电子万年历毕业设计打印稿

毕业设计说明书电子万年历1目 录摘 要 .3一设计要求与方案论证 .41.1 设计要求 .41.1.1基本要求 .41.1.2创新要求 .41.2 系统基本方案选择和论证 .41.2.1单片机芯片 .41.2.2 显示模块 .51.2.3时钟芯片 .51.2.4温度传感器 .61.3 电路设计最终方案决定 .6二电子万年历硬件设计与实现 .72.1 电子万年历系统设计 .72.1.1系统设计框图 .72.1.2 系统硬件概述 .72.2系统硬件各模块作用 .72.2.1单片机主控制模块 .72.2.2时钟电路模块 .102.2.3温度采集模块 .142.2.4显示模块 .152.3电子万年历电路设计 .182.3.1系统电路图 .182.3.2 电路图分析 .19三电子万年历软件设计 .203.1程序流程框图 .203.1.1总流程图 .203.1.2 阳历程序流程图 .213.1.3 阴历程序流程图 .213.1.4 时间调整程序流程图 .223.2 部分程序的设计 .233.2.1 DS18B20温度子程序 .233.2.2 读、写 DS1302子程序 .24四. 指标测 .254.1 测试仪器 .25毕业设计说明书电子万年历24.硬件测试 .254.软件测试 .254.测试结果分析与结论 .264.4.1 测试结果分析 .264.4.2 测试结论 .26五设计总结 .27致 谢 .28参考文献 .29附录一：系统程序清单 .30附录二：系统使用说明书 .46毕业设计说明书电子万年历3摘 要电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能。电子万年历设计是基于单片机进行的，可以显示年、月、日、时、分、秒、周及温度信息，具有可调整日期和时间功能。设计包含 AT89S52单片机模块、LED 数码管模块、键盘模块、DS1302模块、数字式温度传感器 DS18B20模块。AT89S52 单片机作为核心，功耗小，能在 3V的低压工作，电压可选用 35V电压供电。LED 数码管动态扫描，对于显示数字最合适，价格适中，而且采用动态扫描法与单片机连接时，占用的单片机口线少。DS1302 的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。数字式温度传感器 DS18B20仅需要一条数据线进行数据传输，易与单片机连接简化系统电路.数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。关键词：AT89S52；DS1302；DS18B20；LED 数码管；单片机毕业设计说明书电子万年历4一设计要求与方案论证1.1 设计要求1.1.1基本要求 具有年、月、日、星期、时、分、秒等功能； 时间与阴、阳历能够自动关联； 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能；1.1.2创新要求 具有温度计功能；1.2 系统基本方案选择和论证 1.2.1单片机芯片PIC单片机是 MICROCHIP公司的产品,其突出的特点是体积小,功耗低,精简指令集,抗干扰性好,可靠性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大部分芯片有其兼容的 FLASH程序存储器的芯片。 EMC单片机是台湾义隆公司的产品,有很大一部分与 PIC 8位单片机兼容,且相兼容产品的资源相对比PIC的多,价格便宜,有很多系列可选,但抗干扰较差。 ATMEL单片机ATMEl公司的 8位单片机有 AT89、AT90 两个系列,AT89 系列是 8位 Flash单片机,与 8051系列单片机相兼容,静态时钟模式;AT90 系列单片机是增强 RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程 Flash的单片机,也叫 AVR单片机。PHLIPIS 51PLC系列单片机PHILIPS公司的单片机是基于 80C51内核的单片机,嵌入了掉电检测、模拟以及片内 RC振荡器等功能,这使 51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求。 HOLTEK单片机台湾盛扬半导体的单片机,价格便宜,种类较多,但抗干扰较差,适用于消费类产品。 毕业设计说明书电子万年历5TI公司单片机德州仪器提供了 TMS370和 MSP430两大系列通用单片机.TMS370 系列单片机是 8位 CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时控制场合;MSP430 系列单片机是一种超低功耗、功能集成度较高的 16位低功耗单片机,特别适用于要求功耗低的场合。