万年历 电子钟 毕业设计正文.docVIP

1. 综述 1.1 课题背景 1.1.1 概述 随着电子技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路的产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了极大的方便。走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可以见到单片机应用的踪影。如果说微型计算机技术的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么也可以毫不夸张的说：“单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的工业革命”。目前，单片机以其可靠性高和智能性等特点被广泛应用到工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等领域中，并已经进入家庭，因此，单片机技术的开发和应用水平已经逐步成为一个国家自动化发展水平的标志之一。本课题就是以单片机为主体与其它常用器件组合设计而成。代表了单片机的主流发展方向。 本课题实现一个实用而又相对简单的电子万年历。在市场上精致而且漂亮的万年历有很多，不过任何一个事物都不是完美的，都有可以进一步发展的余地。本设计由51系列单片机和时钟芯片DS1302以及LED实现，功能齐全且实用。 1.1.2 单片机的发展历程 单片机是微型计算机的一个重要分支，也是一种非常活跃和颇具生命力的机种，特别适用于工业控制领域。1971年微处理器研制成功不久，就出现了单片机，但最早的单片机是1位的，处理能力有限。单片机的发展共分四个阶段：第一阶段是初级阶段，功能非常简单；第二阶段是低性能阶段，以INTEL公司制造的MCS-48系列单片机为代表。第三阶段为高性能单片机阶段，这个阶段推出的单片机普遍带有串行接口，多级中断系统，16位定时器/计数器，片内ROM、RAM容量加大，直到现在仍被广泛应用，是目前应用数量较多的单片机。第四阶段是8位单片机巩固发展以及16位单片机、32位单片机推出阶段，以满足不同的用户需要。纵观单片机几十年的发展历程，单片机的今后发展方向将向多功能、高性能、高速度、低功耗、低价格、外围电路内装化以及内存储器容量增加和FLASH存储器化方向发展。 1.1.3 DS1302的优点 本次设计采用时钟芯片DS1302，这种时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，但不需程序干预其输出状态。此外，这种时钟芯片带有电池做后备电源，具备永不停止的计时功能和可编程方波输出功能，可用作实时测控系统的采样信号等。这种时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期保存但有时也需变更的数据。本次设计中的LED数码管电子时钟电路采用24时制计时方式,日期和时间用19个数码管显示。 1.1.4 万年历应用前景 在我们的日常生活中，各种各样颜色各异的精美的电子万年历正逐渐代替往日的纸质的日历牌。电子万年历不仅功能更加强大而且越来越被人们当成礼品来看待，在朋友，同事，亲友中正被人们当纪念品来赠送。所以在未来的电子化时代中万年历的需求会更大，具有很好的市场前景。 1.2 课题提出 正是因为万年历有着如此的发展前途，另外本人在以前的课程设计时大多做的是硬件工作和数字电路的设计，所以选择以51单片机为核心加少量外围电路就可以实现此课题的设计。 1.3 开发工具 采用面包板焊接电路，在简陋的实验条件下尽量提高万年历的精度。应用PROTEL绘图软件绘制原理图。利用KEIL进行程序的编译。 调试工具：万用表，变压器，电烙铁，镊子等其他常用工具。 2. 电路设计 2.1系统总体设计 按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块共4个模块组成，电路系统构成框图如图2-1所示。主控芯片使用51系列AT89C52单片机，时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DSl302。采用 DSl302作为主要计时芯片，可以做到计时准确。更重要的是，DSl302可以在很小电流的后备电源（2.5-5.5V电源，在2.5V时电流小于300nA）下继续计时，并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电，可以保证后备电源基本不耗电。 显示模块采用普通的共阳LED数码管，键输入采用查询法实现调整功能。 图2-1 电子万年历电路系统构成框图 图2-2为电子万年历电路设计原理图，系统由主控制器AT89C52、时钟芯片DSl302、串口显示电路及键盘扫描电路组成。 图2-2电子万年历电路设计原理图 2.2 主控制器AT89C52 ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性F1ash程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。主要性能特点有： ●8KB F1ash ROM，可以擦除1000次以上，数据保存10年； ●256字节内部RAM； ●电源控制