基于51单片机的万年历的设计.docx

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基于51单片机的万年历的设计

毕业论文声明

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1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。

除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。

对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。

本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。

3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。

4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。

论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。

学位论文作者（签名）：

年月

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如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。

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论文作者签名：

日期：

指导教师签名：

日期：

基于51单片机的万年历设计

摘要

本篇论文主要介绍了运用单片机实现电子万年历的设计，其中51单片机作为对系统的主要控制器，由DS1302完成对时钟电路的显示和DS18B20对温度的检测。

设计主要由时钟电路模块、稳压电路模块、液晶显示模块、温度测试模块组成。

实现了年、月、日、星期、温度显示，及闹钟报警的功能。

这个设计具有体积小，简单方便，功能齐全，精度高等特点。

关键词

51单片机；时钟芯片；温度显示；闹钟设置

Abstract

ThispapermainlyintroducestherealizationofelectroniccalendarapplicationofthedesignofSCM，51MCUasthemaincontrollerofthesystem，DS1302completedbytheclockcircuitdisplayandtemperaturetestDS18B20。

Designedforusemainlybytheclockcircuitmodule,voltageregulatorcircuitmodule,liquidcrystaldisplaymodule,temperaturemeasurementmodules。

Achievedayear,month,day,week,temperaturedisplay,andalarmclockfunction。

Thisdesignissmall,simpleandconvenient,completefunctionsandhighaccuracy。

Keywords

51MCU；Clockchip；Temperaturedisplay；Alarmclocksettings

1.2单片机的发展历程1

2.设计方案思路2

3．万年历的硬件设计原理2

3.1硬件系统设计框架2

3.2单片机主控制模块3

3.3时钟电路模块3

3.4稳压源电路模块4

3.5液晶显示模块4

3.6温度测试模块5

4、软件设计5

4.1程序设计流程图5

4.2时间设定模块设计6

4.3温度设定模块设计7

4.4闹钟设定模块设计8

5、万年历的制作和调试9

5.1布线的原则9

5.2焊接调试9

5.3万年历硬件调试10

5.4系统软件的调试10

6、结论12

参考文献13

谢　辞14

1.　引言

单片机经过几十年的发展，已经广泛应用于生活中的各个领域。

例如导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通讯与数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理等各个方面。

电子万年历就是运用了单片机实现时钟的功能，在日常生活中主要有方便人们生活和装饰等作用。

万年历原本就具有良好的开放性和发挥性，可以根据不同的需求设计多种多样功能的万年历，以去满足人们日常生活。

万年历基本设计要求简单轻巧，功能齐全等。

现在对于电子万年历的设计大多运用51单片机。

主要是因为51单片机种类齐全、结构体系完整、指令系统功能完善、性能优越、具有较高可靠性和高性价比等特点。

1.1　选题背景

随着人们的生活水平提高，生活节奏的加快，对时间的要求越来越高，为了方便人们能随时知道时间，万年历的需求也日益增长。

至二十一世纪的今天，万年历经过第三次革命：

第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。

第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。

第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历）。

1.2　单片机的发展历程

单片机是单片微型计算机的简称，也就是把微处理器（CPU）、一定容量的程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）、输入/输出接口（I/O）、时钟及其他一些计算机外围电路，通过总线连接在一起并集成在一个芯片上构成的微型计算机系统。

单片机经过几十年的发展，在功能、体积、功耗、价格等个个股方面已经达到非常优异的水平。

在未来的发展中，单片机将趋向实现高性能化、存储器大容量化、接口多样化、集成化、低功耗化等特点。

2.　设计方案思路

方案一：

万年历的单片机芯片选用AT89S52作主控制芯片，显示模块采用LCD1602，温度检测模块采用DS18B20温度传感器，时钟芯片选用DS1302芯片，稳压源电路主要采用三端集成电路7805，经过稳压电路，可以提供单片机正常工作电压5V。

方案二：

万年历的单片机芯片选用89C51作主控制芯片，显示模块采用LED数码管，温度检测模块采用DS18B20温度传感器，时钟芯片选用DS1302芯片，稳压源电路主要采用三端集成电路7805，经过稳压电路，可以提供单片机正常工作电压5V。

本次设计选择方案一，主要是因为AT89S52具有89C51的功能，片内ROM全都采用FlashROM，能以超低电压工作，具有在线编程可擦除技术。

DS18B20温度传感器，它具有耐磨耐碰、体积小、使用方便、封装形式多样的优点。

DS1302芯片具有高性能、低功耗、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2.5V～5.5V，满足设计所需。

3.　万年历的硬件设计原理

3.1　硬件系统设计框架

DS18B20温度检测

复位键

稳压电路

闹钟

按键

AT89S52单片机

LCD显示

DS1302时钟芯片

图3-1硬件系统设计框架

3.2　单片机主控制模块

AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片，有4个I/0口P0、P1、P2、P3，每条I/0口能独立的做输出和输入。

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。

图3-2　AT89S52引脚示意图

3.3　时钟电路模块

DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、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2.5V～5.5V。

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。

图3-3　DS1302引脚示意图

3.4　稳压电路模块

三端稳压集成电路7805是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。

稳压电路采用7805，输入端和输出端分别接滤波电容，在输入端接一个二极管，可防止正负极电源接反。

图3-4　7805引脚示意图

3.5　液晶显示模块

LCD1602液晶显示屏有16个引脚，通过D0~D7的8位数据端传输数据和指令。

图3-5　LCD1602引脚示意图

表3-5LCD1602引脚功能

管脚1

Vss

一般接地

管脚2

Vdd

接电源（+5V）

管脚3

V0

液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高

管脚4

RS

RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器

管脚5

R/W

R/W为读写信号线，高电平

（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。

管脚6

E

E（或EN）端为使能（enable）端，下降沿使能。

管脚7

DB0

底4位三态、双向数据总线0位

管脚8

DB1

底4位三态、双向数据总线1位

管脚9

DB2

底4位三态、双向数据总线2位

管脚10

DB3

底4位三态、双向数据总线3位

管脚11

DB4

高4位三态、双向数据总线4位

管脚12

DB5

高4位三态、双向数据总线5位

管脚13

DB6

高4位三态、双向数据总线6位

管脚14

DB7

高4位三态、双向数据总线7位

管脚15

BLA

背光电源正极

管脚16

BLK

背光电源负极

3.6　温度测试模块

DS18B20温度传感器具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

测温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃，工作电源为3~5V。

图3-6　DS18B20引脚示意图

4.　软件设计

4.1　程序设计流程图

万年历的程序主要包括：

延时程序、键盘输入程序（加减时按键程序、闹钟加减按键程序）、温度显示模块程序、时钟显示模程序、液晶数据显示程序等。

图4-1　程序流程设计图

4.2　时间设定模块设计

DS1302可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能。

设计时不需要加电容，只需加一个32.768HZ晶振就可以了。

开始

DS1302初始化

从DS1302中读出数据，放入RAM