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毕业设计论文
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应用电子、继电线路设计资料,毕业设计论文
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1 1 引言 在日新月异的 21 世纪里，家 用 电 子产品得到了迅速发展 。 许多家电 设备都 趋于人性化、 智能化 ， 这些电器设备大部分都含有 CPU 控制器 或者是 单片机。 单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。 用单片机来控制的小型家电产品具有便携实用，操作简单的特点。 本文设计的电子万年历属于小型智能 家用电子产品。利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加掉电存储电路和显示电路，可实现时间的调整和显示。 电子万年历 既可广泛应用于家庭 ,也可应用于银行、邮电、宾馆、 医院 、学校、企业、商店 等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。 因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。 2 系统概述 本设计以 AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，结合 DS1302 时钟芯片和 24C02FLASH 存储器， 显示阳历年、月、日、星期、时、分、秒和阴历年、月、日，在显示阴历时间时，能标明是否闰月，同时 完成对 它们的 自 动调整 和掉电保护，全部信息用液晶显示。人机接口由三个按键来实现，用这三个按键对时间、日期可调，并可对闹铃开关进行设置。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用 +5V 稳压电源，可稳定工作。系统框图如图 2-1 所示， 其软硬件设计简单，时间记录准确，可广泛应用于长时间连续 显示的 系统中。 图 2-1 系统框图 3 方案选择 由于电子万年历的种类比较多， 因此 方案选择在设计中是至关重要的。 正确地选择方案可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。 3.1 方案 1 基于 AT89S52 单片机的 建筑防盗系统 设计 不使用时钟芯片，而直接用 AT89S52 单片机来实现 建筑防盗系统 设计。 AT89S52是一种带 8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS 8位微处理器，人机接口 显示电路 软件控制程序 电源电路 单片机控制电路 nts 2 俗称单片机。 单片机的 可擦除只读存储器可以反复擦 写 1000 余 次。由于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89S52 是一种高效微控制器，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。 若采用单片机计时， 利用它的一个 16 位定时器 /计数器每 50ms 产生一个中断信号，中断 20 次后产生一个秒信号，然 后根据时间进制关系依次向分、时、日、星期、月、年进位。这样就实现了直接用单片机来实现 建筑防盗系统 设计。 用单片机来实现 建筑防盗系统 设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。但是精度不够高，误差较大，掉电后丢失所有数据，软件编程较复杂。 3.2 方案 2 应用电子、继电线路 设计 4 系统硬件电路的设计 4.1 系统核心部分 BISS0001 1 BISS0001 的结构和工作原理 ： 1 1 BISs0001 引脚功能说明 引脚 1(A)：可重复触发和不可重复触发选择端当设为“ l”时，允许重复触发 ；反之，不可重复触发 引脚 2(VO )：控制信号输出端由有效触发的上跳变沿触发，使 输出从低电平跳变到高电平视为有效触发在输出延迟时间外和无有效触发时，保持低电平 引脚 3、 4(RR1、 RC1)：输出延迟时间 TX调节端 ， TX 49152R1C1 nts 3 引脚 5、 6(RC1、 RR2)：触发封锁时间 Ti调节端 Ti=24R2C2 引脚 11、 7(VDD VSS )：工作电源正、负端 引脚 8(VRF RESET)：参考电压及复位输入端通常接 VDD，当接“ 0”时，可使定时器复位 引脚 9(Vc)：触发禁止端当 V VR 时， COP3输出为高电平，进入延时周期当 A 端接 “0”电平时，在 TX时间内任何 V2的变化都被忽略，直至 TX时间结束，即所谓不可重复触发工作方式当 TX时间结束时，VO下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期在 Ti时间内，任何 V2的变化都不能使 VO 跳变为有效状态 (高电平 )，可 有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰 . 