬件结合，使硬件部分大为简化，提高了系统稳定性，并采用LED显示电路、键盘电路，使人机交互简便易行。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。二．系统总体方案设计:（1）系统设计硬件框图（2）实现的基本原理在本实验中，我引用了DS1302的时，分，秒功能，当时计数字24时通过74LS164给模块年月日进位，当日模块对应其相应月份进行向月进位时，就给月进位，当月满12时，给年进位。二．硬件系统设计：（1）主控芯片AT89C51振荡电路按键调节DS1302AT89C51LED显示频河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告3AT89C51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。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。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，AT89C2051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。（2）时钟芯片DS1302DS1302，其中Vcc2为主电源，VCC1为后备电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。（3）扩展口74LS16474LS164是一个串行输入并行输出的移位寄存器,并带有清除端。其中;Q0—Q7并行输出端。A,B串行输入端。MR清除端，为0时，输出清零。CP时钟输入端。河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告4（4）显示屏LED-7SEGLED-7SEG是两片4位的显示屏，可以将年月日和时分秒显示其上。四．系统软件设计（1）主程序设计流程如图所示：（2）显示模块流程基本显示模块设计的重点是由显示代码取得相应的段码、显示段码数据的串行发送，程序流程如图所示，其中时个位的段码必须加上小数点，即带小数点开始设置串行口工作方式设置计数器工作方式给计数器1，0赋初值调用1302写操作启动定时计数器0定时时间到？读年月日时分秒把要显示的数据送到缓冲区调用显示子程序结束N调用定时中断Y河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告5显示时个位，目的是以小数点符代替时间分割符“-”。软件秒脉冲发生器其实质是利用了定时器0的定时溢出中断，将它设定为100ms溢出中断，则10次中断的时间正好为1s。将时间参数设计为100ms的原因有两个：１）根据系统时钟主频为6M的特点，16位定时器最大定时时间为65536×2M（M为机器周期，这里是2μＳ），即131ms，取整数100便于计次数；２）如取的太短，如10ms，则定时器频繁中断，干扰系统正常运行效果。有了秒脉冲发生器，10次中断为1s，秒指示灯闪亮1次，秒变量单元加1，60后分变量单元加1，如果为60分则时变量单元加1。任何一个变量的变化，则显示刷新一次（更新）。上述思想的实现可均集成在定时器0的中断子程序中。设计显示模块流程图如图：将１６进制时分数据转化为ＢＣＤ显示代码关显示以免显示抖动通过串口将时十位段码送入对应的ＬＳ１６４将时个位段码送入对应的ＬＳ１6４将分十位和个位段码送入各自对应ＬＳ１６４打开显示河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告6五．工作进度安排2月28日～3月23日根据任务书，研究课题，查阅相关资料3月24日～3月31日整理文献资料，撰写前期报告4月1日～4月14日完成整体方案的设计，完成核心芯片的选用，并进行方案选择4月15日～4月26日阶段总结，完成硬件电路和软件设计，完成中期报告5月1日～5月13日完成软件功能模块的实现5月14日～5月24日软硬件的调试和完善5月25日～6月8日撰写论文，提交论文终稿及资料汇总6月9日～6月22日论文答辩六．参考文献[1]林志琦.基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.9[2]张靖武,周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京:电子工业出版社,2007.4[3]张毅刚，单片机原理及应用[4]冯寿鹏.基于嵌入式系统的LED信息显示技术研究[J].现代电子技术[5]李及，赵利民.MCS-51系列单片机原理与应用[M].长春:吉林科学技术2000.7.[6]万胜前.基于KeilC51软件的电子钟设计与制作[J]，鄂州大学学报，2007年第2期河北工业大学城市学院本科毕业论文前期报告7[7]蒋敏.单片微机万年历设计[J]，职大学报，2009年第2期[8]彭小军.用单片机实现电子时钟[J].新余高专学报，2009年4月第9卷第2期[9]冯寿鹏.基于嵌入式系统的LED信息显示技术研究[J].现代电子技术,2005(1):15-47.[10]楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.3[11]楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.7