51单片机实现的DS1302万年历设计与仿真

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0 下载量 32 浏览量 更新于2024-06-14 收藏 335KB DOC 举报
"这篇文档是关于基于51单片机(具体型号为AT89C51)设计万年历的毕业论文。论文详细介绍了利用电路仿真软件Protues进行设计和仿真的过程,以及硬件和软件的具体实现。硬件部分主要由AT89C51单片机、DS1302时钟芯片和1602LCM点阵液晶显示屏构成,而软件部分则包含了日历程序、时间调整程序和显示程序。" 在51单片机系统中,AT89C51是控制中心,它具有低功耗的特点,能够适应4到6伏的电压范围。DS1302时钟芯片是一个实时时钟(RTC)芯片,能够精确地记录年、月、日、星期、时、分、秒,并具备闰年补偿功能。这款芯片因其长久的寿命和较小的误差而在电子万年历设计中得到广泛应用。1602LCM点阵液晶显示屏用于显示日期和时间信息,提供清晰直观的用户界面。 论文中还探讨了DS18B20温度传感器与单片机之间的接口和通信,尽管这部分内容在标题和描述中没有提及,但表明了系统可能具备温度监测的功能。在软件设计上,作者不仅实现了基本的日历功能,还考虑了时间调整和显示逻辑,确保了系统的实用性。所有程序在Keil集成开发环境中编译调试无误后,再在Proteus环境中进行硬件仿真,验证设计的正确性。 通过对不同硬件连接方案的比较,作者着重优化了成本和软件算法,以期达到性价比高、市场前景广阔的目标。研究的焦点在于如何在保证功能完整性的前提下,降低硬件成本,提高软件效率,从而满足市场需求。 关键词涵盖了单片机技术、DS1302时钟芯片、DS18B20温度传感器以及1602LCM液晶显示屏,这些都是构建一个实用电子万年历系统的关键组成部分。这篇论文为基于51单片机的电子万年历设计提供了详细的参考和实践指导。
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单片机课程实训 SCM PRACTICAL TRAINING "实训设计题目 "   万年历的设计    " "Title Of Training "     " " 分院(系别) "             " "Department " " "专  业 " "班 级 "     " "Speciality " "Class " " "设计作者 " "完成日期 " " "Author " "Date " " "组 别 "    "指导教师 " " "Team "  "Advisor "   " 目 录 第一部分 课程设计任务书 1 一、课程设计题目 1 二、课程设计时间 1 三、实训提交方式 1 四、设计要求 1 第二部分 课程设计报告 2 一、单片机发展概况 2 二、MCS-51单片机系统简介 2 三、设计思想 3 四、硬件电路设计 3 1. 总体设计 3 2. 晶振电路 4 3. 复位电路 4 4. DS1302时钟电路 5 5. 温度采集系统电路 5 6. 按键调整电路 6 7. 闹钟提示电路 6 五、软件设计框图 7 六、程序源代码 8 1. 主程序 8 2. 温度控制程序 11 3. 日历设置程序 13 4. 时钟控制程序 18 5. 显示设置程序 20 七、结束语 23 八、课程设计小组分工 24 九、参考文献 24 第一部分 课程设计任务书 一、课程设计题目 用中小规模集成芯片设计制作万年历。 二、课程设计时间 五天 三、实训提交方式 提交实训设计报告电子版与纸质版 四、设计要求 (1)显示年、月、日、时、分、秒和星期,并有相应的农历显示。 (2)可通过键盘自动调整时间。 (3)具有闹钟功能。 (4)能够显示环境温度,误差小于±1 (5)计时精度:月误差小于20秒。 第二部分 课程设计报告 一、单片机发展概况 单片机诞生于20世纪70年代末,它的发展史大致可分为三个阶段: 第一阶段(1976-1978):初级单片机微处理阶段。该时期的单片机具有 8 位CPU,并行 I/O 端口、8 位时序同步计数器,寻址范围 4KB,但是没有串行口。 第二阶段(1978-1982):高性能单片机微机处理阶段,该时期的单片机具有I/O 串行端口,有多级中断处理系统,15 位时序同步技术器,RAM、ROM 容量加大,寻址范围可达 64KB。 