可重复触发 方式工作原理图见图 nts 5 可重复触发工作方式下的波形在 VC=“0”、 A=“0”期间，信号 VS不能触发 , VS 为有效状态在 Vc=“1”、 A=“1”时， Vs 可重复触发 Vo 为有效状态 并可促使 Vo 在 TX 周期内一直保持有效状态在 TX 时间内，只要 Vs发生上跳变，则 Vo将从 Vs 上跳变时刻起继续延长一个 TX周期；若 Vs保持为 “1”状态，则一直保持有效状态；若 Vs 保持为 “0”状态，则在 TX周期结束后 Vo 恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间 Ti 内，任何 Vs的变化都不能触发 Vo为有效状 态 2 BISS0001 在热释电红外开关上的应用实例 图中为电位器 nts 6 1 热释电传感器是一种近十几年发展起来的新型红外传感器，在红外检测领域中占有越来越重要的地位，已广泛应用于红外测温、红外报警、工业过程自动监控、激光测量、光谱分析、气体分析、红外摄像和空间技术等诸多方面。与其它红外传感器相比，突出的优点之一是可在室温条件下工作，无需致冷。尽管如此，对于它的温度稳定性仍有必要研究。这是因为这种传感器的应用场合不同，环境温度可能差别很大。 2 响应率与温度的关系 由热平衡理论可以 证得，红外热释电传感器的电流响应率和电压响应率分别为 式中： A为传感器的极板面积； A为热释电系数；叩为传感器受辐照的吸收率； H， G为传感器的热容量和等效热导； 为调制频率； r ， 为传感器的热时间常数和电时间常数； C为热释电薄片的等效电容与前放输入电容之和。在式 (1)和式 (2)中， H和 G分别为 L2J 式中： C 为定容比热； lD， d为热释电材料的密度和厚度； T为环境温度； 为斯特藩一玻耳兹曼常数。由热释电系数定义式 式中： K， 为居里一韦斯常数和极化系数； 为传感器材料的居里温度。 通常，热释电传 感器的等效电容远大于前放的输入电容，故有式中： 0，为传感器材料的真空介电常数和相对介电常数； d为热释电薄片的厚度。 nts 7 至此，得到热释电传感器的流响应率和电压响应率与温度的函数关系式。应该指出的是，式 (9)中 C 也与温度有关，即电流响应率通过 C 隐含与温度的关系。式 (10)中电时间常数 也随温度变化。因此式 (9)和式 (10)表示的响应率与温度的关系是一个较复杂的函数关系。通常研究响应率与温度的关系用一个实验公式。 3 测试结果分析 用国产 KTL系列 hTaO3传感器和 KAT系列 3F,S传感器， 并按常规，即黑体温度取 500 K，黑体与传感器距离为 30 cm，调制频率为 12 5 Hz，分别进行测试，得出 2组数据。见图 1。 由测试结果可见， LiTa 传感器具有较好的温度稳定性。在一 10 +50范围内，电压相对响应值变化平缓，而在这范围之外，传感器的温度稳定性变差，但应该指出的是， hTaO材料本身的温度稳定性比构成传感器之后的温度稳定性好得多。在一 40+75范围内，材料参数随温度变化值甚小 l4J。实验中，前放的有源器件采 3DJ4F型结型场效应管。在低于一 10，高于 +50时，这种电路的工 作点变化较大，不能正常工作，使温度稳定性变坏。 80 60 -40 -20 0 20 4U 叫 80 lUU代 热释电传感器温度特性曲线 TGS传感器与 LiTaO传感器相比，温度稳定性较差。在一 10 +45范围内，电压相对响应值随温度变化不大，故此种传感器可工作在这个温度区。当温度偏离这个范围，传感器的输出电压明显下降。应该指出，产生这样的结果在一定程度上取决于 材料自身的性能。由于实验中所用 TGS的居里温度为 52，如前面指出 c 与温度有关，在居里点附近比热有突变，所以这种传感器使用范围高温只能小于 45，不会有较温度稳定性。尽管 TGS传感器的最佳工作温度区比 LXaO传感器的小，且稳定性差，但在这个区域内，前者的归一化探测率比后者高 1 2倍。 上述结果与理论推证是吻合的。对式 (9)和式 (1O)求偏微分可以看出，工作温度越接近居里温度， R 和 R 的变化率越大，但符号相反，前者的变化率是负的，后者的变化率是正的。可见，不同的热释电晶体，由于居里温度不同，材料参数随温度的变化情况也不同，由此构成的传感器也就具有不同的温度特性。要使传感器受工作温度的影响小，温度稳定性好，应该选 52 Instnunent Technique and Sensor Jtm 2O04 用居里温度比工作温度高很多的热释电材料。理论和实验表明：两种典型的热释电传感器的温度稳定性差别较大。 TGS器件的居里点低，器件本身的温度稳定性较差。而nts 8 LiTa 器件温度稳定性较好，但由于受前放的制约，这种器件的温度稳定性不能完全发挥出来。