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基于AT89C55的智能电子万年历设计与实现
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更新于2024-06-24
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本篇学位论文主要探讨的是"基于单片机的电子万年历的设计",针对的是电子科学与技术专业的学生,作者在2013届物理与电子学院完成。该研究的重点在于将硬件与软件紧密集成,以实现一个高度智能化的便携式时间管理工具。 论文的核心是AT89C55单片机,作为整个系统的控制核心,它负责协调各个子系统的运作。硬件部分包括了关键组件,如精确的时间同步电路,使用了DS12887时钟芯片,确保了时间的准确性和稳定性;显示部分采用了LCD1602液晶屏,能清晰地显示日期、星期、小时、分钟、秒以及实时温度,提供用户友好的交互界面。 温度检测电路利用DS18B20温度传感器,允许系统实时监测环境温度,增添了实用的附加功能。此外,还有复位电路、振荡电路和报警闹铃电路,为用户提供定时提醒和自检功能。 在软件设计方面,作者运用了Keil软件进行C语言编程,这是一种高效的开发工具,能够帮助构建高质量的嵌入式代码。同时,通过Proteus软件进行系统仿真测试,验证了硬件和软件之间的协同工作效果,确保设计的可行性。最后,Altium Designer软件被用于原理图设计,展示了系统设计的详细逻辑布局。 论文的创新之处在于将这些技术整合到一个便携式的电子万年历中,使得用户能够方便地获取时间信息并进行必要的设置。整点报时、时间校准和闹钟功能的实现,体现了设计的实用性和人性化。此项目不仅提升了学生的实践能力,也展示了单片机技术在日常生活中的实际应用价值。
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毕业设计(论文)
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表 2—1 两种单片机的比较
AT89C51 单片机
AT89C55 单片机
相同的主要性能参数
1. MCS-51 产品指令系统完全兼容
2. 1000 次擦写周期
3. 32 个可编程 I/O 口线
4. 低功耗空闲和掉电模式
5. 三级加密程序存储器
6. 可编程串行 UART 通道
不通的主要性能参数
1.全静态操作:0Hz-24MHz
2. 6 个中断源
3.128×8 字节内部 RAM
4. 4k 字节可重擦写 Flash
闪速存储器
5.两个 16 位定时/计数器
1.全静态操作:0Hz-33MHz
2. 8 个中断源
3.256×8 字节内部 RAM
4. 20k 字节可重擦写 Flash 闪速存储
器
5.三个 16 位定时/计数器
2.2 温度芯片
温度是常见的测量与控制量之一,其实时测控遍布各行各业。它通常是通过温度传
感器来测量,在众多的温度传感器中,可分两类即模拟温度传感器与数字温度传感器,
本次设计的电子万年历为了简洁硬件电路简洁、系统稳定性、易于实现。可采用数字温
度传感器,DS18B20 是美国 Dallas 公司推出的数字温度传感器之一, 采用 3 脚(或 8
脚)TO—92 封装形式,DQ(2 脚)为数字信号输入/输出端,GND(1 脚)为电源地,VDD
(3 脚)为外接供电电源输入端。与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被
温度。不需用 A/D 转换电路,减少了硬件成本,感温特性曲线是严格线性的,不会产生
较大的测量误差。提供 9 位(二进制)温度读数指示器件的温度信息经过单线接口送入
DS18B20 或从 DS18B20 送出,因此,从主机 CPU 到 DS18B20 仅需一条线。主要特点:不
需要备份电源,可通过 DQ 供电;单线接口,只有一根信号线与 CPU 连接,电路简单;
传送串行数据;用户可设定报警上下限值;零功耗待机;多个 DS18B20 可以很方便地以
串行方式与 PC 或单片机连接,实现多点检测;抗干扰性强,适合于恶劣环境的现场温
度测量。因此,DS18B20 完全满读取方便、电路简洁、功耗低、成本低廉的设计要求。
单
片
机
特
点
毕业设计(论文)
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2.3 时钟芯片
万年历的设计可以直接采用单片机定时计数器的定时它能提供比较精确秒信号,使
用程序实现年、月、日、时、分、秒、星期计数以及时间的校准,闹钟的设置。采用此
种方案虽然减少芯片的使用,达到电路简洁、节约成本,但是,实现的时间误差较大,
不符合实际情况。所以不采用此方案。本设计将采用 DS2887 时钟芯片来实现时钟,
DS12887 为 DALLAS 公司最新推出的的实时时钟芯片,除具有实时钟功能外,它还具有
128 字节的通用 RAM 其中 14 个作为字节时钟和控制寄存器,114 字节为通用 RAM,所有
ARAM 单元数据都具有掉电保护功能。采用 CMOS 技术制成,把时钟芯片所需的晶振和外
部锂电池相关电路集于芯片内部,计秒、分、时、天、星期、日、月、年,并有闰年补
偿功能,二进制数码或 BCD 码表示时间、日历和定闹。12 小时或 24 小时制,12 小时时
钟模式带有 PM 和 AM 指导,有夏令时功能。中断信号输出(IRQ)和总线兼容,定闹中断、
周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽,也可分别进行测试。采用
DS12887 芯片设计的时钟电路勿需其它外围电路并具有良好的微机接口。DS12887 芯片具
有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点,这些就是采用它的主要原
因。
2.4 显示器件
数据的显示有多种方式可使用(点阵式的或 LED 的动态扫描)数码管或(LCD)液晶
来显示,点阵式的数码管由 64 个发光的二极管(八行八列)构成,用于显示一些文字
会很适合,而用来显示数字实在浪费,并且价格是较高,故不使用它来显示。而(LED 数码
管)动态扫描的显示,使用简单,操作方便,显示直观,并且(LED)数码管的价格也比
较适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线
少,但是,由于显示的位数比较多,若采用它将要使用 4 块 74HC573 芯片,这无疑会增
加成本,重点是会使电路复杂化,操作繁琐,不满足设计要求。所以也不采用了 LED 数
码管作为显示。采用 LCD 液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图
形,显示多样,清晰可见,易于控制,电路简洁,缺点是价格比较贵,但总的来说,是最符
合设计要求,所以在此设计中采用 LCD 液晶显示屏。
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