多功能电子万年历设计本科毕设论文.docx

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多功能电子万年历设计本科毕设论文

论文题目：

多功能电子万年历的设计

学院电气工程学院

多功能电子万年历设计

专业：

自动化姓名：

指导老师：

摘要随着科学技术的快速发展,纵观太阳、摆钟到现在电子钟，人类不断研究，不断创新进步。

目前，单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。

多功能电子万年历的出现给人们的生活带来了诸多方便。

此产品是基于STC89C52RC单片机的日历显示系统,它能显示公历年、月、日，以及时、分、秒、温度、星期等信息，而且还具有调整时间,温度采集，闹钟及个性化的闹铃等功能。

系统所用的时钟日历芯片DS1302具有高性能、低功耗、接口简单的特点，使本系统电路简化，编程方便，同时功能也很强。

采用STC89C52RC单片机的万年历系统可以很好的改善传统采用模拟电路引起的计时不准确，不可靠，一致性差等问题。

此系统计时精确，价格低廉，可以广泛应用在生活，学习和工作等任何领域，并且起到重要作用。

关键词:

万年历，单片机，时钟芯片，温度芯片

ABSTRACT

Alongwiththetechnicalfastdevelopment,timepassing,tofromtheviewsun,thependulumclocktothepresentelectronclock,thehumanitystudiesunceasingly,innovatesunceasinglytherecord.Atpresent,themonolithicintegratedcircuittechnology'sapplicationproductalreadyenteredeveryone.Theelectronictenthousandcalendar'sappearanceshavebroughtconvenientlymanyforpeople'slife.

ThisdesignisonebasedonSTC89C52RCsingle-chipmicrocomputercalendardisplaysystem,itcandemonstrateyears,themonth,thedateoftheGregoriancalendar,andhour,minute,second,temperature,weekandsoon.Moreoverithasalsoprovidedthelunarcalendarinformation,adjustabletimepattern,temperaturesample,alarmsystem,individualquarter-bellandsoon.ThesystemclockcalendarDS1302withhighperformance,lowpowerconsumptionandsimpleinterfacefeaturesCircuitenablethesystemtostreamlineprogrammingconvenience,butalsohighlyfunctional.Theproblemsofinaccurate,unreliable,andtheuniforminferiorcanbecomeupwhenyouusetheanalogouscircuit.However,itcanbeimprovedwhenyouusetheclocksystembasedonSTC89C52RCsingle-chipmicrocomputer.Thesystemtimeaccurate,lowcostandcanbewidelyappliedtothelife,studyandworkinanyfield,andhasplayedanimportantrole.

Keywords：

TheElectronicCalendarClock,Single-chipMicrocomputer,TheTimeCalendarClock,TemperatureChip

1绪论

1.1多功能电子万年历的研究背景与意义

伴随着单片机和电子技术的快速发展，人类不断研究，不断创新纪录。

万年历已经不像以前那样以书本形式出现。

以电子产品形式或者电脑软件形式出现，并附加有温度、湿度监控以及闹铃提示功能的万年历被称为多功能电子万年历。

与先前的书本形式的万年历相比，多功能电子万年历成为了各个电子产品的一部分而得到了广泛的应用，如在手机、电脑、空调等电子电气产品中大量使用。

采用电子时钟作为时间显示已经成为一种时尚。

目前市场上各式各样的电子时钟数不胜数，但多数是只针对时间显示，功能单一不能满足人们日常生活需求。

本文提出了一种基于STC89C52RC单片机的多功能电子万年历设计方案，采用一个LCD显示。

本方案以STC89C52RC单片机作为主控核心，与时钟芯片DS1302、温度芯片DS18B20、闹钟模块、闹钟设置存储模块、按键、LCD显示等模块组成硬件系统。

在硬件系统中设有4个独立按键和一个LCD显示器，能显示丰富的信息，根据使用者的需要可以随时对时间进行校准、选择时间、星期、温度显示以及提醒等.总体来说多功能电子万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。

1.2多功能电子万年历的发展现状

随着微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的个人领域得到了广泛的运用。

单片机开发技术已成为电子信息、电气、通信、自动化、机电一体化等专业技术人员必须掌握的技术。

国内企业为了获得更大的投资收益，在生产规模和产品质量上不断提升，开发单片机呈必然趋势。

二十一世纪的今天，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。

1.3论文研究的内容

本设计采用STC89C52RC芯片作为系统主要芯片，能以的超低的3.3V电压工作，而且能够和51单片机系列完全兼容，该芯片内部存储器ROM为8KB存储空间。

具有和51系列单片机一样的功能，并且具有可擦除可在线编程技术。

用LCD数码管动态显示，LCD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，工作电压可以在2.5V～5.5V范围内，2.5V时耗电小于300mA。