此外，两种器件又别具特色： rIGS器件的探测率比较高，而 LiTaO3器件不易潮解。仿真，保证了其正确性。另外，使用这种方法还大大减小了电路板的面积，适用于微型化仪器中。当然，使用哪种设计方法还取决于具体的应用要求，需要 从整体上考虑。由于载玻片的存在，导致在棱镜载玻片、载玻片金膜两个表面的反射光发生干涉，干涉条纹在 SPR曲线上产生了周期性的明暗条纹变化。通过计算干涉条纹周期随入射角度的变化，发现干涉条纹周期在原 SPR谐振角附近，存在着一个奇 异的尖锐的突起，把这个尖突称为 SPR干涉谐振峰，相应的峰顶对应的入射角称为干涉谐振角 nt sPR讨论了干涉谐振角 Oint-s陬与生物膜厚度 d3和生物膜折射率 n，的关系。计算表明：干涉谐振角 0 一 sPR在厚度 d3或者折射率 n 分别变化时，与变化的参量 (d 或 7,3)有着良好的 线性关系，与 SPR谐振角 0spa的线性具有相同的量级，这说明有可能通过测定干涉谐振角 0int-sPR来检测生物样品的细微变 化，从而提出了一种确定 SPR峰值移动的全新的方法。 _为了提高对 32 个地址的寻址能力（地址 /命令位 1 5逻辑 1），可以把时钟 /日历或 RAM 寄存器规定为多字节（ burst）方式。位 6 规定时钟或 RAM，而位 0 规定读或写。在时钟 /日历寄存器中的地址 9 31或 RAM寄存器中的地址 31不能存储数据。在多字节方式中，读或写从地址 0 的位 0 开始。必须按数据传送的次序写最先的 8个寄存器。但是，当以多 字节方式写 RAM 时，为了传送数据不必写所有 31 字节。不管是否写了全部 31 字节，所写的每一字节都将传送至 RAM。数据读写程序如图 4-6所示。 图 4-6 数据读写程序 采用热释电红外传感器及专用芯片构成的被动式人体红外探测器，具有监测范围宽、探测距离远、可靠性高等优点，在安全防范及自动控制领域已得到广泛应用。本文介绍的热释电红外探测器是由热释电红外传感器 RE200B、红外专用芯片 BISS0001及其外围电路组成，热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动 速度、距离、方向等有关的低频电信号，经过后级状态控制器即可产生相应输出信号，从而达到探测移动目标的目的。 1 热释电效应 在热释电红外探测器中有两个关键性的元件，一个是热释电红外传感器 (PTR)， R能将红外信号转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用。另一个是菲涅尔透镜，用来配合热 释电红外线传感器，以达到提高接收灵敏度。热释电传感器具有自极化效应，晶体处于低于 Curie温度的恒温环境时，其自极化强度保持不变 ，即极化电荷面密度保持不变。这些极化电荷被空气中的带电粒子中和，如图 1所示，当SCLKSCLK K I/O 50 0 0 70 0 0 1 30 0 0 50 0 0 70 0 0 20 0 0 10 0 0 0 2 40 0 0 60 0 0 00 0 0 40 0 0 60 0 0 R/C A2 A3 A0 A1 R/W A4 1 DATA I/O BYTE DATA I/O BYTE RST nts 9 红外辐射 入射晶体，被晶体吸收后，晶体温度升高， 自极化强度变小，即电荷面度变小。这样，晶体表面存在多余的中和电荷，这些电荷以电压或电流的形式输出，该输出信号可用来探测辐射。相反，当截断该辐射时，晶体温度降低，自极化强度增大由相反方向的电流或电压输出。 3 热释电红外探测器电路设计 由电压响应度表达式可知，传感器的电压响应度与入射光辐射变化的频率成反比，因此物体移动速度越快，同样的入射功率下，输出电压就会越小，只有达到报警阈值电平时，探测器电路才会有电压信号输出。利用热释电探测器 PSPICE等效电路模型设计实用 探测器电路原理框图如图 3所示。 当人体进入警戒区，人体温度会引起环境温度辐射场的变化，通过菲涅尔透镜，热释电红外探头应到的是人体温度与背景温度的差异信号，则在负载电阻上产生一个电信号，采集的电信号触发外围电路，最终实现报警。 nts 10 热释电红外探测器外电路采用的器件包括红外探测器专用芯片 红外传感信号处理 BISSO001、热释电红外探头 RE200B (传感器 )及一些外围元件 (电阻电容 )。检测元件 BISS0001是 CMOS数模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻 抗运算放大器，可与多种 传感器匹配，进行信号预处理。另外它还具有双向鉴幅器，可有效抑制干扰，其内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时器。管脚各点波形如图 4所示。当 A端等于“ 0” 时，为不可重复触发工作方式，即在 时间内，任何， c，的变化都被忽略，直至延迟时间 结束。当 时间结束时， 下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器进入封锁周期 。