方案一 采用 89C51芯片作为硬件核心，采用 Flash ROM，内部具有 4KB ROM 存储空间,能于 3V的超低压工作,而且与 MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备 ISP在线编程技术, 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，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二采用 AT89S52,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。所以选择采用 AT89S52作为主控制系统。1.2.2 显示模块方案一采用 LED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,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用 LED液晶显示屏。方案二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。方案三采用 LED数码管动态扫描,LED 数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。所以采用了 LED数码管作为显示。1.2.3时钟芯片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、秒计毕业设计说明书电子万年历6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 2.5V5.5V 范围内，2.5V 时耗电小于 300nA。所以采用 DS1302时钟芯片实现时钟。1.2.4温度传感器方案一使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行 A/D转换。 。此设计方案需用 A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。方案二采用数字式温度传感器 DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除 A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。所以采用数字式温度传感器 DS18B20。1.3 电路设计最终方案决定综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用 AT89S52作为主控制系统; DS1302 提供时钟; 数字式温度传感器 DS18B20;LED数码管动态扫描作为显示。毕业设计说明书电子万年历7二电子万年历硬件设计与实现2.1 电子万年历系统设计2.1.1系统设计框图2.1.2 系统硬件概述本电路是由 AT89S52单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在 3V超低压工作；时钟电路由 DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带 RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为 2.5V5.5V。采用三线接口与 CPU进行同步通信，并可采用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 31*8的用于临时性存放数据的 RAM寄存器。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；温度的采集由 DS18B20构成；显示部份由个数码管，74ls138、74ls47 译码器构成。使用动态扫描显示方式对数字的显示。2.2系统硬件各模块作用2.2.1单片机主控制模块主 要 性 能与 MCS-51 单 片 机 产 品 兼 容 、 8K 字 节 在 系 统 可 编 程 Flash 存 储 器 、 1000 次 擦 写 周 期 、全 静 态 操 作 ： 0Hz 33Hz 、 三 级 加 密 程 序 存 储 器 、 32 个 可 编 程 I/O 口 线 、 三 个 16位 定 时 器 /计 数 器 八 个 中 断 源 、 全 双 工 UART 串 行 通 道 、 低 功 耗 空 闲 和 掉 电 模 式 、 掉电 后 中 断 可 唤 醒 、 看 门 狗 定 时 器 、 双 数 据 指 针 、 掉 电 标 识 符 。功 能 特 性 描 述 AT89S52主控制模 块DS1302 时钟模块LED数码管动态扫描显示模块温度采集模块键盘模块毕业设计说明书电子万年历8At89s52 是 一 种 低 功 耗 、 高 性 能 CMOS8 位 微 控 制 器 ， 具 有 8K 在 系 统 可 编 程 Flash 存 储 器 。 