因此采用STC89C52RC单片机作为此设计的主要芯片，且作品的精度高，成本低，易于制作研究。

1.4本设计进行的主要工作

（1）分析多功能电子万年历的运行原理；

（2）设计多功能电子万年历的总原理图；

（3）根据多功能电子万年历的原理图选择各个模块的芯片；

（4）设计多功能电子万年历的总流程图和各个模块的流程图；

（5）根据多功能电子万年历的总流程图和各个模块的流程图,用C程序语言编写程序；

（6）根据多功能电子万年历的原理图连接硬件电路做出实物；

（8）对多功能电子万年历进行硬件测试；

（9）实现总体设计目标。

1.5本多功能电子万年历系统主要要实现的功能

（1）设计一个万年历可以显示年、月、日、时、分、秒、星期，具有调整日期和时间功能，可以与即时时间同步；

（2）具有闹铃设置功能，可以设置任意时间闹铃，发出报警信息；

（3）具有温度采集功能，可以采集-55℃-125℃之内的温度，并且显示在LCD上。

2单片机的简介

2.1单片机的介绍

单片机作为一个微型计算机而得到的集成电路芯片。

它运用特大规模集成技术将：

具有数据处理能力的CPU、含程序存储器ROM和数据存储器RAM、输入、输出口电路（I/O接口）集成在同一块芯片，构成一个小巧而又很完善的微型计算机系统，在程序语言的控制下能准确、高效而又迅速地完成程序设计者需要完成的任务。

因此说，一个单片机就具有了能够组成计算机的全部的功能。

然而单片机又和单板机（一种能够将微处理器的芯片、存储器芯的芯片、输入输出接口芯片安装在同一个印制电路板上的微型的计算机）不相同，早先的单片机芯片在没有开发完全之前，它只是一种能够具备极强功能的超大规模集成电路，倘若对它能够进行应用开发，单片机便可以成为一个小型的微型计算机控制系统，然而它与单板机或个人电脑（PC机）有着本质的区别。

不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征。

单片机芯片的内部结构决定了其硬件特征，某种单片机被用户使用之前，用户必须了解这种类型产品是否满足想要实现的功能和应用系统的特性以及指标。

这期中的技术特征包括：

功能特性、控制特性以及电气特性等等。

软件特征指的是指令系统特性和开发支持环境，指令特性就是输入输出特性、单片机的寻址方式、数据处理和逻辑处理方式、和对电源的要求等。

开发支持环境：

支持软件、指令的兼容及可移植性以及硬件资源。

想要开发自己的应用系统而要使用某型号单片机，掌握其技术特征和结构特征是必不可少的。

数字电路或复杂电子线路构成的控制系统可以用单片机控制系统取代是之简单化、易操作。

就可以软件控制来实现，且能够实现智能化和模块化。

现在单片机控制范围无所不在，比如家用电器、过程控制、通信产品、智能仪器仪表和专用控制装置等等，单片机被广泛的应用在各行各业。

诚然，单片机的应用意义远远超过了其应用范畴和由此带来的经济效益，更为重要的是它已从根本上改变了传统的设计思想和控制方法。

这是控制技术领域的一次革命，也是一座重要的里程碑。

3方案设计与论证

按照系统设计的要求，初步确定系统由电源模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块、温度测量模块和闹钟模块共六个模块组成，电路系统构成模块框图如图3.1所示。

图3.1硬件电路模块框图

3.1单片机芯片设计与论证

方案一：

采用AT89C51芯片作为主控芯片，内部具有4KBROM存储空间,能于3V的超低电压工作,就是可以和51系列的单片机可以完全兼容,但是当其运行在电路设计中的时候由于不能具备ISP在线编程的技术；

方案二：

采用STC89C52RC芯片作为硬件的核心,，能以的超低的3.3V电压工作，而且能够和51单片机系列完全兼容，该芯片内部存储器ROM为8KB存储空间。

具有和51系列单片机一样的功能，并且具有ISP在线可擦除可在线编程技术；

综合考虑，采用STC89C52RC作为主控芯片,它的内部存储空间更大，且具有ISP在线编程技术，可节省成本。

3.2电源模块设计与论证

方案一：

采用USB电源线接电脑USB口为系统提供电源，携带不方便，成本高；

方案二：

采用独立的5V电源，为单片机及外部电路提供电源，能提供较为稳定的电压及足够的功率，制作简单，成本较低、便于携带；

考虑系统为一个便携式用品，方案一不便于携带，故采用方案二。

3.3按键控制模块设计与论证

方案一：

采用矩阵键盘，由于按键多可实现数值的直接键入，但在系统中需要CPU不间断的对其端口扫描；

方案二：

采用独立按键，