在 周期内，任何 的变化都不能使 为有效状态。本电路中由于 BISSO001的 1脚接的是低电平，即此时芯片设置为不可重复触发状态，所以在延时周期内，路不会被重复触发，直到延时周期结束。这一功能的设置，可有 效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。 图 5所示为探测器分立元件电路图。当热释电红外探头接收到人体发出的红外线后，输出一个微弱的低频电信号到 BISSO001芯片对信号进行放大预处理，同时将直流电位抬高到 。再经内部双向鉴幅检出有效触发信号 去启动延迟时间定时器 (只要有触发信号 的上跳沿则可启动延迟时间定时器 )。由于 3 15 V， 1 35 V，所以当 VCC为 +4 5 V电压时，可有效地抑制 4-0 9 V ( 一， )的噪声干扰，提高系统的可靠性。，c 为一条件比较器，当输入电压 Vc时， c 输出为高电平，则打开与门， c ，此时，如果有触发信号 的上跳变沿到来，将启动延迟时间定时器，同时 脚输出高电平信号，可实现信号的检测或报警。此时探测器进入延时周期，延迟与封锁时间可调。 nts 11 4 结论 利用 PSPICE中的 ABM功能建立的多层薄膜热释电探测器的等效模型，设计了一种实用的热释电红外探测器电路。模拟结果与实验数据基本一致。根据模型选取适当的参数，可以设计不同的红外探测器实用电路，为红外探测器电路设计提供了新的思路。 致 谢 不知不 觉，六周的毕业设计结束了。我的毕业论文已整理完毕，电路调试进展良好。毕业设计的完成意味着我的大学学习生活即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活 工作。在此，我衷心地感谢所有在我做毕业设计期间帮助过我的人。 首先我要感谢我的指导老师李杰的大力帮助和支持。在整个设计过程当中，李老师在大局上指导我毕业设计的每一进程，还在百忙中抽空为我答疑解难，帮我分析讲解毕业设计中所遇到的问题。不仅如此，李老师还无私的给我提供了丰富的学习资源和良好的学习环境，为我的毕业设计带来了很大方便。同时在我完成毕业 设计的过程中提供了很多指导性的意见，使我受益匪浅。另外，李老师渊博的学识、严谨的治学态度和为人给了我很大的教育，这些将使我终身受益。在此，我衷心感谢李老师给予我的帮助和教育。 此外，我还要感谢谭璐同学给予我的无私的帮助，他们在程序编写和调试过程中给予了我莫大的帮助。在此，我真诚地感谢他们。 最后，我要感谢我的母校 天津工程师范学院，在校期间，这里给我留下了美nts 12 好的回忆。特别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学 知识的综合应用能力。我要对母校说：母校有我三五载，我爱母校一生。祝愿母校的将来更美好！ 图 4-10 8031 与液晶的接口电路 根据以上电路原理图中液晶的各引脚与单片机的接法，可得本设计的液晶模块电路如图 4-11 所示。 VSS 接地；数字电源 VDD 接 5V；对比度控制电压 V0 接电位器，可通过调节电位器调整液晶亮度；数据、指令选择信号 RS 接单片机 P2.0 口；读写选择信号 R/W 接单片机 P2.1 口；单片机读、写选通信号 /RD、 /WR 通过与非门接液晶的读写使能信号 E； DB0 DB7 分别接单片机的 P0.0 P0.7 口； 芯片 1、芯片 2 的片选分别接单片机的 P2.2、 P2.3 口；复位端 RST、背光正电源 LEDA 接 5V；液晶驱动电压 VEE、背光负电源 LEDK 接地。 V S S1V D D2V03RS4R/ W5E6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714CS 115CS 216RS T17V E E18L E D K19L E D A20L CMH Y 12 8X 64+ 5VP 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7P 2. 0P 2. 1P 2. 3P 2. 2R41 0KU 4 A7 4A L S 00WRRD+ 5V图 4-11 液晶模块电路 4.5 键盘电路 本设计共采用按键 3个，分别与单片机的 P1.7、 P1.6、 P1.5 口相连，分别对应光标移动，时间、日期调整，退出、闹铃开关键的功能。与单片机的接法可参照附录1 电子万年历设计电路原理图。 4.6 闹铃电路 当闹铃显示“关”时，闹铃不起作用；当闹铃显示“开”时，设定闹铃时间，闹铃时间只可设定时和分，当前时间不断与设定的 闹铃时间比较，不相等时不产生任何现象，一旦相等， P3.5 输出一个高电平使三极管导通，从而使蜂鸣器工作，闹铃起作用。闹铃电路如图 4-12所示。 nts 13 S P E A K E RL S 14.7KR3 8050Q1+ 5VT1图 4-12 闹铃电路 5 系统程序的设计 5.1 阳历程序的设计 因为使用了时钟芯片 DS1302，阳历程序只需从 DS1302 各寄存器中读出年、周、月、日、小时、分、秒等数据，再处理即可。