沈阳理工大学应用技术学院 毕业设计管理手册.docx
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沈阳理工大学应用技术学院毕业设计管理手册
毕业设计（论文）管理手册
题目：
基于单片机数字电子钟的设计与实现
系别与专业：
信息与控制学院电子信息工程
班级与学号：
08302305
姓名：
李思含
指导教师：
张可菊
沈阳理工大学应用技术学院
附表一：
沈阳理工大学应用技术学院
毕业设计（论文）课题申报表
课题名称
基于单片机数字电子钟的设计与实现
课题来源
自拟
课题类型
AY
课题主要背景和所要完成工作：
目前单片机在我们生活的各个领域得以广泛的应用，随着科学技术的不断发展，基于单片机的数字电子钟已经应用在冶金、化工、电力、自动化机床、工业机器人控制等。
数字电子钟常常也会附加一些功能不如说：
温度的显示，湿度的显示。
随着液晶显示的广泛应用，液晶的大屏显示与多层次机构话越来越受到大家的喜爱。
数字电子钟越来越走向液晶化了。
同样电子钟也给人们生活和生产带来了很大的方便，而且扩展了钟表原先只能报时功能。
本次设计最重要的一个特性就是体现时间的准确性、精确性。
我所设计的基于单片机数字电子钟不仅能实现显示当下的月、日、年、时、分、秒，而且能够实现闹钟的功能还有能够测量当前的温度并显示出来。
进行方式：
校内独立完成
工作量大小及准备程度：
（1）查阅相关文献资料，了解设计方案。
（2）设计包括系统硬件设计和软件设计两大部分。
软件部分使用Protel软件和keil仿真软件。
硬件部分主要有STC89C52单片机、温度传感器、数码管18个、翁鸣器、三极管9014、三极管8550、74LS164等。
（3）本次设计以STC89S52单片机作为主控制单元，辅之以适当的软、硬件模块设计完成以单片机为核心的系统的设计，来实现多功能的数字电子钟。
（4）撰写合格毕业设计论文。
现有技术和物质条件：
单片机的最小系统开发原理图，温度测量电路原理图及局部程序C语言代码。
C52单片机功能说明书。
时间安排：
（1）开题报告1周
（2）总体方案设计2周
（3）硬件设计5周
（4）软件设计5周
（5）系统调试2周
（6）答辩和撰写论文1周
预期成果：
（1）完成设计18位LED数字电子钟的硬件电路图，除18个LED数码管外还需要74LS164、三极管、温度传感器、实时时钟、翁鸣器。
（2）选用STC89C52单片机编写C语言来实现系统功能。
（3）整个系统能够显示当前月、日、年、时、分、秒，可以自动实现闰年的调整，能显示当前室内温度，闹钟功能。
（4）对整个基于单片机数字电子钟系统进行系统仿真、调试，并且成功的实现温度的实时更新显示。
（5）撰写合格毕业设计论文
申请人姓名：
日期：
2012年1月7日
系（分院）毕业设计（论文）工作领导小组意见：
经毕业设计领导小组审议，该论文课题符合我系三本（高职）毕业设计选题要求，同意申报。
组长签字：
日期：
2012年1月7日
说明：
课题类型：
（1）A——工程设计；B——技术开发；C——软件工程；D——理论研究。
（2）X——真实课题；Y——模拟课题；Z——虚拟课题。
（1）、
（2）均要填写，如AX。
附表二：
沈阳理工大学应用技术学院
毕业设计（论文）任务书
主要内容：
完成基于单片机数字电子钟的设计与实现，需要18个LED数码管、74LS164、三极管、温度传感器、实时时钟、翁鸣器。
选用STC89C52单片机编写C语言来实现系统功能，系统主要功能：
能够显示当前月、日、年、时、分、秒，可以自动实现闰年的调整，能显示当前室内温度，闹钟功能。
基本要求：
（1）在硬件方面：
掌握单片机的原理、翁鸣器的工作原理，数码管的使用方法、74LS164的原理。
（2）在软件方面：
掌握DS18B20的采集温度的程序编写，掌握Protel软件应用方法与设计电路图的方法、掌握keil仿真软件是使用方法，应用Keil软件进行编程。
主要参考资料：
[1]单片机原理与C51编程，马剑哲，贾宝墩，王倩，王建茹，西安交通大学出版社，2007，第一章。
[2]单片机在控制系统中的应用，余永权，汪明慧，黄英，北京电子工业出版社，2003，第三章。
[3]单片微机键盘输入接口控制应用技术，张大明，北京机械工业出版社，2006，第二章。
进度安排：
（1）确定论文名称、课题来源和选题依据。
了解本课题国内外的现状。
