电子万年历的设计 开题报告

科学技术学院科学技术学院 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 题目：电子万年历的设计 学 科 部：信息学科部 专业：电子信息工程 班级：081 电子 学号：7012345678 姓名：陈* 指导教师：胡安保 填表日期：2011年11月27日 1 一、选题的依据及意义： 单片机应用技术迅速发展，在我们生活的各个领域，无论工业发展中还是现实生活中 都离不开它，它是集 CPU,RAM,ROM,定时，计数和多接口于一体的微控制器。它体积小，成 本低，功能强大，广泛应用于只能产业和工业自动化上。51 系列单片机是各种单片机中最 具典型和最有代表性的一种。 电子万年历作为电子类小产品不仅是市场上的宠儿， 也是是单片机设计培训中一 个 很实用的题目。因为这个课题有很好的开放性和可发挥性，因此对制作者的要求比较高，不 仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用。而 且要求设计的电子万年 历在操作上力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。所以，电子万年历制作无论从 实用目的，还是从培养学生的角度来看都是很有价值的毕业设计课题。 意义:（1）通过设计提高对单片机的认识，进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原 理。 （2）通过设计、制作提高焊接、布局、电路检查能力； （3）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术，提高软件 设计、调试能力； （4）通过完成一个实际电子产品从电路设计、程序开发、系统调试的完整 过程，熟 悉以单片机核心的应用系统开发的全过程， 掌握硬件电路设计的基本方法和技术， 掌握相关 电路参数的计算方法。 通过此毕业课题的开发，加深对理论知识的理解，学会将学习的理论知识在实际中运 用，培养动手能力和解决实际问题的能力，为今后从事相关工作打下基础。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） ： 随着科学技术的发展，以前的年历已发展成现在的电子万年历，他一开始是采用数字 电路实现的，电路复杂，精确度差，每天都需要调时，由于数字集成电路的发展和石英晶体 振荡器的广泛应用，使得它的电路越来越简单，精确度越来越高，现在的电子万年历一般都 是集成芯片和软件结合实现， 电路简单， 制作方法简便， 给人们生产生活带来了极大的便利， 它已成为我们生活中不可缺少的家居用品。 二十一世纪的今天，最具有代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业 界的第三次革命。前两次革命是摆和摆轮游丝的发明，以及石英晶体振荡器的应用，第三次 革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使得从原来传统指针计时的方式发展 为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，直观明了，并增加了全自动日期，星期，温度以 及其他日常附属信息的显示功能，它更符合消费者的生活需求!因此，电子万年历的出现带 来了钟表计时业界跨越性的进步。 电子万年历的发展趋势将会朝着功能多，读取操作简单，显示更加直观，电路更加简 洁，成本越来越低，满足大部分人的要求。随着国内超大规模集成电路的出现，微处理器及 2 其外围芯片有了迅速的发展。 集成技术的最新发展之一就是将 CPU 和外围芯片， 如程序存储 器，数据存储器，并行，串行 I/O 口，定时/计数器，中断控制器及其他控制器件集成在一 个芯片中， 支撑单片计算机。 而近年来推出的一些高档单片机还包括有许多特殊功能的单元， 如 A/D,D/A 转换器，调制解调器，锁相环，浮点运算单元等。因此只要外加一些扩展电路及 必要的通道接口就可以构成各种计算机应用系统，如数据采集系统，自动测试系统等。 三、本课题研究内容： 要研究内容是设计一个基于单片机多功能的电子万年历。单片机最为本设计的核心， 实现时钟日历的显示： 用八段 LED 数码管分别显示年、 月、 日、 星期、时、 分、 秒， 用 DS1302 作为该设计的实时时钟芯片， 用 74LS164 寄存器来驱动数码管的各段码， 用三极管来驱动数 码管的各位码。 四、本课题研究方案： 方案一：在 FPGA 芯片上,通过配置 NIOS 软核处理器和相关接口模块,实现了嵌入式系 统的硬件结构。系统用液晶模块显示万年历等汉字字符,用 8 个七段数码管显示电子钟的日 期和时间,并可通过按键对其进行调整。具有高集成度、设计灵活和可移植性较好等特点。 但是此种方案的需要的成本高，作为设计研究不予采取。 方案二：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，但是孕育电路设计中时由 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。用 LED 数码管动态显 示，LED 数码管价格适中，对于显示数字合适，且采用动态扫描法与单片机连接时，占用单 片机接口线少。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 作为数据暂存 区，工作电压 2.5V5.5V 范围内，2.5V 时耗电小于 300mA。所以方案二对于我们学生作为 毕业设计最为合适，且作品的精度高，成本低，易于制作研究。 如下面框图 图 1 电子万年历方案框图 另外软件设计部分主要是运用程序完成时间现实和定时输出判断功能。而年月日实现 和各时间单元进位，时间按设定，调定时间设定时等功能全部在中断服务程序中完成。本设 计利用数量较少的芯片制作了一个运用简单的电子万年历。 3 五五研究目标、主要特色及工作进度： 1、研究目标： 设计一个万年历可以显示年、月、日、时、分、秒、星期等基本信息，具有调整日期 个时间功能，可以与即时时间同步。 2.主要特色： 能同时显示阳历年、月、日、星期、小时、分、秒和阴历月、日。具有较高的精确度， 一年的误差在 1S 以下，具有时间校准等功能。 3.工作进度： 熟悉资料，开始毕业设计准备2011.11.212011.11.27 完成开题报告和外文资料翻译2011.11.282011.12.04 完成系统硬件设计2011.12.052011.12.11 编写系统软件流程图和程序及调试2011.12.122011.12.18 完成系统的硬件仿真2011.12.192011.12.25 整理资科，完成论文2011.12.262012.01.08 论文答辨准备和答辨2012.05.012012.05.31 4 六、参考文献： 1 谢宋和，单片机在 LED 显示屏中的应用，电子与自动化。 2 施齐云，一种 LED 汉字信息动态显示可控系统的设计，信息技术。 3 张义和 例说 51 单片机(C 语言版) 人民邮电出版社 2008 4 刘建清 从零开始学单片机 C 语言 国防工业出版社 2006 5 刘勇 数字电路 电子工业出版社 2004 6 陈正振 编电子电路设计与制作 广西交通职业技术学院信息工程系 2007 7 霍孟友单片机原理与应用北京：机械工业出版社，2004 8 康华光.电子技术基础（模拟部分）.北京:高等教育出版社,2004 9 康华光.电子技术基础（数字部分）.北京:高等教育出版社,2004 10 王建校等，51 系列单片机机 C5l 程序设计，北京，科学出版社，2002 2 11 刘勇 编 数字电路 电子