在首次对 DS1302 进行操作之前，必须对它进行初始化，然后从 DS1302 中读出数据，再经过处理后，送给显示缓冲单元。阳历程序流程图见图 5-1所示。 图 5-1 阳历程序流程图 5.2 时间调整程序设计 调整时间用三个调整按钮，一个作为移位、控制用，一个作为加用，一个作为退出调整和闹铃开关用。分别定义为控制按钮、加按钮、退出按钮。在调整时间过程中，开 始 初始化 DS1302 1302 开始振荡 读 24C02 从 1302 中读出年、 周、月、日、 小 时、分、秒 将 BCD 码高低位分离，送显示缓冲单元 nts 14 要调整的位与别的位应该有区别，所以增加了闪烁功能，即调整的位一直在闪烁，直到调整下一位。闪烁原理就是，让要调整的一位每隔一定的时间熄灭一次，例如间隔时间为 50ms。利用定时器计时，当达到 50ms 溢出时，就送给该位熄灭符，在下一次溢出时，再送正常显示的值，不断交替，直到调整该位结 束。此时送正常显示值给该位，再进入下一位调整闪烁程序。时间调整程序流程图如图 5-2所示。 nts 15 图 5-2 时间调整程序流程图 5.3 阴历程序设计 阴历程序的实现是要靠阳历日期来推算的。要根据阳历来推算阴历日期，首先要设计算法。推算方法是，根据阳历当前日期在一年中的天数来计算阴历日期。阳历一控制键有效，进入年调整程序 等待按键程序 加键有效 年加 1 控制键有效，进入月调整程序 控制键有效，进入日调整程序 控制键有效，进入星期调整程序 控制键有效，进入时调整程序 控制键有效，进入分调整程序 等待按键程序 加键有效 月加 1 等待按键程序 加键有效 日加 1 等待按键程序 加键有效 星期加 1 等待按键程序 加键有效 小时加 1 等待按键程序 加键有效 分加 1 控制键有效，跳出时间调整程序，进入主循环程序 nts 16 个月不是 30 天就是 31天（ 2月除外，闰年 2月为 29 天，平年 2 月为 28 天）。阴历一年有 12 个月或 13 个月（含闰月），一个月为 30 天或 29 天。如果把一个只有 29天的月称为小 月，用 1为标志，把 30 天的月称为大月，用 0为标志，那么 12 位二进制就能表示一年 12 个月的大小。如果有闰月，则把闰月的月份作为一个字节的高 4位，低 4 位表示闰月大小，大月为 0，小月为 1，这样一个字节就包括了所有闰月的信息。阴历春节和阳历元旦相差的天数也用一个字节表示。总共用 4字节就可以存储一年中任何一天阳历和阴历的对应关系的有关数据，例如 2004 年的阴历和阳历对应关系如表 5-1所示。 表 5-1 2004 年的阴历和阳历对应关系表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 闰 2 月 大小 小 大 大 大 小 大 小 大 小 大 小 大 小 二进制 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 天数 29 30 30 30 29 30 29 30 29 30 29 30 十六进制 4 2 5 2 21 2004 年的春节和元旦差 21 天，这样 2004 年的信息表示为： 21， 42H， 52H， 21H。其中表示 12 个月大小信息的字节，第 4位和第 7位不用，第 1个字节为十进制，其它的都为十六进制。按此方法， 50 年的阳历和阴历对应关系表总共使用 200 字节。 有了算法和数据以后，就可以设计软件了。先要 根据当前阳历的日期，算出阳历为该年中的第几天。图 5-3 为计算阳历中任何一天在该年中为第几天的程序流程图。 图 5-3 计算阳历天数程序流程图 计算出当前阳历日期为该年中的第几天后，再减去阳历该年春节和元旦的日差，如果够减，则相减的结果就是阴历在该年中的总第几天了。根据该数据就可以推算出具体的当前阴历日期；如果不够减，则表示当前阴历年为阳历年的前一年。这种情况置阳历总天数为 0 当前月为 1 月？ 总天数中加入该月天数 月数加 1 与当前月同？ 总天数中加入号数 当前号数是总 天数 计算阳历天数结束，总天数中的数据为当前日期在阳历年中为第几天 Y N N Y nts 17 下，根据实际，当前阴历日期会处于阴历 11 月或 12 月，此时春节和元旦的日差减去前面计算出的当前阳历 日期在阳历年为第几天的数据，其结果表示当前阴历日期离春节的天数。计算出的阳历天数为该年的第几天，存放在寄存器 R2 和 R3 中。计算出天数后，如果大于 #FFH，则把 #FFH 存放在 R2 中，余值存放在 R3 中。也就是说在用寄存器 R2和 R3 表示的天数信息中， R2 充当主寄存器，数据先存满 R2，再存 R3。在整个转换程序中，这里面的数据不能被覆盖。 计算出阳历总天数后，就可以根据它来推算阴历日期。推算方法是，先用总天数减去春节和元旦的日差，如果结果为 1，则该天正好是春节（因为春节在元旦之后，在计算春节和元旦的日差时，假设元旦为 0 天，春节为 n天，则日差为 n。