使 用 Atmel 公 司 高 密 度 非 易 失 性 存 储 器 技 术 制 造 ， 与 工 业 80C51 产 品 指 令 和引 脚 完 全 兼 容 。 片 上 Flash 允 许 程 序 存 储 器 在 系 统 可 编 程 ， 亦 适 于 常 规 编 程 器 。 在 单 芯片 上 ， 拥 有 灵 巧 的 8 位 CPU 和 在 系 统 可 编 程 Flash， 使 得 AT89S52 为 众 多 嵌 入 式 控 制 应用 系 统 提 供 高 灵 活 、 超 有 效 的 解 决 方 案 。 AT89S52 具 有 以 下 标 准 功 能 ： 8k 字 节Flash， 256 字 节 RAM， 32 位 I/O 口 线 ， 看 门 狗 定 时 器 ， 2 个 数 据 指 针 ， 三 个 16 位 定时 器 /计 数 器 ， 一 个 6 向 量 2 级 中 断 结 构 ， 全 双 工 串 行 口 ， 片 内 晶 振 及 时 钟 电 路 。 另 外 ，AT89S52 可 降 至 0Hz 静 态 逻 辑 操 作 ， 支 持 2 种 软 件 可 选 择 节 电 模 式 。 空 闲 模 式 下 ， CPU 停 止 工 作 ， 允 许 RAM、 定 时 器 /计 数 器 、 串 口 、 中 断 继 续 工 作 。 掉 电 保 护 方 式 下 ， RAM 内容 被 保 存 ， 振 荡 器 被 冻 结 ， 单 片 机 一 切 工 作 停 止 ， 直 到 下 一 个 中 断 或 硬 件 复 位 为 止 。 8 位 微 控 制 器 8K 字 节 在 系 统 可 编 程 Flash AT89S52 P0 口 ： P0 口 是 一 个 8 位 漏 极 开 路 的 双 向 I/O 口 。 作 为 输 出 口 ， 每 位 能 驱 动 8 个 TTL逻 辑 电 平 。 对 P0 端 口 写 “1”时 ， 引 脚 用 作 高 阻 抗 输 入 。 当 访 问 外 部 程 序 和 数 据 存 储 器 时 ， P0 口 也 被 作 为 低 8 位 地 址 /数 据 复 用 。 在 这 种 模 式下 ， P0 具 有 内 部 上 拉 电 阻 。 在 flash 编 程 时 ， P0 口 也 用 来 接 收 指 令 字 节 ； 在 程 序 校 验 时 ， 输 出 指 令 字 节 。 程 序 校验 时 ， 需 要 外 部 上 拉 电 阻 。 P1 口 ： P1 口 是 一 个 具 有 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， p1 输 出 缓 冲 器 能 驱 动 4 个 TTL 逻 辑 电 平 。 对 P1 端 口 写 “1”时 ， 内 部 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 高 ， 此 时 可 以 作 为 输 入口 使 用 。 作 为 输 入 使 用 时 ， 被 外 部 拉 低 的 引 脚 由 于 内 部 电 阻 的 原 因 ， 将 输 出 电 流 （ IIL） 。此 外 ， P1.0 和 P1.2 分 别 作 定 时 器 /计 数 器 2 的 外 部 计 数 输 入 （ P1.0/T2） 和 时 器 /计数 器 2 的 触 发 输 入 （ P1.1/T2EX） ， 具 体 如 下 表 所 示 。 在 flash 编 程 和 校 验 时 ， P1 口 接 收 低 8 位 地 址 字 节 。 引 脚 号 第 二 功 能 P1.0 T2（ 定 时 器 /计 数 器 T2 的 外 部 计 数 输 入 ） ， 时 钟 输 出 P1.1 T2EX（ 定 时 器 /计 数 器 T2 的 捕 捉 /重 载 触 发 信 号 和 方 向 控 制 ） P1.5 MOSI（ 在 系 统 编 程 用 ） P1.6 MISO（ 在 系 统 编 程 用 ） P1.7 SCK（ 在 系 统 编 程 用 ） P2 口 ： P2 口 是 一 个 具 有 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， P2 输 出 缓 冲 器 能 驱 动 4 个 TTL 逻 辑 电 平 。 对 P2 端 口 写 “1”时 ， 内 部 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 高 ， 此 时 可 以 作 为 输 入口 使 用 。 作 为 输 入 使 用 时 ， 被 外 部 拉 低 的 引 脚 由 于 内 部 电 阻 的 原 因 ， 将 输 出 电 流 （ IIL） 。在 访 问 外 部 程 序 存 储 器 或 用 16 位 地 址 读 取 外 部 数 据 存 储 器 （ 例 如 执 行 MOVX DPTR）时 ， P2 口 送 出 高 八 位 地 址 。 