(完整版)单片机毕业设计论文

目录1设计方案论1.1功能要求·····················································1.2 方案确定·····················································1.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (2)1.2.2显示模块选择方案和论证 (2)1.2.3时钟芯片的选择方案和论证 (3)1.2.4电路设计最终方案确定 (3)2主控制器和外围器件 (3)2.1AT89S52单片机 (3)2.2DS1302时钟芯片 (3)2.2.1DS1302芯片介绍 (3)2.2.2DS1302的应用 (6)2.3数码管LED (6)2.4译码器74HC138 (7)2.5锁存器74LS244 (7)3硬件设计 (8)3.1电路设计框图 (8)3.2系统概述 (8)3.3电源设计 (8)3.4单片机的复位电路 (8)3.5单片机系统的晶振电路 (8)3.6主电路设计 (9)4软件设计 (9)4.1主程序设计 (10)4.2键盘子程序设计 (10)4.3日历时钟子程序设计 (11)4.4显示子程序设计 (12)5系统调试 (12)5.1软件调试 (12)5.2硬件调试 (13)6结论 (14)致谢 .......................................................................... 错误！未定义书签。

参考文献 .. (15)附录 (16)附录Ⅰ硬件电路图 (16)附录Ⅱ主程序源代码 (17)-1概述在日新月异的21世纪里，家用电子产品得到了迅速发展。

许多家电设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有CPU控制器或者是单片机。

单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。

并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。

用单片机来控制的小型家电产品具有便携实用，操作简单的特点。

时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。

怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。

现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。

时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。

在一个单片机应用系统中，时钟有两方面的含义：一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号，主要由晶振和外围电路组成，晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢；二是指系统的标准定时时钟，即定时时间，它通常有两种实现方法：一是用软件实现，即用单片机内部的可编程定时计数器来实现，但误差很大，主要用在对时间精度要求不高的场合；二是用专门的时钟芯片实现，在对时间精度要求很高的情况下，通常采用这种方法，典型的时钟芯片有：DS1302，DS12887，X1203等都可以满足高精度的要求。

本文设计的日历和时钟的显示广泛用于小型智能家用电子产品，如电子钟。

利用单片机进行控制，实时时钟芯片DS1302进行记时，外加掉电存储电路和显示电路，可实现时间的调整和显示。

电子钟既可广泛应用于家庭,也可应用于银行、邮电、宾馆、医院、学校、企业、商店等相关行业的大厅，以及单位会议室、门卫等场所。

因而，此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。

2设计方案论证2.1功能要求1、能显示年、月、日、时、分、秒、星期2、能对时间进行手动修正3、采用24小时制4、使用LED显示时间参数5、上电后，电子钟显示“2010年 1月 1日”“1时 1分 1秒星期1”对时，分，秒，日，月，年高位为0时做消隐处理，只显示单个数字以增强其可读性。

2.2方案确定2.2.1单片机芯片的选择方案和论证方案一:采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

方案二:采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。

所以选择采用AT89S52作为主控制系统.2.2.2显示模块选择方案和论证方案一：采用LED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,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。

方案二：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。

方案三：采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,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。

所以采用了LED数码管作为显示。

2.2.3时钟芯片的选择方案和论证方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。

采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。

所以不采用此方案。

方案二：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做为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V范围内，2.5V 时耗电小于300nA.2.2.4电路设计最终方案确定综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 以单片机AT89S52为主控制器，时间数据是通过时钟芯片DS1302来读取，并通过LED数码管显示出来，并用键盘来完成对当前时间的调整。

3主控制器和外围器件3.1AT89S52单片机AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

并具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位IO 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。

另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

3.2DS1302时钟芯片3.2.1DS1302芯片介绍低功耗时钟芯片DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。

DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。

这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析以及对异常数据出现的原因的查找有重要意义。

采用DS1302作为记录测控系统中的数据记录，其软硬件设计简单，时间记录准确，既避免了连续记录的大工作量，又避免了定时记录的盲目性，给连续长时间的测量、控制系统的正常运行及检查都来了很大的方便，可广泛应用于长时间连续的测控系统中。

在测量控制系统中，特别是长时间无人职守的测控系统中，经常需要记录某些具有特殊意义的数据及其出现的时间。

记录及分析这些特殊意义的数据，对测控系统的性能分析及正常运行具有重要的意义。

传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且某些测控系统可能不允许。

而在系统中采用DS1302则能很好地解决这个问题。

DS1302的性能特性·实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以及带闰年补偿的年进行计数；·用于高速数据暂存的31×8位RAM；·最少引脚的串行IO；·2.5～5.5V 电压工作范围；·2.5V时耗电小于300nA；·用于时钟或RAM数据读写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送方式；·简单的3线接口；）的能力。

·可选的慢速充电（至VCC1DS1302时钟芯片包括实时时钟日历和31字节的静态RAM。

它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。

实时时钟日历提供秒、分、时、日、周、月和年等信息。