而前面计算的阳历总天数是该天在该年中的第几天，是以元旦为 1而得到的，与计算春节和元旦日差的这样方法相比，其数值少了 1，所以要在原来本应该以 0 作为该天就是春节的依据的基础上加 1，所以以 1 作为该天是春节的标志）；如果结果小于 1，则阴历应该是阳历的前一年；如果结果大于 1，说明阳历和阴历为同一年。再根据查表所得的该年的阴历的闰年和大小月的信息，就可以推算出该天的阴历日期了。图 5-4 为由总天数推算出阴历日期的程序流程图。 图 5-4 推算阴历日期的程序流程图 程序入口 R2 减 1 个月天数 够减？ 下个月为闰月？ 减去闰月天数 月加 1 月份为当前正在减的月份的前一个月的最后一天 月份为当前正在减的月份，号数为 R2中的值 R2=0？ R3=0？ R2=R2+R3 R3=0 Y Y Y Y N N N N nts 18 6 测试结果 设计完成后，给系统上电，液晶显示屏显示结果如图 6-1 所示。 图 6-1 液晶显示屏的显示结果 调节 10K 电位器 R4 可调整液晶显示屏的亮度。调整到合适亮度后，按控制按钮，光标会从阳历年位开始闪烁，进入设定调整状态。此时按加按钮，当前数字就可改变。按一次，数字加 1；若长按，则数字连续加。此时， 调整的位一直在闪烁，直到再次按光标移动控制位，光标跳到下一位闪烁。调整顺序依次为：阳历年、月、日，阴历年、月、日，时、分、秒 ，闹铃时、分。当全部参数调整完毕后，按退出按钮，光标停止闪烁，退出设定调整状态；当再次按下此按钮，闹铃显示“开”；当第三次按下此键，闹铃显示“关”。若当前月为闰月，则屏幕左下角会显示“闰月”；若不是闰月，则无显示。 调试分为硬件调试和软件调试。硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。 DS1302 的硬件电路很简单，只通过 3 根线与单片机相连，很容易检测，主要是检查其引脚，如晶振和电源等是否接好。另外可以通过软件来调试硬件，如为了测试显示电路连接是否正确，可以编写一个简单的显示程序来测试它。接下来可进 行软件调试，可以编写只含 DS1302 的计时和读写程序、显示程序，测试 DS1302 是否正常工作。最后调试时间调整程序和阴历推算程序。 计时器最关键的是计时的精度。电子万年历中 DS1302 电路使用专用的晶振，经测试制作的电子万年历，一星期快了 3s 左右，误差较大，实验设计中可换用标准晶振或用软件进行修正。 7 结论 本设计硬件电路较简单，所用器件较少，电路中使用了 AT89S52 单片机、 DS1302时钟芯片、 24C02FLASH 存储器和 HY-12864 液晶显示器等主要芯片 ,实现了预计功能。 在对芯片的管脚功能和用法 有充分的了解后，根据设计要求设计硬件电路，包括单片机控制电路、时钟电路、存储电路、键盘扫描电路、显示电路和闹铃电路。然后通过软件编程，实现了对年、月、日、时、分、秒、星期、闰年和阴历的自动调整，用按键进行控制，用液晶模块进行显示，并具有闹铃功能。 电子万年历可以正常显示时间并进行时间调整，基本完成了预期要实现的目标。 天津工程师范学院通信 0202 班刘敏毕业设计 SOLAR 2000/01/01 LUNAR 2095/11/25 00:00:00 SUN 闹铃 关 闰月 00:00 滚动显示 nts 19 参考文献 1 吴金戌，沈庆阳 8051 单片机实践与应用，北京：清华 大学出版社 ， 2003.12，26 38 2 何立民单片机应用文集，北京：北京航空航天大学出版社， 1991， 53 72 3 公茂法单片机人机接口实例集，北京：北京航空航天大学出版社， 1998.2， 32 59 4 何立明单片机高级教程 应用与设计，北京：北京航天航空大学出版社，2000.4， 149 173 5 李广弟，朱月秀单片机基础，北京：北京航空航天大学出版社， 2001.8， 36 85 6 楼然苗，李光飞 MCS 51 系列单片机设计实例，北京：北京航天航空大学出版社， 2001.3， 75 83 7 李华单片机原理与接口技术，北京：清华大学出版社， 33 80 8 王伟 高性能 、低功耗带 RAM实时时钟芯片 DS1302（上） ， 电子世界 ：第一期 , 1995， 26 35 9 王伟 高性能、低功耗带 RAM 实时时钟芯片 DS1302（下） ， 电子世界 ：第四期，1995， 32 41 10 刘光潭中外集成电路简明速察手册，上海：电子工业出版社， 1991 11 一九九九年产品目录（第一期），武汉力源股份有限公司， 1999 12 刘利液晶显示原理，上海：电子工业出版社， 2002.5， 52 70 13 李宏，张家田液晶显示器件应用技术，北京：机械工业出版社， 2004， 156 183 14 沈庆阳汉字显示应用技术，上海：电子工业出版社， 2002.3， 128 139 15 MAXIM NEW RELEASES DATA BOOK （ VOLUME V）， AMERICA， 1996 nts 20 致 谢 不知不觉，十二周的毕业设计结束了。我的毕业论文已整理完毕，电路调试进展良好。