第三阶段(1982-至今)位单片机微处理改良型及 16 位单片机微处理阶段民用电子产品、计算机系统中的部件控制器、智能仪器仪表、工业 测控、网络与通信的职能接口、军工领域、办公自动化、集散控制系统、并行多机处理 系统和局域网络系统。 二、MCS-51单片机系统简介 MCS-51系列单片机产品都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心构成的。MCS- 51单片机由CPU 、RAM 、ROM 、I/O接口、定时器/计数器、中断系统、内部总线等部件组成。8051单片机的基本性能 有: 8位CPU; 布尔代数处理器,具有位寻址能力; 128B内部RAM,21个专用寄存器; 4KB内部掩膜ROM; 2个16位可编程二进制加1定时器/计数器; 32个(4×8位)双向可独立寻址的I/O口; 1个全双工UART(异步串行通信口); 5个中断源,两级中断结构 ; 片内振荡器及时钟电路 ,晶振频率为1.2MHz~12MHz; 外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB; 111条指令,大部分为单字节指令; 单一+5V电源供电,双列直插40引脚DIP封装。 三、设计思想 整体设计以单片机技术为核心,采用C语言进行软件设计,增加了程序的可读性和可移植 性,为了便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结构。程序先向LCD更新时钟芯片的时 间与温度传感器的时间,然后进行初始化工作。程序由一个主函数,两个定时器中断程 序,一个时钟设置子程序,一个农历设置子程序,一个温度设置子程序,一个延时子程 序,一个调时子程序,一个显示子程序构成。程序通过按键扫描程序来确定是否调用中 断程序来对时间进行调整。用一子程序完成时分的调整,通过循环扫描四个按键的电平 变化来判断对应按键是否按下,并带有去抖动功能,四个按键分别有增加,减小,退出 与功能选择的作用。通过功能选择时钟设置与闹钟设置,使用加或减按键进行预置,完 成后可点退出键完成操作。 可分为以下几个功能模块: 1)主程序:定时器中断初始化、时钟与温度更新程序与键盘监控。 2)计时:为定时器中断服务子程序,完成刷新计时缓冲区的功能。 3)农历:由阴历换算对照表得出阳历并显示。 4)闹钟:采用定时器中断方式实现闹钟与整点报时。 5) 温度:由温度传感器将温度传送到LCD显示。 6)设置:由按键设置闹钟时间或时钟时间。 7)键盘扫描:判断是否有键按下,并确定键号。 8)LCD显示:完成8
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单片机课程设计 题 目 基于51单片机的万年历设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 (系) 指导教师 完成时间 目录 1课程设计的目的 1 2课程设计的任务与要求 1 2.1设计任务 1 2.2设计要求 1 3单片机发展概况 1 4设计原理与功能说明 4 4.1设计思想 4 4.2总体电路图 5 4.3时钟模块 6 4.4液晶显示模块 6 4.5按键模块 7 5系统测试 7 5.1硬件测试 7 5.2软件测试 8 6总结 8 参考文献 10 附录一:总体电路原理图 11 附录二:主程序 12 附录三:元器件清单 27 附录四:实物图 28 1课程设计的目的 1.通过制作万年历,可以对单片机这门课程更好的认识。 2.理论与实践结合,提高自己的动手能力。 3.学会与合作者更好的交流学习,共同进步和提高。 4.能够增长查阅资料的能力,视野更加开阔。 5.拓展其他学科的联系,全面发展。 6.培养自我发现问题,解决问题的能力。 2课程设计的任务与要求 2.1设计任务 1.可以去学校图书馆或者网上,搜集整理相关的资料,做好前期理论准备,为以后设 计电路,看懂电路图做理论支持。 2.构想万年历电路图,并且具有可行性,画出电路图。 3.列举电路所需的电子元件,仔细对比所需的元件的参数,通过去电子元件经销商或 者网购购买。 2.2设计要求 1.显示年、月、日、时、分、秒。 2.可通过键盘自动调整时间。 3.计时精度:月误差小于20秒。 