（2）完成开题报告，确定课题研究的主要内容，基本方法，技术路线。
（3）中期检查。
开展研究，解决研究过程中遇到的困难与问题。
（4）完成论文，验收，答辩。
指导教师签字：
2012年1月14日
教研室主任签字：
2012年1月14日
附表三：
毕业设计（论文）开题报告
国内外现状：
自从有了时间的概念，人们就开始研究计时，随着时间的发展，尤其是近些年来科学技术的飞速发展，计时方式有了很大的进步，现在，也可以说是前些年，计时系统并不单单具有计时的功能，大都带有定时、自动报时的功能，并且这种技术日趋完善，现在已经被广泛的应用在我们的生活、生产的方方面面。
例如奥运会倒计时显示屏幕、铁路安全日显示屏、生产线看版、体育比赛计时屏。
设计的目的、要求：
（1）硬件方面：
掌握单片机的原理、翁鸣器的工作原理，数码管的使用方法、74LS164的原理
（2）软件方面：
掌握DS18B20的采集温度的程序编写，掌握Protel软件应用方法与设计电路图的方法、掌握keil仿真软件是使用方法，应用Keil软件进行编程。
（3）系统仿真与调试：
实现显示当前月、日、年、时、分、秒，可以自动实现闰年的调整，能显示当前室内温度和闹钟功能。
调研情况：
通过调研，随着计算机技术与单片机技术的发展。
数字电子钟现在已经被广泛的应用在我们的生活、生产的方方面面。
例如奥运会倒计时显示屏幕、铁路安全日显示屏、生产线看版、体育比赛计时屏、大型室外高亮度时钟等，这类产品覆盖银行、医院、地铁车站、体育运动、电视台、控制系统、高大建筑物等行业。
数字电子钟中的温度采集部分、LED显示部分，每一部分都具备多种方案的选择，各自都有不同的特点与优势。
方案设计：
本设计中主控单片机芯片使用STC89S52作为主控芯片。
显示使用LED数码管动态显示，采用专门的时钟芯片DS12887来完成时钟的功能。
该芯片内部采用先进的石英晶体振荡器且具自设定的闹钟功能，使DS12887用时可以直接用于显示或设置，这样就可以大大的降低了对软件编程的要求。
使用DS18B20的采集周围环境的温度，能够显示当前月、日、年、时、分、秒，可以自动实现闰年的调整，能显示当前室内温度，闹钟功能。
预期成果：
（1）完成设计18位LED数字电子钟的硬件电路图，除18个LED数码管外还需要74LS164、三极管、温度传感器、实时时钟、翁鸣器。
（2）选用STC89C52单片机编写C语言来实现系统功能。
（3）整个系统能够显示当前月、日、年、时、分、秒，可以自动实现闰年的调整，能显示当前室内温度，闹钟功能。
（4）对整个基于单片机数字电子钟系统进行系统仿真、调试，并且成功的实现温度的实时更新显示。
（5）撰写合格毕业设计论文。
工作任务分解，各阶段完成的内容及时间分配：
（1）开题报告1周
（2）总体方案设计2周
（3）硬件设计5周
（4）软件设计5周
（5）系统调试2周
（6）答辩和撰写论文1周
指导教师意见：
经毕业设计领导小组审议，该论文课题符合我系三本毕业设计选题要求，同意开题。
指导教师签名：
2012年3月4日
附表四：
毕业设计（论文）学生自查表
（中期教学检查用）
工作进度
按任务书要求已完成的内容：
（1）查阅了相关资料，了解了相关理论知识，确定了本设计的研究目的。
（2）完成了系统的部分电路的选择方案，数字时钟方案，数码显示方案，软件设计方案和测试方案。
（3）完成了部分电路的设计，包括单片机最小系统的设计、LED显示电路的设计、DS18b20温度传感器的设计、DS12887电路的设计。
待完成的内容：
（1）软件程序设计，需要详细的了解总体部分设计和子程序设计。
（2）显示部分使用了多位的LED显示，没有使用现代流行的液晶显示，在功能扩展方面有一定的局限。
已完成百分比：
70%
存在问题：
本文设计的数字电子钟的软件程序应该更加完善。
在设计中需要实现的数据不完全符合在实际生活中的应用。
在软件部分对Keil的使用环境有了初步的认识，编辑的程序有待改善。
指导教师签字：
2012年4月22日
附表五：
毕业设计（论文）成果验收评审表
序号
评审项目
指标
满分
评分
1
完成任务量
按任务书要求完成规定的任务
30
23
2
演示过程
程序或实验电路按功能或指标要求能运行
30
25
3
方案设计
结构设计合理，有新意
15
10
4
创新程度
比已往有改进或新意
10
5
5
回答问题
有理有据，主要问题回答准确
15
12
是否可以撰写论文：