毕业设计的完成意味着我的大学学习生活即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活 工作。在此，我衷心地感谢所有在我做毕业设计期间帮助过我的人。 首先我要感谢我的指导老师李杰的大力 帮助和支持。在整个设计过程当中，李老师在大局上指导我毕业设计的每一进程，还在百忙中抽空为我答疑解难，帮我分析讲解毕业设计中所遇到的问题。不仅如此，李老师还无私的给我提供了丰富的学习资源和良好的学习环境，为我的毕业设计带来了很大方便。同时在我完成毕业设计的过程中提供了很多指导性的意见，使我受益匪浅。另外，李老师渊博的学识、严谨的治学态度和为人给了我很大的教育，这些将使我终身受益。在此，我衷心感谢李老师给予我的帮助和教育。 此外，我还要感谢胡建明老师和陈海山同学给予我的无私的帮助，他们在程序编写和调试过程中给予 了我莫大的帮助。在此，我真诚地感谢他们。 最后，我要感谢我的母校 天津工程师范学院，在校期间，这里给我留下了美好的回忆。特别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。我要对母校说：母校有我三五载，我爱母校一万年。祝愿母校的将来更美好！ nts 21 附录 1：电子万年历设计电路原理图 P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20P2.0(A8)21P2.1(A9)22P2.2(A10)23P2.3(A11)24P2.4(A12)25P2.5(A13)26P2.6(A14)27P2.7(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.7(AD7)32P0.6(AD6)33P0.5(AD5)34P0.4(AD4)35P0.3(AD3)36P0.2(AD2)37P0.1(AD1)38P0.0(AD0)39VCC40U1AT89C51Vcc21X12X23GND4RST5I/O6SCLK7Vcc18U3 DS1302Y112MHzA01A12A23GND4SDA5SCL6WP7VCC8U2AT24C02C1 22PC222PY132768HzVSS1VDD2V03RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714CS115CS216RST17VEE18LEDK19LEDA20LCMHY128X64+ 5V+ 5V+ 5V+ 5VDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7RSRSRWRW CE CS2CS1CS1CS2BT13VR1 4.7KR2 4.7KS1S2S3LS1SPEAKERR4 10KU4A74ALS00WRWRRDRDCE+ 5VR3 4.7KQ18050+ 5VT1T1+C3 10U+ 5Vnts 22 附录 2 主程序 MAIN: MOV SP,#70H LCALL DELAY ;LCALL DELAY ;LCALL DELAY MOV 59H,#00H ;判断调整地址 CLR 22H ;停止周期第三位闪烁 CLR 23H ;判断是否开闹铃 CLR P3.5 MOV IE,#00H ;关所有中断 MOV TMOD,#10H MOV TL1,#0F0H MOV TH1,#00H ;MOV IP,#01H ;SETB EX0 ;开外中断 SETB EA ;开总中断允许 LCALL VIICREAD ;将 EEPROM 中原频率数据调入内存 ;MOV 65H,#00H ;MOV 66H,#00H ;MOV 67H,#00H ;MOV 68H,#00H LCALL INT LCALL CLEAR LCALL INTSHI LCALL DDD ;静态字显示 ;以下字为动态显示 DONGXIAN:MOV DPTR,#CCTAB MOV ZIDI,DPL MOV ZIGAO,DPH MOV DONGXH, #1CH DXH1: MOV PAGER, #00H ;16X16 点阵字体 ,第 2 页 MOV COLUMN,#00H ;起始列为第 0 列 MOV CODER,#00H ;字符代码 LCALL CCW_PR MOV PAGER,#00H nts 23 MOV COLUMN,#10H MOV CODER,#01H LCALL CCW_PR MOV PAGER,#00H MOV COLUMN,#20H MOV CODER,#02H LCALL CCW_PR MOV PAGER, #00H ;16X16 点阵字体 ,第 2 页 MOV COLUMN,#30H ;起始列为第 0 列 MOV CODER,#03H ;字符代码 LCALL CCW_PR MOV PAGER,#00H MOV COLUMN,#40H MOV CODER,#04H LCALL CCW_PR MOV PAGER,#00H MOV COLUMN,#50H MOV CODER,#05H LCALL CCW_PR MOV PAGER,#00H