在 这 种 应 用 中 ， P2 口 使 用 很 强 的 内 部 上 拉 发 送 1。 在 使 用 8位 地 址 （ 如 MOVX RI） 访 问 外 部 数 据 存 储 器 时 ， P2 口 输 出 P2 锁 存 器 的 内 容 。 毕业设计说明书电子万年历9在 flash 编 程 和 校 验 时 ， P2 口 也 接 收 高 8 位 地 址 字 节 和 一 些 控 制 信 号 。 P3 口 ： P3 口 是 一 个 具 有 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， p2 输 出 缓 冲 器 能 驱 动 4 个 TTL 逻 辑 电 平 。 对 P3 端 口 写 “1”时 ， 内 部 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 高 ， 此 时 可 以 作 为 输 入口 使 用 。 作 为 输 入 使 用 时 ， 被 外 部 拉 低 的 引 脚 由 于 内 部 电 阻 的 原 因 ， 将 输 出 电 流 （ IIL） 。P3 口 亦 作 为 AT89S52 特 殊 功 能 （ 第 二 功 能 ） 使 用 ， 如 下 表 所 示 。 在 flash 编 程 和 校 验 时 ， P3 口 也 接 收 一 些 控 制 信 号 。 端 口 引 脚 第 二 功 能P3.0 RXD(串 行 输 入 口 )P3.1 TXD(串 行 输 出 口 )P3.2 INTO(外 中 断 0)P3.3 INT1(外 中 断 1)P3.4 TO(定 时 /计 数 器 0)P3.5 T1(定 时 /计 数 器 1)P3.6 WR(外 部 数 据 存 储 器 写 选 通 )P3.7 RD(外 部 数 据 存 储 器 读 选 通 )此 外 ， P3 口 还 接 收 一 些 用 于 FLASH 闪 存 编 程 和 程 序 校 验 的 控 制 信 号 。RST复 位 输 入 。 当 振 荡 器 工 作 时 ， RST 引 脚 出 现 两 个 机 器 周 期 以 上 高 电 平 将 是 单 片机 复 位 。ALE/PROG当 访 问 外 部 程 序 存 储 器 或 数 据 存 储 器 时 ， ALE（ 地 址 锁 存 允 许 ） 输 出 脉冲 用 于 锁 存 地 址 的 低 8 位 字 节 。 一 般 情 况 下 ， ALE 仍 以 时 钟 振 荡 频 率 的 1/6 输 出 固 定 的 脉冲 信 号 ， 因 此 它 可 对 外 输 出 时 钟 或 用 于 定 时 目 的 。 要 注 意 的 是 ： 每 当 访 问 外 部 数 据 存 储 器 时将 跳 过 一 个 ALE 脉 冲 。对 FLASH 存 储 器 编 程 期 间 ， 该 引 脚 还 用 于 输 入 编 程 脉 冲 （ PROG） 。如 有 必 要 ， 可 通 过 对 特 殊 功 能 寄 存 器 （ SFR） 区 中 的 8EH 单 元 的 D0 位 置 位 ， 可 禁 止ALE 操 作 。 该 位 置 位 后 ， 只 有 一 条 MOVX 和 MOVC 指 令 才 能 将 ALE 激 活 。 此 外 ， 该 引 脚 会 被微 弱 拉 高 ， 单 片 机 执 行 外 部 程 序 时 ， 应 设 置 ALE 禁 止 位 无 效 。PSEN程 序 储 存 允 许 （ PSEN） 输 出 是 外 部 程 序 存 储 器 的 读 选 通 信 号 ， 当 AT89C52 由外 部 程 序 存 储 器 取 指 令 （ 或 数 据 ） 时 ， 每 个 机 器 周 期 两 次 PSEN 有 效 ， 即 输 出 两 个 脉 冲 ，在 此 期 间 ， 当 访 问 外 部 数 据 存 储 器 ， 将 跳 过 两 次 PSEN 信 号 。EA/VPP外 部 访 问 允 许 ， 欲 使 CPU 仅 访 问 外 部 程 序 存 储 器 （ 地 址 为 0000H-FFFFH） ，EA 端 必 须 保 持 低 电 平 （ 接 地 ） 。 需 注 意 的 是 ： 如 果 加 密 位 LB1 被 编 程 ， 复 位 时 内 部 会 锁 存EA 端 状 态 。如 EA 端 为 高 电 平 （ 接 Vcc 端 ） ， CPU 则 执 行 内 部 程 序 存 储 器 的 指 令 。FLASH 存 储 器 编 程 时 ， 该 引 脚 加 上 +12V 的 编 程 允 许 电 源 Vpp， 当 然 这 必 须 是 该 器 件 是使 用 12V 编 程 电 压 Vpp。AT89S52单片机为 40引脚双列直插芯片,有四个 I/O口 P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有 4个 8位的 I/O口（P0、P1、P2、P3） ，每一条 I/O线都能独立地作输出或输入。单片机的最小系统如下图所示,