得分
75
验收小组意见：
该生能够按照任务书要求完成规定的任务，针对《基于单片机数字电子钟的设计与实现》这一课题的硬件和软件进行设计，并有自己的见解。
经过审查该设计的结构合理，系统设计具有针对性和实用性。
设计的数字电子钟能实现目前电子钟的基本功能显示当前的年、月、日、时、分、秒，闹钟的功能，而且还有能够测量并显示当前的温度的功能。
在回答问题的过程中，思路清晰，能够准确地回答验收老师所提出的问题。
验收合格，同意答辩。
验收小组组长签字：
2012年6月10日
附表六：
指导教师毕业设计（论文）评语
评语：
在整个毕业设计中态度认真，遵守纪律，表现良好，工作量饱满。
遇到问题能够及时想出办法解决。
针对《基于单片机数字电子钟的设计与实现》这一课题中的软硬件部分进行了设计，此系统具有自己的特点。
主要完成了日期、时间的显示功能、闹钟功能、实时检测和显示当前温度的功能，实现了设计任务中所要求的功能。
设计方案合理，硬件电路设计正确，软件程序设计合理，运行基本可靠，达到了设计要求。
设计过程查阅了相关资料，并引入到设计论文中，表现了一定的自学能力。
论文的设计方案可行，结构安排合理，条理比较清楚，语言叙述通顺，技术用语、符号和图表的使用符合规范要求。
同意答辩。
建议该同学毕业设计（论文）成绩为中等。
指导教师签字：
2012年6月16日
附表七：
评阅人评语
评语：
毕业设计选题合理。
毕业设计论文设计方案可行，具有一定的实用性。
论文结构比较合理，条理比较清楚，文理通顺，用语符合专业要求。
图表符合规定要求，专业技术用语和技术文件符合国家有关标准。
针对《基于单片机数字电子钟的设计与实现》这一课题中的软硬件进行了设计，并有自己见解。
该生利用STC89C52单片机进行了设计，选择18个LED数码管、74LS164芯片、三极管、温度传感器、实时时钟、蜂鸣器等硬件。
采用C语言编程，实现了显示当前日期和时间，可以自动实现闰年的调整，能显示当前室内温度，闹钟等功能工作量比较饱满。
同意答辩。
建议该同学毕业设计论文成绩为中等。
评阅人签字：
2012年6月17日
附表八：
评阅人评语
评语：
论文选题符合毕业设计要求，具有现实意义。
该生的论文从基于单片机的数字电子钟系统的硬件、软件编程等方面作了设计和分析。
完成了设计实现了日期、时间的显示功能，闹钟的功能，实时显示当前环境温度的功能。
论文结构比较合理，条理比较清楚，文理通顺，用语基本符合专业要求。
图表基本符合规定要求。
同意答辩，建议成绩为中等。
评阅人签字：
2012年6月17日
附表九：
毕业设计（论文）答辩教师评分表
姓名
李思含
班级
083023
学号
05
专业
电子信息工程（自动识别方向）
答辩组教师
唐朝仁
田明浩
冯暖
耿欣
李志
评分
80
78
78
76
78
答辩分数
78
毕业设计（论文）答辩委员会评语
答辩委员会评语：
论文的选题合理，设计方案正确。
使用STC89C52单片机设计的数字电子钟系统的硬件电路设计正确，软件程序设计比较合理。
论文结构合理，论述清楚，文理通顺。
图表符合规定要求。
毕业设计答辩准备比较充分，制作了答辩的演示课件。
对数字电子钟系统的设计思路、实现的功能，控制原理和控制过程论述基本清楚，语言表达准确。
该生在答辩过程中，自述内容思路清晰，讲解详细，能回答出答辩老师所提出的问题，但不够全面。
答辩通过。
答辩委员会（小组）负责人签字：
2012年6月24日
附表十：
毕业设计（论文）答辩记录
答辩记录：
（1）这么多位LED是怎样的现实显示的？
采用动态显示方式进行显示。
按照驱动方式LED显示器的显示控制方式可分成静态显示方式和动态显示方式两种。
在系统中为了功能与硬件连接的方便，于是把18个数码管认为的编号并且分成3组，第一组为led1—led6，第二组led7—led12，第三组led13—led18。
利用串入并出的方法。
如以第2组数码管为例。
利用串行接口工作方式0来实现数据的显示方式为串行方案，具体实现的过程是从STC89C52单片机的P10口输出数据信息送往移位寄存器74LS164的A、B两端，然后将变成的并行数据从输出端Q0-Q7输出，然后再将输出的LED段选码同时送往数码管LED1-LED6。
（2）复位电路使用的什么形式？
手动复位，通过按键来控制。
（3）温度传感器18b20的精度为多少？
测量范围为多少？
在-10至+85°C范围内，精度为±0.5°C。