MOV COLUMN,#60H MOV CODER,#06H LCALL CCW_PR MOV PAGER,#00H MOV COLUMN,#70H MOV CODER,#07H LCALL CCW_PR LCALL DELAY CLR C ; 动态显示循环程序控制 MOV A,ZIDI ADD A,#20H MOV ZIDI,A MOV A,ZIGAO ADDC A,#00H MOV ZIGAO,A nts 24 L1: MOV 3CH,#0F7H ;开始键扫描 MOV 3DH,#00H L2: MOV A,3CH MOV P1,A MOV A,P1 MOV 3EH,A SETB C MOV 3FH,#04H L3: RLC A JNC MNJIXU INC 3DH DJNZ 3FH,L3 LCALL DISP1 MOV A,3CH SETB C RRC A MOV 3CH,A JC L2 JMP MNMN MNJIXU:MOV A,P1 XRL A,3EH JNZ DF3 AJMP DF3 ; MNJIXU DF3: CLR C MOV A,3DH RLC A MOV DPTR,#TABLE JMP A+DPTR AJMP DONGXIAN TABLE: AJMP MN0 ;键盘入口地址 AJMP MN1 AJMP MN2 AJMP MN3 AJMP MN4 AJMP MN5 nts 25 AJMP MN6 AJMP MN7 AJMP MN8 AJMP MN9 AJMP MN10 AJMP MN11 AJMP MN12 AJMP MN13 AJMP MN14 AJMP MN15 MNFH: AJMP DXH1 MNMN: DJNZ DONGXH, MNFH AJMP DONGXIAN ;键盘入口地址 MN0: CLR EA MOV BAOHUDI2,ZIDI MOV BAOHUGAO2,ZIGAO MOV CDAT1,#10001110B ;打开写保护 MOV CDAT2,#00000000B LCALL DSWORD ;判断调整的地址 SETB TR1 SETB ET1 MOV A,59H CJNE A,#00H,JIANPAN1 MOV 5AH,#8CH INC 59H ; 年 时间 MOV YJSSDZ0,#82H MOV YJSSDZ1,#40H MOV YJSSDZ2,#82H MOV YJSSDZ3,#48H LJMP JIAN1_0 JIANPAN1:MOV A,59H CJNE A,#01H,JIANPAN2 MOV 5AH,#88H nts 26 INC 59H ;月 时间 MOV YJSSDZ0,#82H MOV YJSSDZ1,#58H MOV YJSSDZ2,#82H MOV YJSSDZ3,#60H LJMP JIAN1_0 JIANPAN2:MOV A,59H CJNE A,#02H,JIANPAN3 MOV 5AH,#86H INC 59H ;日 时间 MOV YJSSDZ0,#82H MOV YJSSDZ1,#70H MOV YJSSDZ2,#82H MOV YJSSDZ3,#78H LJMP JIAN1_0 JIANPAN3:MOV A,59H CJNE A,#03H,JIANPAN4 MOV 5AH,#84H INC 59H ;时 时间 MOV YJSSDZ0,#84H MOV YJSSDZ1,#10H MOV YJSSDZ2,#84H MOV YJSSDZ3,#18H LJMP JIAN1_0 JIANPAN4:MOV A,59H CJNE A,#04H,JIANPAN6 MOV 5AH,#82H INC 59H ;分 时间 MOV YJSSDZ0,#84H MOV YJSSDZ1,#28H MOV YJSSDZ2,#84H MOV YJSSDZ3,#30H LJMP JIAN1_0 JIANPAN6:MOV A,59H CJNE A,#05H,JIANPAN7 nts 27 MOV 5AH,#8AH INC 59H ;周期 SETB 22H ;启动周期第三位闪烁 MOV YJSSDZ0,#84H MOV YJSSDZ1,#58H MOV YJSSDZ2,#84H MOV YJSSDZ3,#60H MOV YJSSDZ4,#84H MOV YJSSDZ5,#68H LJMP JIAN1_0 JIANPAN7:MOV A,59H CJNE A,#06H,JIANPAN8 MOV 5AH,#01H ;判断是否能执行 键 2 键 3 INC 59H ;时 闹铃 MOV YJSSDZ0,#87H MOV YJSSDZ1,#30H MOV YJSSDZ2,#87H MOV YJSSDZ3,#38H CLR 22H ;停止周期第三位闪烁 LJMP JIAN1_0 JIANPAN8:MOV A,59H CJNE A,#07H,JIANPAN9 INC 59H ;分 闹铃 MOV YJSSDZ0,#87H MOV
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