单片机技术及其应用

《单片机技术及其应用》

课程设计报告

题目：万年历的设计

班级： 120302

学号：1203010216

姓名：涂划

同组人员：汤吉鑫、高翔、王正提

指导教师：薛莲

二0一四年九月二十七日

目录

1．课程设计目的 (1)

2．课程设计题目描述和要求 (1)

3.课程设计报告内容 (2)

3.1 设计思路 (2)

3.2设计过程 (2)

3.3电路的仿真及调试 (15)

4.总结 (17)

5.指导教师意见 (18)

参考书目 (18)

程序代码 (19)

1．课程设计目的

在学习单片机后，我们深知它在我们的生活中无处不在，而社会更好的发展需要当代知识分子不懈的努力。在理论知识的充溢后，我们必须通过实践来更好的掌握单片机技术，只有自己动手通过单片机做出自己想做的东西，才可证明我们对单片机能够灵活的运用。在理论与实践结合的情况下我们可在此次设计小作品中自己查阅资料并自己仿真电路编写程序设计出完整的单片机电路。在完成课程设计的过程中我们可提升自己对电路的分析能力，及编译程序的能力，并且可以增强我们布局电路的意识，从而让我们自己全面的运用到学过的知识，让自己在今后的发展中能好的学以致用。

2．课程设计题目描述和要求

我们选择的课题为：万年历的设计。随着当今世界经济的快速发展和信息化时代的来临，各种各样的小型智能家电产品陆续出现在我们的生活当中；电子万年历作为一种功能十分强大的日常计时工具，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿等多种功能，而且DS1302的使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、星期、时、分、秒等信息，还具有时间校准等功能，已逐步的出现在我们的日常生活中。一般日常生活中大都使用的是纸质日历，纸质日历显示效果不太好并且使用寿命不长，造成了一定的资源浪费。针对传统的纸质日历局限性，本论文设计了一款基于单片机的电子万年历系统；本设计以STC89C52单片机为核心，构成系统主控制电路，全部信息用12864液晶显示；时间、日期调整、闹铃及界面的切换由三个独立按键来实现，并可对闹铃开关进行设置。日历能显示阳历和阴历年、月、日以及星期、时、分、秒。电子万年历采用智能电子控制和显示技术，改善了纸制日历的缺陷。它集时间、日期、星期等功能于一身，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。

本次的课程设计题目要求为：采用51系列单片机和LCD12864液晶显示屏设计一个万年历，能够实现年、月、日、农历、星期、时间和定时的功能。主要功能如下：

（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20s。

3.课程设计报告内容

3.1 设计思路

（1）根据设计要求，选择AT89C52单片机为核心控制器件。

（2）时钟芯片采用DS1302实现计时的功能。

（3）采用DS18B20温度传感器与单片机P2.6口相连实现温度显示功能。（4）使用一个PNP三极管作为蜂鸣器的驱动，接P2.7口实现闹钟功能。

3.2设计过程

3.2.1硬件设计

（1）系统模块

根据系统功能要求，可大致画出系统所需硬件结构框图如图3-1所示：

图3-1 系统功能模块图

主控模块采用性价比较高的AT89S52单片机芯片，在其内部烧写好程序，可通过程序的运行控制测温模块进行测温；测温模块主要是由DS18B20构成，将其与所测对象进行接触即可获取被测对象的温度数据，而所测得的温度和时

钟芯片测得的实时日历将通过显示模块的液晶显示器以数字形式显示；单片机调用程序，读取DS1302内寄存器，可以得到万年历的时间数据，经过程序处理就可以输出在LCD上；键盘电路可对实时日历进行调整；蜂鸣器可以在作为声音提醒。

（2）单片机模块

AT89S52是ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内

含8k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚，它集Flash 存储器既可在线编辑（ISP）也可用传统方法进行编辑及通用8位微处理器于单片芯片中，功能强大AT89S52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。器管脚图如图3-2：

图3-2 AT89S52管脚图

在本系统中，AT89S52单片机内部的功能单元已经能够满足系统设计需要，不需要系统扩展。

AT89S52具有以下的特点:

主要性能

●与MCS-51单片机产品兼容

● 8K字节在系统可编程Flash存储器

● 1000次擦写周期

●全静态操作：0Hz～33Hz

●三级加密程序存储器

● 32个可编程I/O口线

●三个16位定时器/计数器

●八个中断源

●全双工UART串行通道

●低功耗空闲和掉电模式

●掉电后中断可唤醒

●看门狗定时器

●双数据指针

●掉电标识符

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。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。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

（3）时钟模块

DS1302为美国DALLAS公司的一种实时时钟芯片，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用32.768Hz晶振。它可以对年、月、日、星期、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。在本设计中，它的实际电路图如图3-2所示：