（4）软件中怎样设定实时时钟的闹钟功能？
DS12887实时时钟共有3个闹钟单元，分别为时闹钟单元、分闹钟单元、秒闹钟单元。
闹钟的功能就是在每天固定的时间产生响声，开通翁鸣器。
为了每天到固定的时间就会产生中断申请信号，那么方法就是写入闹钟时间值并且在时钟中断允许的情况下每天只提供一次中断信号。
（5）怎样进行软件的系统调试？
将编写好的程序进行编译，编译成功无错误，将程序拷贝到单片机中。
进行功能测试。
答辩组组长签字：
2012年6月24日
附表十一：
沈阳理工大学应用技术学院
毕业设计（论文）成绩评定
信息与控制学院电子信息专业毕业设计（论文）答辩委员会于2012年6月25日审查了学生李思含的毕业设计（论文）。
设计（论文）题目：
基于单片机数字电子钟的设计与实现
指导教师：
评阅人：
毕业设计（论文）答辩委员会意见：
通过
成绩：
中等
信息与控制学院电子信息专业答辩委员会
主任委员（院长）签字
2012年6月25日
附表十二：
毕业设计（论文）指导记录
第1周：
问题1：
具体的“最小系统是指哪三个方面？
具体的“最小系统是指三个方面：
（1）Power.指单片机工作的电源部分，VCC/GND,如果没有则不会连通电，单片机不会工作。
（2）Clock，指单片机工作的时钟，单片机执行各项指令/动作，都是按照时钟这个节拍来完成的，当然是必不可少的。
（3）Reset，复位信号，单片机执行取指等操作都是从寄存器的某一位置开始执行的，复位信号，单片机执行取指等操作都是从寄存器的某一个位置开始执行的，复位信号就是告诉单片机刚开始工作时的地址在哪里，好比是个入口。
以上三点就可以构成单片机的最小系统了，就是说，有了上面三个条件，单片机（硬件上）就应当可以工作了，缺少任何一个条件，单片机都不会工作的。
问题2：
什么是外接时钟方式？
单片机的外部时钟方式是利用外部振荡信号源直接接入XTAL1或者XTAL2两个与引脚的。
这种利用外部振荡信号源直接接入单片机的方式就称为外接时钟方式。
问题3：
对外部振荡信号有什么要求？
外部振荡信号通过一个二分频的触发器而成为内部时钟信号，故对外部信号的占空比没有什么要求，仅要求高电平持续时间和低电平持续时间应大于200ns。
外部信号一般为频率低于12MHZ的方波信号。
学生签字：
日期：
2012.3.2
第2周：
问题1：
AT89S52与AT89C52的区别？
AT89S52与AT89C52基本能通用，但AT89S52的性能比后者好。
89S52不能用MAX232芯片链接串口下载。
89S52有专门的ISP电路。
AT89C52用专门的烧录工具+相应软件；AT89S52用专门的烧录工具+相应软件，或者一个ISP下载器+相应软件（这种软件有很多）。
问题2：
数码管的静态显示的涵义？
就是一个数码管由8个发光二极管组成的7段以及小数点，全亮时显示8和右下角一个点。
这样，如果8个LED的8个阳极内部接在一起接到高电平（+5V），阴极分别接上低电平（0V）。
这样，8个阴极由8个控制，阳极接+5V。
多位的话比如3位，就是24个阴极控制，这就是静态显示。
相对静态显示的是动态显示，那样可以节省控制口。
方法是各位的8个对应的阴极全部并联，而共阳极分别轮流接高电平。
轮流时间大约1~10ms，虽然各个管不是同时通电的，但利用人眼的暂留效应，看起来就是全显示了。
问题3数码管的动态显示涵义？
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗低。
学生签字：
日期：
2012.3.9
第3周：
问题1：
单片机的有些外围芯片也需要复位时，怎么办？
在实际应用中，有些外围芯片也需要复位时，如果这些芯片复位端的复位电平要求与单片机的复位要求一样，也可以与单片机的复位电路相连接，同时复位。
问题2：
复位电路中，对电平有什么要求？
复位电路对电平的要求如前所述，必须保证RST引脚上出现10ms以上稳定的高电平，这样就能实现可靠地复位。
在单片机硬件电路中，无论简单还是复杂电路，都是为了保证这个10ms以上的稳定的高电平。
问题3：
单片机的存储器有几种？
单片机的存储器有程序存储器ROM与数据存储器RAM两种。
学生签字：
日期：
2012.3.16
第4周：
问题1：
波特率是什么？
波特率（BaudRate）单位bps--每秒传送的字节数BytePerSecond。