3单片机发展概况 单片机诞生于20世纪70年代末,它的发展史大致可分为三个阶段: 第一阶段(1976-1978):初级单片机微处理阶段。该时期的单片机具有 8 位CPU,并行 I/O 端口、8 位时序同步计数器,寻址范围 4KB,但是没有串行口。 第二阶段(1978-1982):高性能单片机微机处理阶段,该时期的单片机具有I/O 串行端口,有多级中断处理系统,15 位时序同步技术器,RAM、ROM 容量加大,寻址范围可达 64KB。 第三阶段(1982-至今)位单片机微处理改良型及 16 位单片机微处理阶段民用电子产品、计算机系统中的部件控制器、智能仪器仪表、工业 测控、网络与通信的职能接口、军工领域、办公自动化、集散控制系统、并行多机处理 系统和局域网络系统。 STC系列单片机是由STMicroelectronics 公司生产,并有宏晶公司做大陆代理的。本设计使用STC89C52作为控制核心,其管脚兼 容其他51系列的单片机,以下对STC89C52进行简单讲解。 STC89C52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数 器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三 大总线。采用40Pin封装的双列直接DIP结构,图3.1是它们的引脚配置,40个引脚中,正 电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口 线复用。现在对各引脚功能说明如下(图3.2): (1)主电源引脚 Vcc :接+5V电源正端。 Vss :接+5V电源地端。 (2)输入/输出引脚 P.0~P0.7:P0口的8个引脚。在不接片外存储器与不扩展I/O接口时,可作为准双向 输入/输出接口。在接有片外存储器或扩展I/O接口时,P0口分时复用为低8位地址总线 和双向数据总线。 P1.0~P1.7:P1口的8个引脚。可作为准双向I/O接口使用。对于52子系列,P1.0 与 P1.1还有第二种功能:P1.0 可用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2。P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制 端T2EX。 P2.0~P2.7:P2口的8个引脚。可作为准双向I/O接口;有接有片外存储器或扩展I/ O接口且寻址范围超过256个字节时,P2口用作高8位地址总线。 P3.0~P3.7:P3口的8个引脚。除作为准双向I/O接口使用外,还具有第二种功能 ,详见图3.2。 图3.1 STC89C52单片机管脚图 "引脚 "第二功能 " "P3.0 "RXD(串行口输入) " "P3.1 "TXD(串行口输出) " "P3.2 "I¯N¯T¯0¯(外部中断0输入) " "P3.3 "I¯N¯T¯1¯(外部中断1输入) " "P3.4 "T0(定时器0的外部输入) " "P3.5 "T1(定时器1的外部输入) " "P3.6 "W¯R¯(片外数据存储器写控制信号 " "P3.7 ") " " "R¯D¯(片外数据存储器读控制信号 " " ") " 图3.2 P3口第二功能表 4设计原理与功能说明 4.1设计思想 以STC89C52单片机为核心,外接单片机复位电路,单片机晶振电路,时钟芯片DS130 2,按键电路,液晶显示电路,通过控制STC89C52单片机的接口来控制时
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洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告 课程名称 单片机原理与应用   设计题目 基于STC89C51万年历的设计与实现 专 业 物联网工程       班 级 学 号 姓 名 完成日期 大约在冬季 "课 程 设 计 任 务 书 " "设计题目: 基于STC89C51万年历的设计与实现  " "设计内容与要求: " "设计内容 " "利用STC89C51单片机、专用时钟芯片DS1302、DS18B20数字温度采集器及1602 " "显示器件设计一个万年历,要求实现:(1)正确显示年月日,时分秒,星期 " "等信息;(2)显示环境温度;(3)具有闹钟功能,可以整点报时;(4)能 " "够通过按键调整时间和设置闹钟。 " "二、设计要求 " "1.分析系统功能,确定系统设计方案,掌握总体设计的方法与思路。 " "2.系统硬件设计,确定外设与单片机的硬件接口。掌握单片机系统外部接口的" "扩展设计方法。 " "3.系统软件设计,结合硬件设计,编写相应控制程序,并进行Protuse仿真执 " "行。 " "4.熟练掌握程序烧录及调试过程。 " "5.按照要求撰写课程设计论文。 " "指导教师: " "2019年 11 月 26 日 " "课 程 设 计 评 语 " " " " " " " "成绩: 指导教师:_______________ " "年 月 日 " 目录 摘 要 2 一、设计目标与内容 3 1.1设计目标 3 1.2 设计内容 3 1.3设计要求 3 1.4 本章小结 3 二、系统设计 3 2.1 电路设计框图 3 2.2 系统硬件概述 4 2.3 主要单元电路的设计 4 2.3.1 时钟电路模块的设计 4 2.3.2温度传感器电路设计 6 2.3.3显示模块的设计 8 2.4本章小结 8 三、系统的软件设计 9 3.1程序流程图 9 3.1.1 系统总流程图 9 3.1.2 温度程序流程图 9 3.1.3 DS1302时钟程序流程图 10 3.1.4 LCD显示程序流程图 11 3.2程序的设计 11 3.2.1 DS18B20测温程序 11 3.2.2 DS1302读写程序 13 3.2.3液晶显示程序 14 3.3本章小结 15 四、仿真与调试 15 4.1 Keil软件调试流程 15 4.2 Proteus软件运行流程 17 4.3本章小结 18 总结 18 基于STC89C51万年历的设计与实现 摘 要 古人依靠日冕、漏刻记录时间,而随着科技的发展,电子万年历已经成为日渐流行的 日常计时工具。 本文研究的万年历系统拟用STC89C52单片机控制,以DS1302时钟芯片计时、DS18B20 采集温度、1602液晶屏显示。系统主要由温度传感器电路,单片机控制电路,显示电路 以及校正电路四个模块组成。本文阐述了系统的硬件工作原理,所应用的各个接口模块 的功能以及其工作过程,论证了设计方案理论的可行性。系统程序采用C语言编写,经Ke il软件进行调试后在Proteus软件中进行仿真,可以显示年、月、日、星期、时、分、秒 和温度并具有校准功能和与即时时间同步的功能。 实验结果表明此万年历实现后具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多 优点,符合电子仪器仪表的发展趋势,具有广阔的市场前景。 关键词:万年历 单片机 仿真 一、设计目标与内容 1.1设计目标 制作出可以检测温度并报警的的电子万年历。 1.2 设计内容 用keilC51编译程序。 用proteus仿真电路图。 将电路图使用万用板或其他电路板焊接实物图。 1.3设计要求 具备在液晶上显示年、月、日、星期、时、分、秒的功能。 具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能。 具有与即时时间同步的功能。 1.4 本章小结 通过设计程序,制作仿真,焊接实物三个步骤,以小组合作的方式来设计满足设计要 求的万年历并简单描述可以实现的功能,制作结束后,进行课程设计答辩并编写一份课 程设计报告。 二、系统设计 1. 2. 2.1 电路设计框图 根据上章确定的方案给出了系统整体的设计框图: 图1.1系统结构框图 为使时钟走时与标准时间一致,校时电路是必不可少的,键盘模块用来校正液晶上显 示的时间;温度传感器则用来检测当前的环境温度;STC89C52单片机通过输出各种电脉 冲信号来驱动控制各部分正常工作;而系统的时间、温度等数据则最终通过液晶模块显 示出来。 2.2 系统硬件概述 本电路是以STC89C52单片机为控制核心,该芯片具有在线编程功能,功耗低,能在3 .3V的超低压下工作;时钟芯片采用DS1302,它是一款高性能、低功耗、自带RAM的实时 时钟芯片,具有使用寿命长,精度高和功耗低等特点,同时具有掉电自动保存功能,可以 对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时,具有