（Byte还是bit要查一下）RS-485就是EIA-485，EIA-485仅仅规定了接受端和发送端的电气特性。
没有规定或推荐任何通讯协议。
EIA-485可以应用于配置便宜的广域网和采用单机发送，多机接受通信链接。
它提供高速的数据通信速率。
（EIA-485和EIA-422一样使用双绞线进行高电压差分平衡传输，它可以进行大面积长距离传输（超过1200米）。
不同的通讯协议，就是不同的数据通讯约定，如何呼，如何应，如何送，如何校对，如何握手。
例如常见的HTTP，FTP就是protocl（通讯协议）。
通讯协议分应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层，具体协议多极了。
问题2：
单片机串口调试时，为什么收发的数据总是有错，而且错误是固定的，比如说总是在开始后的第6个字节出错？
串口通信的每个字节的起始位都是同步的基准，所以速率误差不会累积到下个字节去。
也许是驱动电路或者软件问题，比如接受缓冲区溢出等，可以用通用的串口调试软件测试一下。
问题3：
单片机的时钟方式是怎样构成的？
振荡电路和单片机内部的时钟电路共同构成了单片机的时钟方式。
学生签字：
日期：
2012.3.23
第5周：
问题1：
MCS—51单片机的片内振荡器是怎样构成的?
MCS—51单片机的片内振荡器有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，单片机引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。
放大器与作为反馈组件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成了一个自己振荡器。
问题2：
程序设计语言的选用？
本设计中采用的处理器是AT89S52单片机，由此可采用面向MCS-51的程序设计语言，包括ASM51汇编语言和C51高级语言，这两种语言各有特点。
汇编语言更接近机器语言，常用来编制与系统硬件相关的程序，如访问I/O端口、中断处理程序、实时控制程序、实时通信程序等；而数学运算程序则适合用C51高级语言编写，因为用高级语言编写运算程序可提高编程效率和应用程序的可靠性。
问题3：
目前单片机常用的软件开发平台有Wave6000和KeiluVision选用哪个比较好？
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。
另外重要的一点是只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。
在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
学生签字：
日期：
2012.3.30
第6周：
问题1：
什么是单片机CPU的时序？
单片机执行的每一条指令都可以分解为若干基本的微操作，而这些微操作在时间上都有级严格的先后次序，这些次序就是计算机的CPU时序。
问题2：
单片机的CPU的时序是什么决定的？
单片机振荡电路的振荡周期和时钟电路的时钟周期决定了CPU的时序。
问题3：
为什么要了解单片机的复位状态？
因为单片机应用系统工作时，会经常要求进入复位工作状态，所以，系统的复位电路要求能准确可靠的工作，另外单片机的复位状态与应用系统的复位状态是密切相关的，因此必须了解单片机的复位状态。
学生签字：
日期：
2012.4.6
第7周：
问题1：
怎么才能得到一个结构化的程序呢？
结构化程序设计方法的基本思路是：
把一个复杂的求解过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。
具体说，采用以下方法来保证得到结构化的程序：
（1）自顶向下；
（2）逐步细化；（3）模块化设计；（4）结构化编码；
问题2：
不用条件编译命令而直接用if语句也能达到要求，用条件编译命令有什么好处呢？
对这个问题完全可以不用条件编译处理而用if语句处理，但那样做，目标程序长（因为所有语句都编译），运行时间长（因为在程序运行是对if语句进行测试）。
而采用条件编译，可以减少被编译的语句，从而减少目标程序的长度，减少运行时间。
当条件编译段比较多时，目标程序长度可以大大减
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